球型钢支座转角超限检查判别与整治

球型钢支座转角超限检查判别与整治

摘要：随着近年来国内外桥梁支座技术的发展，在高速铁路上继盆式支座后，又逐渐在铁路简支箱梁上使用球型钢支座。桥梁支座在大量使用过程中，由于支

座自身的质量和施工安装问题，也出现了不少的病害，引起了运营管理部门的广

泛关注。支座安装位置安装不当、垫板不平或者养护不良，将不能保证梁跨自由

伸缩、转动，影响梁体正常使用，必须及时处理，防止状态进一步恶化，影响行

车安全。本文重点阐述球型钢支座转角超限病害的检查判别方法与整治技术措施，对支座检查整治工作有一定的参考意义。

关键词：高速铁路介入球型钢支座转角超限上座板倾斜

1前言

随着高速铁路的不断发展及设备管理单位前期介入工作不断深入，新线开通

往往时间紧任务重，为贯彻好建维一体理念，设备管理单位前期介入工作就显得

尤为重要。支座是桥梁专业的重点，工务段检查过程中发现，昌景黄高铁西递特

大桥、石山大桥浇简支梁多个支座转角超出设计图纸要求，本文以昌景黄高铁石

山大桥5#墩球型固定钢支座（以下简称支座）转角超限检查判别整治为例，以现

有规范、专著、文献等为基础，吸纳以往支座结构病害检查整治经验，重点阐述

支座检查方法及整治技术，提出支座顶升监控措施，旨在提高前期介入病害检查

判别及整治验收工作质量，效果良好。

2概况

昌景黄高铁石山大桥位于黟县东至祁门南站间，运营里程为K305+659，全长192.94m，全部为现浇简支梁，4-5#跨球型固定钢支座型号为TJQZ-8360-4500GD-0.1g，生产厂家是新津腾中建筑机械有限公司，支座设计转角0.02rad。在前期

介入检查中发现存在上支座板横向倾斜16㎜，导致支座转角超限；下支座板纵、横向均水平。

2.1支座特性

球型钢支座是通过球面聚四氟乙烯板的滑动来实现支座的转动过程，转动力

矩小，而且转动力矩只与支座球面半径及聚四氟乙烯板的摩擦系数有关，与支座

转角大小无关，特别适用于大转角要求，设计转角可达0.05rad以上，其传力可靠，容许支座位移大，而且转动灵活，适用于弯桥、坡桥、斜桥、宽桥及大跨径桥。

2.2支座结构形式

TJQZ-8360-4500GD-0.1g型支座由上支座板（材质ZG270-500/Q345）、球冠

衬板、下支座板、平面不锈钢板、平面滑板、球面不锈钢板、球面滑板、密封环、地脚螺栓组成。

图1 固定球型钢支座示意图

2.3支座检查重点及方法

①脱空状态检查

检查支座上、下座板与梁底面及垫石顶面的接触状态，判断是否存在局部脱

空病害。对于存在局部脱空病害的支座，采用最小规格为0.1㎜的塞尺测量测量

脱空深度及最大脱空面积，并对脱空位置进行测量和记录。

②变形状态检查

根据支座上、下座板的相对位置关系及限位装置的状态判断支座变形和转角

是否超限。现场采用钢尺测量支座上、下座板四角的间隙，推算支座的转角变形

是否超限。

③变形功能检查

检查支座临时连接构造是否拆除；支座钢部件是否与锚固螺栓或垫石混凝土

顶紧；活动支座位移安装方向是否合理正确。

④钢部件状态检查

检查支座钢部件是否开裂、脱焊，并对其位置、裂纹长度及宽度进行记录和

量测；检查钢部件的锈蚀状态，并对其锈蚀程度进行判定。

⑤螺栓状态检查

检查支座螺栓是否存在松动或剪断现象，并对相对螺栓的位置和数量进行记录。

⑥四氟板状态检查

检查聚四氟乙烯板是否存在挤出现象，不锈钢板表面是否洁净，并采用钢尺

通过测量支座不锈钢板与钢衬板之间的间隙来确定外露高度。

⑦工作环境及垫石状态检查

检查支座周边是否存在施工垃圾与积水，分析其对支座正常使用功能的影响；垫石是否存在开裂、破损，并对其开裂破损程度进行评定；支座防尘装置是否缺

失破损。

3支座转角超限检查判别

3.1支座转角超限检查依据标准

球形钢支座是在盆式橡胶支座的基础上发展起来的一种新型桥梁支座，其安

装允许偏差可参照盆式橡胶支座安装允许偏差标准执行，支座板四角允许高差1㎜。

我们根据铁路桥梁球型支座安装图（图号：TJQZ-8360）查询到设计转角标

准0.02rad，又根据欧洲标准《结构物支座-第一部分：通用技术条件》（EN

1337—1）建议，通常设计转角的富余量如下：支座设计转角的富余量为

±0.005rad或10/r rad中的较大者（r为极限转动半径，以㎜计）。球型钢支座固定支座“r”为上支座限位环内径的一半。

3.2支座转角超限初步分析

昌景黄高铁石山大桥5#墩现浇简支梁固定支座上座板存在歪斜现象，经现场用水平尺及直尺测量，上座板水平方向正常，垂直线路方向左右高差16㎜，远远超出支座安装允许偏差1㎜，初步判断此支座转角超限。如现场检查图3.2

图2 固定球型钢支座病害

3.3支座转角超限判别评定

根据铁路桥梁球型支座安装图了解到，此支座型号为TJQZ-8360-6000GD-0.1g，设计转角，支座外形尺寸为550㎜，垫板允许调高量为20㎜，上支座限位环内径440㎜。

支座转角公式：=h/d，1rad=180/π，h＇=16㎜

根据以上公式得出：

为支座转角，为支座对角高差，为支座板外形长度。

经过计算，此型号支座左右高差允许范围11㎜，加上支座设计转角的富余量10/r rad为35.75㎜，而现场检查高差达到16㎜，转角达到0.029rad，远远超出设允许范围但未超此支座留有富余。