支座试验作业指导书ZY02-021-2009.doc

作业指导书 支座试验文件编号 ZY02-021-2009 作 业 指 导 书(支座试验)编写： 日期： 审核： 日期： 批准： 日期： 受控状态： 持有者姓名： 分 发 号： 持有者部门： 江苏省交通科学研究院股份有限公司目 录一、板式橡胶支座检测 1开展项目3 2依据文件3 3主要仪器设备3 4操作规程4 5. 试验/检测工作程序5 6. 安全注意事项7 7. 数据处理8 8. 测量不确定度8 9. 原始记录表格10二、球形橡胶支座检测 1开展项目14 2依据文件14 3主要仪器设备14 4操作规程15 5. 试验/检测工作程序16 6. 安全注意事项17 7. 数据处理18 8. 测量不确定度18 9. 原始记录表格19三、盆式橡胶支座检测 1开展项目22 2依据文件22 3主要仪器设备22 4操作规程23 5. 试验/检测工作程序23 6. 安全注意事项24 7. 数据处理25 8. 测量不确定度25 9. 原始记录表格26一、板式橡胶支座试验1.开展项目表表1 开展检测项目开展检测项目项目名称适用范围目的抗压弹性模量适应于各类板式橡胶支座/抗剪弹性模量/极限抗压强度/抗剪粘结性能/抗剪老化/2依据文件表2 依据文件依据文件依据文件试验方法公路桥梁板式橡胶支座JT/T 4-20043主要仪器设备表3主要仪器设备主要仪器设备仪器名称规格型号生产厂家测量范围准确度等级微机控制电液伺服压剪试验机YAJ5000长春试验机厂05000kN1%老化箱402/配套仪器设备仪器名称规格型号生产厂家测量范围准确度等级游标卡尺0200mm/0200mm0.02mm厚度塞尺/010mm0.5mm4操作规程4.1主要技术要求 4.1.1试验室的标准温度为235，且不能有腐蚀性气体及影响检测的震动源。4.1.2.试验前应将试样直接暴露在标准温度235下，停放24h，以使试样内外温度一致。4.1.3.试验用试样应在仓库中随机抽取，凡与油及其他化学药品接触过的支座均不能作为样品使用。4.1.4.摩擦系数试验试验常温要求为（231），低温要求为（-351）。4.2 YAJ5000型微机控制电液伺服压剪试验机操作步骤4.2.1.主机上横梁电机3kW。按横梁上升按钮，横梁上升，上升到最大位置，撞限位开关，电机停转。按停止按钮后，按下降按钮横梁下降。用以调整试验空间。4.2.2.做横向剪切试验时，与主机配合使用。在下压板小车（其上面放置摩擦板）上放好一块试样（橡胶支座），将另一块试样（橡胶支座）放在剪切拉板上，其上放置摩擦板一起推入压缩空间。启动主机油泵，按下系统压力“加压”按钮，进行加压，当主机将横向剪切装置压紧后，调整横向剪力装置支撑，调整横向剪力装置拉板高度，使横向剪力装置拉板水平，使车轮与轨道接触，从而消除横向剪力装置的自重。保持力值不变。启动横向剪切油泵，按下工作状态“剪切”按钮及系统压力“加压”按钮，进行横向剪切装置操作。4.2.3.做转角试验时，与主机配合使用。将一块试样（橡胶支座）放在下压板上，将转角压板放在其上面，将另一块试样（橡胶支座）放在转角板上，一起推入压缩空间，启动主机油泵，按下系统压力“加压”按钮，当主机将转角板及试样压紧后，保持力值不变。启动转角油泵，按下工作状态“转角”按钮及系统压力“加压”按钮，进行转角试验操作。4.3 402老化箱操作步骤4.3.1显示切换：按SET键可以切换不同的显示状态。修改数据：如果参数锁没有锁上，仪表下显示窗显示的数值数据均可通过按（A/M），或键来修改。例如：需要设置给定值时，可将仪表切换到正常显示状态，即可通过按（A/M），或键来修改给定值。仪表同时具备数据快速增减法和小数点移位法。按键减小数据，按键增加数据，可修改数值位的小数点同时闪动（如同光标）。按住按键并保持不放，可以快速地增加/减少数值，并且速度随小数点右移自动加快（3级速度）。而按（A/M）键则可直接移动修改数据的位置（光标），操作快捷。4.3.2设置参数：按SET键并保持约2秒钟，既进入参数设置状态。在参数设置状态下按SET键，仪表将依次显示各参数，例如上限报警值ALM1，参数锁LOCK等等，对于配置好并锁上参数锁的仪表，只出现操作工需要用到的参数（现场参数）。用（A/M）等键可修改参数值。按（A/M）键并保持不放，可返回显示下一参数。先按（A/M）键不放接着再按SET键可退出设置参数状态。如果没有按键操作，约30秒钟后会自动退出设置参数状态。如果参数被锁上，则只能显示被EP参数定义的现场参数（可由用户定义的，工作现场经常需要使用的参数及程序），而无法看到其它的参数。不过，至少能看到LOCK参数显示出来。5试验/检测工作程序5.1抗压弹性模量试验5.1.1.将试样置于试验机的承载板上，上下承载板与支座的接触面不得有油渍；对准中心，精度应小于1%试件短边尺寸或直径。缓慢加载至压应力为1.0MPa且稳压后，核对承载板四角对称安置的四只位移传感器，确认无误后，开始预压；5.1.2.预压。将压应力以（0.030.04）MPa/s速率连续地增至平均压应力10MPa，持荷2min，然后以连续均匀的速度将压应力卸至1.0MPa，持荷5min，记录初始值，绘制应力应变图，预压三次；5.1.3.正式加载。每一加载循环自1.0MPa开始，将压应力以（0.030.04）MPa/s速率均匀加载至4MPa，持荷2min，采集支座变形值，然后以同样速率每2MPa为一级逐级加载，每级持荷2min后，采集支座变形数据直至平均压应力为止，绘制的应力应变应呈线性关系。然后以均匀的速度卸载至压应力为1.0MPa。10min后进行下一个加载循环。加载过程连续进行3次。5.1.4.以承载板四角所测得的变化值的平均值，作为各级荷载下试样的累计竖向压缩变形，按试样橡胶层的总厚度te求出在各级荷载作用下，试样的累计压缩应变ici/te 。5.2抗剪弹性模量试验5.2.1.在试验机的承板上，应使支座顺其短边方向受剪，将试样及中间钢拉板按双剪组合配置好，使试样和中间钢拉板的对称轴和试验机承载板中心轴处在同一垂直面上，精度应小于1的试件短边尺寸。为防止出现打滑现象，应在上下承载板和中间钢拉板上粘贴高摩擦板，以确保试验的准确性；5.2.2.将压应力以（0.030.04）MPa/s的速度连续地增至平均压应力，绘制应力时间图。并在整个抗剪试验过程中保持不变；5.2.3.调整试验机的剪切试验机构，使水平油缸、负荷传感器的轴线和中间钢拉板的对称轴重合；5.2.4.预加水平力。以（0.0020.003）MPa/s的速度连续施加水平剪应力=1.0MPa，持荷5min，然后以连续均匀的速度卸载至剪应力为0.1MPa，持荷5min，记录初始值，绘制应变图。预载三次；5.2.5.正式加载。每一加载循环自=0.1MPa开始，每级剪应力增加0.1MPa，持荷1min，采集支座变形数据，至=1.0MPa为止，绘制的应力应变图应呈线形关系。然后以连续均匀的速度卸载至剪应力为0.1MPa。10min后进行下一循环试验。加载过程应连续进行三次；5.2.6.将各级水平荷载下位移传感器所测得的试样累计水平剪切变形s， 按试样橡胶层的总厚度te。 求出在各级试验荷载作用下， 试样的累积剪切应变is/te。5.3极限抗压强度试验5.3.1.将试样放置在试验机的承载板上，上下承载板与支座接触面不得有油污，对准中心位置，精度应小于1试件短边尺寸；5.3.2.以0.1MPa/s的速率连续的加载至试样极限强度Ru不小于70MPa为止，绘制应力-时间图，并随时观察试样的受力状态及变化情况，试样是否完好无损。5.4抗剪粘结性能试验5.4.1.在试验机承载板上，使支座顺其短边方向受剪，将试样及中间钢拉板按双剪组合配置好。5.4.2.将压应力以（0.030.04）MPa/s速率连续均匀加至平均压应力，绘制应力时间图。并在整个抗剪试验过程中保持不变；5.4.3. 以（0.0020.003）MPa/s的速度连续施加水平力，当剪应力达到2.0MPa，持荷5min后，水平力以连续均匀的速度连续卸载，在加、卸载过程中绘制应力-应变图。试验中随时观察试件受力状态及变化情况，水平力卸载后试样是否完好无损。5.5抗剪老化性能试验5.5.1.试样置于老化箱内，在702温度下经72h后取出，将试样在标准温度235下停放48h，再在标准试验室温度下进行剪切试验。5.5.2.试验与标准抗剪弹性模量试验方法步骤相同。6安全注意事项6.1 YAJ5000型微机控制电液伺服压剪试验机6.1.1.应当定期检查各连接环节是否有松动，并及时加以处理。在每次试验完成后要及时清擦。6.1.2.对活动环节还要做到定期可靠的润滑，每次使用“升降横梁”前应将横梁上各注油孔内注入润滑油以防止零件磨损。对于液压源应及时清擦并检查是否有松动漏油现象，并及时处理。6.1.3.横梁上升（下降）时，必须按停止钮。横梁停稳后方可下降（上升）。在试验过程中，由于某种意外原因，油泵突然停止工作，一定要立即卸除试验力，使油压下降，防止油泵在高压下启动，避免事故。6.2 402型热老化箱6.2.1.仪器外壳必须有效接地，以保证使用安全。6.2.2.仪器应放在通风良好的室内水平位置，在其周围不可放置易燃易爆物品。6.2.3.应在供电线路中安装铁壳的闸刀开关一只，供此箱专用，在外壳接地通电前请检查本箱的电器性能，并应注意是否有断路或漏电现象,本仪器无防爆装置，不得放入易燃易爆物品干燥。6.2.4.箱内物品放置切勿过挤，必须留出空间，以利热空气循环。6.2.5.不可任意卸下顶盖，扰乱或改变线路，唯当该箱发生故障时可卸下侧门，按线路逐一检查。7数据处理7.1 抗压弹性模量试验结果处理实测抗压弹性模量计算公式为：式中：E1试样实测抗压弹性模量计算值，精确至1MPa；4、4第4MPa级试验荷载下的压应力和累计压缩应变值；10、10第10MPa级试验荷载下的压应力和累计压缩应变值。7.2 抗剪弹性模量试验结果处理实测抗剪弹性模量计算公式为：式中：G1试样实测抗压弹性模量计算值，精确至1MPa；1.0、1.0第1.0MPa级试验荷载下的剪应力和累计剪切应变值；0.3、0.3第0.3MPa级试验荷载下的压应力和累计压缩应变值。8 测量不确定度的报告8.1测量数学模型： y=x 8.2最佳测量结果： y1=x1 8.3方差及灵敏系数：方差 灵敏系数 8.4标准不确定度计算测量标准不确定度u(y)包括测量设备示值误差引入的标准不确定度u(y1)、读数不准引入的标准不确定度u(y2) 和测量样本的不一致性引入的标准不确定度u(y3)。a）测量设备示值误差引入的标准不确定度u(y1) u(y1)=为仪器示值误差 均匀分布k=b）读数不准引入的标准不确定度u(y2)u(y2)=e是测量读数时，读数误差 均匀分布k=8.5合成标准不确定u(Re)：8.6扩展标准不确定度U： K=29. 原始记录表格支座抗压弹性模量记录表编号：ZY02-021-2009-01 序 号： 任务单编号： 试验环境： 试验规程： 样品描述： 仪器设备名称及型号： 试样样品编号规格尺寸橡胶层总厚度te(mm)形状系数S试样编号实测次数实测E1值(MPa)E1三次平均值(MPa)E1与平均值偏差标准容许值E(MPa)与标准偏差值(%)123123123备注试验者： 复核者： 日期： 支座抗剪弹性模量、抗剪粘结性能、抗剪老化性能记录表编号：ZY02-021-2009-02 序 号： 任务单编号： 试验环境： 试验规程： 样品描述： 仪器设备名称及型号： 试样规格尺寸橡胶层总厚度te(mm)工作状态试样编号实测次数实测G1值(MPa)G1三次平均值(MPa)G1与平均值偏差标准容许值G(MPa)与标准偏差值(%)123123123备注试验者： 复核者： 日期： 支座极限抗压强度、摩擦系数记录表编号：ZY02-021-2009-03 序 号： 任务单编号： 试验环境： 试验规程： 样品描述： 仪器设备名称及型号： 试验项目支座极限抗压试样编号规格尺寸形状系数S中间层橡胶片厚度t1(mm)单层钢板厚度t0（mm）平均压应力(MPa)极限抗压强度Ru70(MPa)试样工作状态试验项目摩擦系数试件编号测定次数摩擦系数f备注1初始值稳定值123平均值2初始值稳定值123平均值3初始值稳定值123平均值试验者： 复核者： 试验日期： 二、球形支座试验检测1.开展项目表表1 开展检测项目开展检测项目项目名称适用范围目的竖向压缩变形适应于各类球形橡胶支座/外观及内在质量/支座摩擦系数/支座转动力矩/2依据文件表2 依据文件依据文件依据文件试验方法球形支座技术条件GB/T 17955-20003主要仪器设备表3主要仪器设备主要仪器设备仪器名称规格型号生产厂家测量范围准确度等级微机控制电液伺服压剪试验机YAJ5000长春试验机厂05000kN1%配套仪器设备仪器名称规格型号生产厂家测量范围准确度等级游标卡尺0200mm/0200mm0.02mm厚度塞尺/010mm0.5mm4操作规程4.1主要技术要求 4.1.1试验室的标准温度为235，且不能有腐蚀性气体及影响检测的震动源。4.1.2.试验前应将试样直接暴露在标准温度235下，停放24h，以使试样内外温度一致。4.1.3.试验用试样应在仓库中随机抽取，凡与油及其他化学药品接触过的支座均不能作为样品使用。4.1.4.摩擦系数试验试验常温要求为（231），低温要求为（-351）。4.2 YAJ5000型微机控制电液伺服压剪试验机操作步骤4.2.1.主机上横梁电机3kW。按横梁上升按钮，横梁上升，上升到最大位置，撞限位开关，电机停转。按停止按钮后，按下降按钮横梁下降。用以调整试验空间。4.2.2.做横向剪切试验时，与主机配合使用。在下压板小车（其上面放置摩擦板）上放好一块试样（橡胶支座），将另一块试样（橡胶支座）放在剪切拉板上，其上放置摩擦板一起推入压缩空间。启动主机油泵，按下系统压力“加压”按钮，进行加压，当主机将横向剪切装置压紧后，调整横向剪力装置支撑，调整横向剪力装置拉板高度，使横向剪力装置拉板水平，使车轮与轨道接触，从而消除横向剪力装置的自重。保持力值不变。启动横向剪切油泵，按下工作状态“剪切”按钮及系统压力“加压”按钮，进行横向剪切装置操作。4.2.3.做转角试验时，与主机配合使用。将一块试样（橡胶支座）放在下压板上，将转角压板放在其上面，将另一块试样（橡胶支座）放在转角板上，一起推入压缩空间，启动主机油泵，按下系统压力“加压”按钮，当主机将转角板及试样压紧后，保持力值不变。启动转角油泵，按下工作状态“转角”按钮及系统压力“加压”按钮，进行转角试验操作。4.3 402老化箱操作步骤4.3.1显示切换：按SET键可以切换不同的显示状态。修改数据：如果参数锁没有锁上，仪表下显示窗显示的数值数据均可通过按（A/M），或键来修改。例如：需要设置给定值时，可将仪表切换到正常显示状态，即可通过按（A/M），或键来修改给定值。仪表同时具备数据快速增减法和小数点移位法。按键减小数据，按键增加数据，可修改数值位的小数点同时闪动（如同光标）。按住按键并保持不放，可以快速地增加/减少数值，并且速度随小数点右移自动加快（3级速度）。而按（A/M）键则可直接移动修改数据的位置（光标），操作快捷。4.3.2设置参数：按SET键并保持约2秒钟，既进入参数设置状态。在参数设置状态下按SET键，仪表将依次显示各参数，例如上限报警值ALM1，参数锁LOCK等等，对于配置好并锁上参数锁的仪表，只出现操作工需要用到的参数（现场参数）。用（A/M）等键可修改参数值。按（A/M）键并保持不放，可返回显示下一参数。先按（A/M）键不放接着再按SET键可退出设置参数状态。如果没有按键操作，约30秒钟后会自动退出设置参数状态。如果参数被锁上，则只能显示被EP参数定义的现场参数（可由用户定义的，工作现场经常需要使用的参数及程序），而无法看到其它的参数。不过，至少能看到LOCK参数显示出来。5试验/检测工作程序5.1竖向压缩变形试验5.1.1.检验荷载为支座竖向设计承载力的1.5倍。在试验支座四角均匀放置4个百分表测定竖向压缩变形。5.1.2.试验时先预压三遍。试验荷载由零至检验荷载均分为10级，试验时以支座竖向设计承载力1作为初始压力，然后逐级加压，每级荷载稳压2min后读取百分表数据，直至检验荷载，稳压3min后卸载，往复加载3次。5.1.3.变形取4个百分表读数的算术平均值，绘制荷载竖向压缩变形曲线，要求荷载与压缩变形呈线性关系，且支座竖向压缩变形不大于支座总高的1。5.2外观及内在质量试验5.2.1.支座外形尺寸应用钢直尺量测，厚度应用游标卡尺量测，外观质量用目测或量具逐块进行检查。5.2.2.支座解剖检验，将其沿支座垂直方向锯开，进行规定项目的检测。5.3 支座摩擦系数试验5.3.1.支座摩擦系数测定应在双剪摩擦装置上进行。5.3.2.先对支座施加竖向设计荷载，然后用千斤顶施加水平力，由压力传感器记录水平力的大小，支座一发生滑动，即停止施加水平力，由此计算出支座的初始静摩擦系数。5.3.3.再次对支座施加水平力，使支座连续滑动，由连续滑动过程中的水平力，可计算出支座的动摩擦系数。5.3.4.聚四氟乙烯板应进行3组试验，以3组试验的平均值作为试验结果。5.4 支座转动力矩试验5.4.1.支座转动试验应采取双支座转动方式。试验在常温（232）条件下进行；5.4.2.首先将试验支座和试验装置组装好，用试验机对试验支座施加竖向荷载，直至支座竖向设计荷载（F）；5.4.3.用千斤顶以5kN/min的速率施加转动力矩，直至支座跟静摩擦发生转动，此时千斤顶会卸载，记录支座发生转动瞬间的千斤顶最大荷载（Pmax），则试验支座的实测转动力矩为PmaxL/2（L为转动力臂）。6安全注意事项6.1 YAJ5000型微机控制电液伺服压剪试验机6.1.1.应当定期检查各连接环节是否有松动，并及时加以处理。在每次试验完成后要及时清擦。6.1.2.对活动环节还要做到定期可靠的润滑，每次使用“升降横梁”前应将横梁上各注油孔内注入润滑油以防止零件磨损。对于液压源应及时清擦并检查是否有松动漏油现象，并及时处理。6.1.3.横梁上升（下降）时，必须按停止钮。横梁停稳后方可下降（上升）。在试验过程中，由于某种意外原因，油泵突然停止工作，一定要立即卸除试验力，使油压下降，防止油泵在高压下启动，避免事故。7数据处理7.1 球形支座摩擦系数试验结果处理式中： f四氟滑板与不锈钢板表面的摩擦系数，精确至0.01； 接触面发生活动时的平均剪应力，MPa； 支座的平均压应力，MPa； H支座承受的压应力，kN； A0支座有效承压面积，mm28 测量不确定度的报告8.1测量数学模型： y=x 8.2最佳测量结果： y1=x1 8.3方差及灵敏系数：方差 灵敏系数 8.4标准不确定度计算测量标准不确定度u(y)包括测量设备示值误差引入的标准不确定度u(y1)、读数不准引入的标准不确定度u(y2) 和测量样本的不一致性引入的标准不确定度u(y3)。a）测量设备示值误差引入的标准不确定度u(y1) u(y1)=为仪器示值误差 均匀分布k=b）读数不准引入的标准不确定度u(y2)u(y2)=e是测量读数时，读数误差 均匀分布k=8.5合成标准不确定u(Re)：8.6扩展标准不确定度U： K=29. 原始记录表格支座极限抗压强度、摩擦系数记录表编号：ZY02-021-2009-03 序号： 仪器设备名称及型号： 试验环境： 试验项目支座极限抗压样品编号试样编号规格尺寸形状系数S中间层橡胶片厚度t1(mm)单层钢板厚度t0（mm）平均压应力(MPa)极限抗压强度Ru70(MPa)试样工作状态试验项目摩擦系数样品编号试件编号测定次数摩擦系数f备注1初始值稳定值123平均值2初始值稳定值123平均值3初始值稳定值123平均值试验者： 复核者： 试验日期： 盆式、球形支座试验记录表编号：ZY02-021-2009-04 序号： 仪器设备名称及型号： 试验环境： 支座类型样品编号试样编号外观质量竖向变形大小盆环径向变形大小支座残余变形占总变形量的比例内在质量123备注支座类型样品编号试样编号外观质量荷载与变形线性关系竖向变形大小转动力矩(Nm)内在质量备注试验者： 复核者： 试验日期： 三、盆式橡胶支座试验1.开展项目表表1 开展检测项目开展检测项目项目名称适用范围目的竖向压缩变形试验适应于各类盆式橡胶支座/盆环径向变形试验/外观及内在质量试验/支座或试件摩擦系数试验/2依据文件表2 依据文件依据文件依据文件试验方法公路桥梁盆式橡胶支座JT 391-19993主要仪器设备表3主要仪器设备主要仪器设备仪器名称规格型号生产厂家测量范围准确度等级微机控制电液伺服压剪试验机YAJ5000长春试验机厂05000kN1%配套仪器设备仪器名称规格型号生产厂家测量范围准确度等级游标卡尺0200mm/0200mm0.02mm厚度塞尺/010mm0.5mm4操作规程4.1主要技术要求 4.1.1试验室的标准温度为235，且不能有腐蚀性气体及影响检测的震动源。4.1.2.试验前应将试样直接暴露在标准温度235下，停放24h，以使试样内外温度一致。4.1.3.试验用试样应在仓库中随机抽取，凡与油及其他化学药品接触过的支座均不能作为样品使用。4.1.4.摩擦系数试验试验常温要求为（231），低温要求为（-351）。4.2 YAJ5000型微机控制电液伺服压剪试验机操作步骤4.2.1.主机上横梁电机3kW。按横梁上升按钮，横梁上升，上升到最大位置，撞限位开关，电机停转。按停止按钮后，按下降按钮横梁下降。用以调整试验空间。4.2.2.做横向剪切试验时，与主机配合使用。在下压板小车（其上面放置摩擦板）上放好一块试样（橡胶支座），将另一块试样（橡胶支座）放在剪切拉板上，其上放置摩擦板一起推入压缩空间。启动主机油泵，按下系统压力“加压”按钮，进行加压，当主机将横向剪切装置压紧后，调整横向剪力装置支撑，调整横向剪力装置拉板高度，使横向剪力装置拉板水平，使车轮与轨道接触，从而消除横向剪力装置的自重。保持力值不变。启动横向剪切油泵，按下工作状态“剪切”按钮及系统压力“加压”按钮，进行横向剪切装置操作。4.2.3.做转角试验时，与主机配合使用。将一块试样（橡胶支座）放在下压板上，将转角压板放在其上面，将另一块试样（橡胶支座）放在转角板上，一起推入压缩空间，启动主机油泵，按下系统压力“加压”按钮，当主机将转角板及试样压紧后，保持力值不变。启动转角油泵，按下工作状态“转角”按钮及系统压力“加压”按钮，进行转角试验操作。5试验/检测工作程序5.1竖向压缩变形、盆环径向变形试验5.1.1.检验荷载应是支座设计承载力的1.5倍，并以10个相等的增量加载。在支座顶底板间均匀安装四只百分表，测试支座竖向压缩变形；在盆环上口相互垂直的直径方向安装四只千分表，测试盆环径向变形。5.1.2.试验时先预压三遍，预压荷载为支座设计承载力。5.1.3.试验荷载由零至检验荷载均分为10级，试验时应先给一个极小初始压力，然后逐级加压，每级荷载稳压后进行读数，并在支座设计荷载时加测读数，直至加载到检验荷载后，卸载至初始压力，测定残余变形，此时一个加载程序完毕。一个支座需要往复加载3