板式橡胶支座抗压弹性模量试验分析

1、.板式橡胶支座抗压弹性模量试验分析1. 概述近年来我国交通事业发展迅速，桥梁作为我国重要社会基础设施的地位愈显突出，在国民经济和居民日常生活中发挥着重要作用。桥梁支座是桥粱结构的重要组成部分，直接影响桥梁的使用寿命和结构安全，其中板式橡胶支座由于其具有构造简单、性能可靠、安装更换方便、造价低等优点，被广泛应用于公路、城市桥梁建设中。桥梁支座的作用，一方面是将上部结构的作用力传递给桥墩；另一方面则应适应梁体因温度、混凝土的收缩徐变及荷载作用下引起的水平位移和挠曲引起的梁体转动。橡胶支座能很好地满足这方面的要求，因此得到普遍推广。2. 设计问题板式橡胶支座是由橡胶层和钢板层叠加在一起构成的，其设计

2、应符合JTG D62-2004公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范中8.4要求。支座使用阶段平均压应力限值为10MPa，常温下支座的剪变模量为 1.0MPa。橡胶支座的弹性模量和形状系数按下式计算：弹性模量 E=5.4GS 2矩形支座 S= l al b/2t e(l a+l b)圆形支座S=d 0/4t e支座的形状系数取5S12 使用。形状系数 S 的定义为： S=有效承压面积÷单层橡胶侧表面积。板式支座的分类、技术要求、试验方法、及检验规则同时要满足行业标准JT/T 4-2004 公路桥梁板式橡胶支座中要求同时行业JT/T.663-2006公路桥梁板式橡胶支座规格系列作为前

3、者的补充配套其使用。JT/T 4-2004 公路桥梁板式橡胶支座4.6 节支座内在质量描述道：表1支座剖面要求名称解剖检验标准胶层厚度应均匀，t 1 为5mm或8mm时，其偏差为锯开后胶层厚度±0.4mm；为11mm时，其偏差不得大于±0.7mm；为 15mm时，其偏差不得大于±1.0mm可见支座的中间胶层厚度应分别为5mm、8mm、11mm及 15mm。同时JT/T663-2006公路桥梁板式橡胶支座规格系列所给出的参数中，中间胶层也是这几个数据，只是做了详细的划分，橡胶支座边长或直径为100mml(d 0) 200mm时，中间胶层厚度为 5mm，钢板厚度为 2

4、mm，支座边长或直径为 250mm l(d 0) 350mm时，中间胶层厚度为 8mm，钢板厚度为 3mm，支座边长或直径为 400mml(d 0) 450mm时，中间胶层厚度为 11mm，钢板厚度为 4mm，支座边长或直径为 500mm l(d 0) 650mm时，中间胶层厚度为 15mm，钢板厚度为 5mm，支座边长或直径为 700mml(d 0) 800mm时，中间胶层厚度为18mm，钢板厚度为 5mm。而这些数据正是影响支座形状系数，进而影响支座弹性模量。常用支座的参数及计算结果统计如下表1：表 2 常用支座参数及计算结果规格尺寸 mm 钢板厚钢板橡胶层厚橡胶层形状抗压弹性模.度/mm

5、层数度/mm层数系数量/MPa150×2824537.00265200×3525549.50487250×5235847.50304300×6336859.06443350×74378610.62610400×84461158.86424通过表上数据可以看出，在支座直径不同，内部剖面结构相同的情况下，形状系数和抗压弹性模量有很大的差别。根据 JT/T 4-2004公路桥梁板式橡胶支座附录所给出实测弹性模量计算公式，实测弹性模量为应力差和相对应变差的比值。应力差是个定值 6MPa，因此在胶层总厚度相同时，不同直径的支座在同应力下应变有很

6、大的差别。我们通过大量的试验得出一种规律， JT/T 663-2006 公路桥梁板式橡胶支座规格系列的天然胶支座实测抗压弹性模量普遍在 300MPa 500MPa之间，数根据 JT/T 4-2004 公路桥梁板式橡胶支座4.1 表 1 要求，实测抗压弹性模量 E1=E±20%E，形状系数大的支座普遍为负值，直径 350mm的支座尤为明显，其值基本都为负值， 且多在 E1=E-20%E的界线上。3. 一级精度仪器， 最小刻度是量程的1%。根据行业标准 JT/T 4-2004 规定，.适用范围为 0.4%90%，我们所用的仪器是 10000kN电液伺服压剪系统，则其使用范围就是 40kN

7、9000kN，根据标准要求，一块极限和抗压弹模图 1 10000kN 电液伺服压剪系统都能做的板式支座，只有 60kN1200kN是参与抗压弹性模量的精确计算的。而 1200kN以上我们只能在极限抗压中用到，其精确度不需弹膜那么高，应力只要大于 70MPa即可。据检定知， 10000kN电液伺服压剪系统 1000kN以内准确性较差， 又根据检定规程 JJG 391-2009 力传感器规定，检定点要均匀分布，一般不少于 5 个点，推荐使用 8 个点（10%，20%，30%，40%，50%，60%，80%，100%），而我们采用的是 10 点（10%，20%，30%，40%，50%，60%，70%

8、，80%，90%，100%）也是我们仪器软件中最大检定计入点数。据近几年的检定数据观察分析，我们的仪器在1000kN10000kN范围内准确值在 5以内，而在 1000kN以内的比较中，最大的误差在30%。因 10000kN电液伺服压剪系统体型较大，横梁丝杆螺纹较粗，且未安.装横梁抱死装置，从而增加了实测抗压弹性模量的误差，支座越小越明显。图 2 200mm×35mm支座应力应变实测曲线图 3 400mm×84mm支座应力应变实测曲线结论：设计方面，板式橡胶支座的应按照 JTG D62-2004公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范中8.4 要求， S 取值为 5S12 范围，结构尺寸根据