衡水橡膠制品有限公司
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GYZ板式橡膠支座的受力分析和變形量控制方法151-3082-8567
GYZ板式橡膠支座即圓形板式橡膠支座,是由多層圓橡膠片與圓形薄鋼板硫化、粘合而成,它有足夠的豎向 剛度,能將上部構(gòu)造的反力可靠的傳遞給墩臺(tái);有良好的彈性,以適應(yīng)梁端的轉(zhuǎn)動(dòng);又有較大的剪切變形 能力 ,以滿足上部構(gòu)造的水平位移。 GYZF4四氟滑板式橡膠支座 在上述的圓形板式橡膠支座表面粘覆* 層1.5mm-3mm的聚四氟乙烯板,就制成了聚四氟乙烯滑板橡膠支座。它除了具有豎向剛度與彈性變形,能承 受垂直載荷及適應(yīng)梁端轉(zhuǎn)動(dòng)外,因聚四氟乙烯滑板的低磨擦系數(shù),可使梁端在四氟板表面自由滑動(dòng),水平 位移不受限制;特別適宜中、小荷載,大位移量的橋梁使用。
GJZ板式橡膠支座 GJZ板式橡膠支座即矩形 板式橡膠支座,是由多層矩形橡膠片與矩形薄鋼板硫化、粘合而成,它有足夠的豎向剛度,能將上部構(gòu)造 的反力可靠的傳遞給墩臺(tái);有良好的彈性,以適應(yīng)梁端的轉(zhuǎn)動(dòng);又有較大的剪切變形能力 ,以滿足上部構(gòu) 造的水平位移。 GJZF4板式橡膠支座即四氟板式矩形橡膠支座,在上述的GJZ矩形板 式橡膠支座表面粘覆*層1.5mm-3mm的聚四氟乙烯板,就制成了聚四氟乙烯滑板橡膠支座。它除了具有豎向 剛度與彈性變形,能承受垂直載荷及適應(yīng)梁端轉(zhuǎn)動(dòng)外,因聚四氟乙烯滑板的低磨擦系數(shù),可使梁端在四氟 板表面自由滑動(dòng),水平位移不受限制;特別適宜中、小荷載,大位移量的橋梁使用。
板式橡膠支座不僅技術(shù) 性能優(yōu)良,還具有構(gòu)造簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉、無(wú)需養(yǎng)護(hù),易于更換,緩沖隔震、建筑高度低等特點(diǎn)。因而在橋 梁界頗受歡迎,被廣泛應(yīng)用。 聊城板式橡膠支座的適用范圍 普通聊城板式橡膠支座適用于跨度小于30m 、位移量較小的橋梁。不同的平面形狀適用于不 同的橋跨結(jié)構(gòu);正交橋梁用矩形支座;曲線橋、斜交橋及 圓柱墩橋用圓形支座。四氟板式橡膠支座適用于大跨度、多跨連續(xù)、簡(jiǎn)支梁連續(xù)板等結(jié)構(gòu)的大位移 量橋梁。它 還可用作連續(xù)頂推及T型梁橫移中的滑塊。矩形、圓形四氟板式橡膠支座應(yīng)用分別與矩形、圓 形普通板式橡膠支座相同。
GYZ板式橡膠支座的受力分析 作用于GYZ板式橡膠支座上的豎向力有結(jié)構(gòu)自重的反力,活載的支點(diǎn)反力及其影響力,在計(jì) 算活載的支點(diǎn)反力時(shí),要按照*不利位置加載,并計(jì)入沖擊效應(yīng);作用于支座上的水平力包括縱向水平力 和橫向水平力。正交直線橋梁的支座,*般僅需計(jì)算縱向水平力。支座上的縱向水平力,包括由汽車荷載 的制動(dòng)力(牽引力),風(fēng)力,支座摩阻力,上部結(jié)構(gòu)砼收縮徐變或溫度變化支座變形所引起的水平力以及 其它原因如橋梁縱坡產(chǎn)生的水平力。 二、板式橡膠支座的設(shè)計(jì)計(jì)算 板式橡膠支座的設(shè)計(jì)計(jì)算按正常使用 極限狀態(tài)和使用階段計(jì)算, 包括確定支座的平面尺寸及厚度,驗(yàn)算當(dāng)梁端發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)后支座不致于與梁底脫 空形成局部受壓情況和驗(yàn)算支座的抗滑性能。 1.確定支座平面尺寸 根據(jù)支座*大反力計(jì)算板式橡膠支 座的承壓面積Ae= Rckσ c Rck—支座反力,汽車荷載應(yīng)計(jì)入沖擊系數(shù)σc—支座使用階段的平均壓應(yīng)力限值σc=10MPa 2.確定支座厚度 2.1從滿足剪切變形考慮,支座橡膠層總厚度應(yīng)符合下列條件:不計(jì)制動(dòng)力時(shí):te ≥2△l 計(jì)入制動(dòng)力時(shí):te≥1.43△l 當(dāng)板式橡膠支座在橫橋向平行于墩臺(tái)帽橫坡或蓋梁橫坡設(shè) 置時(shí),GYZ板式橡膠支座橡膠層總厚度應(yīng)符合下列條件: 不計(jì)制動(dòng)力時(shí):te≥2 △l 2+△ t2 #計(jì)入制動(dòng)力時(shí):te ≥1.43△l 2+△ t2#△l—由上部結(jié)構(gòu)溫度變化,混凝土收縮和徐變等作用標(biāo)準(zhǔn)值引起的剪切變形和縱向力標(biāo)準(zhǔn)值(當(dāng)計(jì)入 制動(dòng)力時(shí)包括制動(dòng)力標(biāo)準(zhǔn)值)產(chǎn)生的支座剪切變形,以及支座直接設(shè)置于不大于1%縱坡的梁底面下,在 支座頂面由支座承壓力標(biāo)準(zhǔn)值順縱坡方向分力產(chǎn)生的剪切變形。 △t—支座在橫橋向平行于不大于2%橫 坡的墩臺(tái)帽橫坡和蓋梁橫坡上設(shè)置,由支座承壓力標(biāo)準(zhǔn)值平行于橫坡方向分力產(chǎn)生剪切變形。 2.1.1 支座水平剪切變形量計(jì)算 (1)由溫度變化產(chǎn)生的水平剪切變形量:△l1=±△t×αt×L(2)由 混凝土干燥收縮產(chǎn)生的水平剪切變形量:△l2=-10×αt× L×β(3)由混凝土徐變產(chǎn)生的水平 剪切變形量:△l3=-Np0 ?$(t,t0)?β ?LA0?Ec (4)GYZ板式橡膠支座直接設(shè)置于不大于1%縱坡的梁底下時(shí),支座順縱坡方向的水平剪切變形量計(jì)算 支座承壓 力順縱坡方向產(chǎn)生的剪切力為:Fk=Rck×sin(arctgi縱%)支座承壓力標(biāo)準(zhǔn)值順縱坡方 向分力產(chǎn)生的水平剪切變形量為: △l4=Fk?te Ge?Ag te—支座橡膠層總厚度。 Ge—支座剪切模量,Ge=1.0MPa。Ag—支座平面毛面積。 ( 5)支座在橫橋向平行于不大于2%橫坡的墩臺(tái)帽橫坡和蓋梁橫坡上設(shè)置時(shí),支座順橫坡方向的水平剪切 變形量計(jì)算 支座承壓力平行于橫坡方向產(chǎn)生的剪切力為:Fk=Rck×sin(arctgi 橫 %) 支座承壓力標(biāo)準(zhǔn)值順橫坡方向分力產(chǎn)生的水平剪切變形量為:△t= Fk?teGe?Ag (6)由汽車制動(dòng)力產(chǎn)生的水平剪切變形量:△15= T ?teGe?Ag 2.2從保證受壓穩(wěn)定考慮,應(yīng)符合下列條件 圓形支座:d10≤te≤ d5 d—圓形支座直徑 矩形支座:la10≤te≤la5 la—矩形支座短邊尺寸 2.3支座的形狀系數(shù)應(yīng)滿足:5≤S≤12圓形支座:S=d04tes d0—圓形支座鋼板直徑 矩形支座:S= l0al0b 2tes(l0a+l0b)l0a—矩形支座加勁鋼板短邊尺寸l0b—矩形支座加勁鋼板長(zhǎng)邊尺寸tes—支座中間層單層 橡膠厚度3.驗(yàn)算支座豎向平均壓縮變形 δc,m=RckteAeEe+Rckte AeEbθ?la2 ≤δc,m≤0.07te δc,m—支座豎向平均壓縮變形; la—矩形支座短邊尺寸或圓形支 座直徑; θ —由上部結(jié)構(gòu)撓曲在支座頂面引起的傾角(可按《材料力學(xué)》公式計(jì)算),以及支座直接設(shè) 置于不大于1%縱坡的梁底面下,在支座頂面引起的縱坡坡角(rad); Ee—支座抗壓彈性模量,E e=5.4GeS2; Eb—支座彈性體體積模量,Eb=2000MPa。4.驗(yàn)算支座的抗滑穩(wěn)定性 不計(jì)汽車制動(dòng)力時(shí):μRGk≥1.4GeAg△l te 計(jì)入汽車制動(dòng)力時(shí):μRck≥1.4GeAg△lte +Fbk μ —支座與不同接觸面的摩擦系數(shù);RGk—由結(jié)構(gòu)自重引起的支座反力標(biāo)準(zhǔn)值; Rck —由結(jié)構(gòu)自重標(biāo)準(zhǔn)值和0.5倍汽車荷載標(biāo)準(zhǔn)(計(jì)入沖擊系數(shù))引起的支座反力; △l—不包括汽車制動(dòng) 力引起的剪切變形;Fbk—由汽車荷載引起的制動(dòng)力標(biāo)準(zhǔn)值 三、板式橡膠支座的安裝 安裝板式橡膠支 座時(shí),應(yīng)保證其上下表面與梁底面及墩臺(tái)支承墊 石頂面平整密貼、傳力均勻,不得有脫空的橡膠支座。當(dāng) 橋梁縱坡不大于1%時(shí),板式橡膠支座可直接設(shè)于墩帽上;當(dāng)橋梁縱坡大于1%時(shí),應(yīng)在梁底采取措施, 使支座保持水平。當(dāng)板橋橋面橫坡不大于2%時(shí),板式橡膠支座可直接設(shè)于墩帽頂面橫坡上,當(dāng)板橋橋面 橫坡大于2%時(shí),應(yīng)采取措施予以調(diào)整。
聊城橡膠支座比建筑橡膠支座更容易受到氣候的影響,為了研究公路橋梁板式氯丁橡膠支座在熱老 化條件下的各項(xiàng)力學(xué)性能指標(biāo)變化,將氯丁橡膠支座在高溫試驗(yàn)箱中進(jìn)行熱老化處理20、40、60、80d,并 采用壓力試驗(yàn)機(jī)對(duì)其進(jìn)行軸心受壓試驗(yàn)。研究熱老化對(duì)氯丁橡膠支座的承載力、極限抗壓強(qiáng)度、豎向剛度 、抗壓彈性模量的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明,在熱老化條件下,氯丁橡膠支座更易發(fā)生脆性破壞,彈性階段縮 短,發(fā)生鋼板外露、裂縫、層狀破壞等現(xiàn)象更嚴(yán)重;承載力、極限抗壓強(qiáng)度、豎向剛度、抗壓彈性模量隨 熱老化程度的加深而逐漸降低;采用*小二乘法對(duì)50年抗壓強(qiáng)度及抗壓彈性模量進(jìn)行分析,衰減函數(shù)和衰 減曲線基本符合冪函數(shù)變化規(guī)律。
關(guān)鍵詞:氯丁橡膠支座;熱老化;軸心受壓試驗(yàn);極限抗壓強(qiáng)度表3 氯丁橡膠支座尺寸變化 Tab.3 Changewithsizesofplainchloroprenerubberbearings 試件序號(hào) 試件 編號(hào) 凍融循環(huán)前尺寸/mm 凍融循環(huán)后尺寸/mm 1GJZ200×300×41(CR)ZYBZ01200×301× 41—2GJZ200×300×41(CR)ZYRF20200×300×40199×300×403GJZ200×300×41(CR)ZYRF40199×300 ×42198×299×414GJZ200×300×41(CR)ZYRF60200×300×42199×299×415 GJZ200×300×41(CR )ZYRF80 200×300×40 199×299× 41 圖3 軸心受壓前氯丁橡膠支座狀態(tài) Fig.3 Plainchloroprenerubberbearingstatebeforeaxisofcompression 2 軸心受壓試驗(yàn)
試驗(yàn)裝置及測(cè)點(diǎn) 布置 在沈陽(yáng)建筑大學(xué)進(jìn)行氯丁聊城橡膠支座的軸心受壓試驗(yàn),試驗(yàn)裝置采用5000kN壓力試驗(yàn)機(jī),如圖4所示 。 圖4試驗(yàn)裝置Fig.4 Testequipment 根據(jù)試驗(yàn)所測(cè)數(shù)據(jù)要求,受壓試件貼有12個(gè)應(yīng) 變片, 6個(gè)豎向,6 個(gè)橫向;采用6個(gè)位移計(jì)測(cè)量水平及豎向位移。測(cè)點(diǎn)布置圖如圖5所示,Y代表應(yīng)變片, W代表位移計(jì) 。圖5 測(cè)點(diǎn)布置圖 Fig.5 Measuring-pointarrangement 2.2加載方案 對(duì)氯丁橡膠支座進(jìn)行軸心受壓試 驗(yàn),采用分* 加載方式,為使試驗(yàn)結(jié)果更準(zhǔn)確,正式加載前進(jìn)行預(yù)壓。預(yù)壓時(shí)進(jìn)行物理對(duì)中與幾何對(duì)中, 檢測(cè)各測(cè)點(diǎn)的穩(wěn)定性,其數(shù)值應(yīng)基本*致,偏差控制在15%以內(nèi) [14] 。預(yù)壓后進(jìn)行正式加載,加載過程 詳見《公路 橋梁板式橡膠支座》 (JT/T4—2004)[14]。加載過程持續(xù)到出現(xiàn)極限荷載,承載力下降, 試件破壞為止。
聊城橡膠支座試驗(yàn)現(xiàn)象 對(duì)氯丁橡膠支座進(jìn)行軸心受壓試驗(yàn)時(shí),觀察試驗(yàn)現(xiàn)象。在彈性階段,逐* 增加豎向荷載,未達(dá)到開 2 4四川大學(xué)學(xué)報(bào)(工程科學(xué)版)第44 卷裂荷載時(shí),水平和豎向位移隨荷載增加而增加,且與荷載的增加基本呈線性關(guān)系, 此時(shí)觀察試件表面,并 未產(chǎn)生裂縫,外觀變化較小;繼續(xù)加載,達(dá)到開裂荷 載時(shí), 試件邊緣鋼板與橡膠粘合處出現(xiàn)細(xì)微裂縫, 此時(shí)荷載稍微有停滯狀態(tài),但很快恢復(fù),而后繼續(xù)增加荷載,水平位移急劇增加,豎向位移變化較慢,裂 縫變寬、變長(zhǎng),試件邊緣開始產(chǎn)生凸出現(xiàn)象;當(dāng)快達(dá)到破壞荷載時(shí),水平位移及豎向位移增加較?。贿_(dá)到 破 壞荷載, 承載力陡然下降,迅速減小,水平位移及豎向位移不再增加, 裂縫達(dá)到*大,試件破壞。破 壞位置主要是橡膠與鋼板的粘合處,鋼板與橡膠產(chǎn)生脫 離, 出現(xiàn)層狀破壞。從各組試件的破壞現(xiàn)象觀察 ,標(biāo)準(zhǔn)試件的彈性階段*長(zhǎng),極限承載力*大;經(jīng)熱老化處理的試件,隨熱老化天數(shù)的增加,熱老化程度 的加深,彈性階段縮短,極限承載力減小,試件裂縫較多、較大,破壞嚴(yán)重。圖6為試件的破壞形態(tài) 。
圖6 氯丁聊城橡膠支座破壞形態(tài) Fig.6 Failuremodesofplainchloroprenerubberbearings 3試驗(yàn)結(jié)果及數(shù) 據(jù)分析 不同熱老化程度對(duì)橋梁板式氯丁橡膠支座的各 項(xiàng)指標(biāo)都有*定程度的影響,表4為氯丁橡膠支座的 各項(xiàng)指標(biāo)對(duì)比。 表4 氯丁橡膠支座各項(xiàng)指標(biāo)對(duì)比 Tab.4 Indexcomparisonofplainchloroprenerubberbearings 試件編號(hào) 極限承載力/ kN極限抗壓強(qiáng)度/MPa極限抗 壓強(qiáng)度下位移 /mm豎向縱向水平橫向水平壓應(yīng)力70MPa下位移 /mm豎向縱向水平橫向水平GJZ200×300×41(CR)ZYBZ014571.5176.197.2411.419.436.399. 087.35GJZ200×300×41(CR)ZYRF203454.2557.574.154.975.395.658.348.56GJZ200×300×41 (CR)ZYRF403192.3053.213.283.602.594.698.305.31GJZ200×300×41(CR)ZYRF602892.7648 .212.692.581.255.087.434.38GJZ200×300×41(CR)ZYRF80 2665.40 44.42 2.50 1.38 1. 59 4.81 5.12 3.92 3 4第6期張延年,等:
熱老化條件下公路橋梁板式氯丁橡膠支座受壓試驗(yàn) 3.1 熱老化對(duì)承載力的影響 熱老化對(duì)氯丁橡膠支座的承載力影響較大。圖7給出了氯丁橡膠支座極限承載 力與熱老化天數(shù)關(guān) 系的變化曲線。從表4及圖7看出, 標(biāo)準(zhǔn)試件極限承載力*大, 熱老化處理的試件的極 限承載力隨處理天數(shù)的增加、老化程度的加深而減小,同時(shí),熱老化處理試件的位移均小于標(biāo)準(zhǔn)試件,但 觀察試驗(yàn)現(xiàn)象可看出,位移小的試件裂縫更長(zhǎng)、更寬、破壞現(xiàn)象更嚴(yán)重。其中,熱老化80d的試件的位移* 小,破壞現(xiàn)象*嚴(yán)重 。 圖7 氯丁橡膠支座承載力變化曲線 Fig.7 Bearingcapacitychangeofplainchloroprenerubberbearing
熱老化對(duì)極限抗壓強(qiáng)度的影響 從表4中數(shù)據(jù)看出, 5組試件中只有標(biāo)準(zhǔn)試件極限抗壓強(qiáng)度超過70MPa ,經(jīng)處理的試件的極限抗壓強(qiáng)度均低于70MPa,且隨著熱老化程度的加深,極限抗壓強(qiáng)度降低。將極限抗壓 強(qiáng)度下位移與壓應(yīng)力70MPa下位移進(jìn)行比較,除標(biāo)準(zhǔn)試件外,其他試件位移均小于壓應(yīng)力70MPa下的位移, 這說明在壓應(yīng)力達(dá)到70MPa時(shí),試件已完全失去穩(wěn)定性。同時(shí),比較經(jīng)處理試件的位移,試件極限抗壓強(qiáng)度 及壓應(yīng)力70MPa下的位移均隨熱老化程度的加深而減小, 這說明熱老化使氯丁橡膠支座的耐久性變差。
采用中*氣象局**氣象**的“網(wǎng)上氣候資料**”中的數(shù)據(jù),利用1971—2000年30a整編成果中各站點(diǎn)的 月平均溫度和年平均溫度資料,以及各站點(diǎn)的地理緯度、經(jīng)度和海拔高度的資料,統(tǒng)計(jì)出中*東北、華北 及西北地區(qū)(除青海)的夏季平均氣溫大約為25℃左右;同時(shí),在1996—2001年間,日本道路公團(tuán)對(duì)第二 東名高速公路上使用的橡膠支座進(jìn)行試驗(yàn),得出大量橡膠支座經(jīng)過60~80℃熱劣化1200~2040h后的抗拉強(qiáng) 度、延伸率、抗剪模量等 推算相當(dāng)于環(huán)境溫度23℃100a的劣化狀態(tài)[15] ;而 《橡膠工業(yè)手冊(cè)》[1] 中認(rèn)為溫度每提高10℃,氯丁 橡膠壽命降低50%,而本試驗(yàn)的溫度為70℃,將其 進(jìn)行換算可得, 本試驗(yàn) 的20、40、60、80d的熱老化大約為實(shí)際的15、 30、45、60a的熱老化情況,將極限抗壓強(qiáng)度的數(shù)據(jù)通過曲 線擬合成50a氯丁橡膠支座的極限抗壓強(qiáng)度, 采用*小二乘法進(jìn)行處理,其擬合曲線如圖8所示 。
圖8 極限抗壓強(qiáng)度擬合曲線 Fig.8 Fittingcurveofultimatecompressivestrength 從試驗(yàn)數(shù)據(jù)的變化 趨勢(shì)判斷,極限抗壓強(qiáng)度衰減曲線符合乘冪函數(shù),采用*小二乘法進(jìn)行計(jì)算,氯 丁橡膠支座的極限抗壓強(qiáng) 度衰減模型為: y=96.389x-0.1839 (1) 式中, y為極限抗壓強(qiáng)度,x為熱老化年數(shù)。將x=15,30, 45,60代入式(1)中分別得y=58.58,51.56,47.86,45.40,與試驗(yàn)數(shù)據(jù)的比值平均值為1,標(biāo)準(zhǔn)差 為0.02,變異系數(shù)為0.02,結(jié)果表明公路橋梁板式氯丁橡膠支座的極限抗壓強(qiáng)度的衰減 模型擬合公式與 實(shí)際情況符合較好。
熱老化對(duì)豎向剛度的影響 氯丁橡膠支座的豎向剛度受熱老化影響,由式(2)計(jì) 算[16]其氯丁橡膠支座的實(shí)測(cè)豎向剛度: Kv= P2-P1Y2- Y1 (2) 式中, P1為第3次循環(huán)加載時(shí)的較小壓力,P2為第3次循環(huán)加載時(shí)的較大壓力, Y1為第3次循環(huán) 加載時(shí)的較小位移, Y2為第3次循環(huán)加載時(shí)的較大位移。圖9為軸心受壓試驗(yàn)中氯丁橡膠支座的荷載與豎向 剛度變化曲線,可以看出,豎向剛度變化受豎向荷載的影響較大,豎向剛度隨豎向荷載的增大而減小。同 時(shí),豎向剛度變化受熱老化影響,經(jīng)熱老化處理試件的豎向剛度均小于標(biāo)準(zhǔn)試件。豎向剛度減小,氯丁橡 膠支座承受豎向荷載能力變差,公路橋梁結(jié)構(gòu)整體失穩(wěn)。3.4 熱老化對(duì)抗壓彈性模量的影響 研究熱老化 對(duì)氯丁橡膠支座抗壓彈性模量的影 響,選取y1-y12測(cè)點(diǎn)數(shù)值,由式(3)進(jìn)行計(jì)算[14] : 44四川大學(xué) 學(xué)報(bào)(工程科學(xué)版)第44 卷 圖9 荷載-豎向剛度曲線Fig.9 Load-verticalstiffnesscurveloops E1= σ10-σ4 ε10- ε4
式中:E1為試樣實(shí)測(cè)的抗壓彈性模量計(jì)算值,精確 至1MPa;σ4、 ε4為第4MPa*試驗(yàn)荷載下 的壓應(yīng)力和累計(jì)壓縮應(yīng)變值;σ10、ε10為第10MPa*試驗(yàn)荷載 下的壓應(yīng)力和累計(jì)壓縮應(yīng)變值。 表5中給 出了熱老化條件下氯丁橡膠支座的實(shí)測(cè)抗壓彈性模量與廠家提供初始數(shù)值的對(duì)比,可以看出, 標(biāo)準(zhǔn)試件的 抗壓彈性模量與廠家提供數(shù)值基本*致。但隨著熱老化程度的加深,氯丁橡膠支座的抗壓彈性模量顯著降 低。 表5 氯丁橡膠支座的實(shí)測(cè)彈性模量對(duì)比 該支座由若干層橡膠片與薄鋼板經(jīng)加壓硫化而成。有足夠的 豎向剛度,滿足垂直荷載,同時(shí)具有良好的彈性以適應(yīng)梁端的轉(zhuǎn)動(dòng)。具有較大的剪切變形以滿足上部構(gòu)造 的水平位移;并且具有良好的防震作用,可減輕動(dòng)載對(duì)上部構(gòu)造與墩臺(tái)的沖擊作用。構(gòu)造簡(jiǎn)單,安裝方便 ,價(jià)格低廉,養(yǎng)護(hù)簡(jiǎn)便,易于更換。 2、GJZF4系列橡膠支座 該支座在GJZ系列支座上按支座平面尺寸粘 復(fù)*層2~4mm厚的聚四氟乙烯板(F4)而成,除具有GJZ支座的功能外,由于利用(F4)板與梁底不銹鋼板 之間的低摩擦系數(shù),使上部構(gòu)造的水平位移不受支座本身剪切變形量的限制,減少剪切力,同時(shí)還可用于 滑動(dòng)笨重物件,如橋梁連續(xù)梁頂推施工。
能良 好傳遞上部構(gòu)造多的變形。在彎、斜橋的使用中優(yōu)點(diǎn)突出。 4、GYZF4系列橡膠支座 該支座在GYZ系列 支座上按支座表面尺寸粘復(fù)*層2~4mm厚的聚四氟乙烯板(F4)而成。除具有GYZ系列支座的所有功能外, 由于它利用F4板與梁底不銹鋼板之間的低摩擦系數(shù),使上部構(gòu)造的水平位移,不受支座本身剪切變形量的 限制,能滿足*些橋梁的大位移量需要。 /MPaGJZ200×300×41(CR )ZYBZ01292.42293GJZ200×300×41(CR)ZYRF20191.52293GJZ200×300×41(CR)ZYRF40172. 34293GJZ200×300×41(CR)ZYRF60152.66293GJZ200×300×41(CR )ZYRF80 140.41 293 采用*小二乘法,將氯丁橡膠支座的實(shí)測(cè)抗壓彈性模量數(shù)據(jù)通過曲線擬合成50a的 抗壓彈性模量。從表5中數(shù)據(jù)變化趨勢(shì)來看,抗壓彈性模量符合乘冪函數(shù),采用*小二乘法進(jìn)行計(jì)算,氯丁 橡膠支座的抗壓彈性模量衰減模型為: E=356.38x-0.2232
式中, E為抗壓彈性模量,x為熱老 化年數(shù)。將x=15,30,45,60代入式(4)中分別得E=194.72,166.81,152.38,142.90,與試驗(yàn)數(shù)據(jù) 的比值平均值為1,標(biāo)準(zhǔn)差為0.02,變異系數(shù)為0.02,結(jié)果表明公路橋梁板式氯丁橡膠支座的抗壓彈性模 量衰 減模型擬合公式與實(shí)際符合較好。 4結(jié)論 1)經(jīng)熱老化處理的氯丁橡膠支座的破壞情況 較標(biāo)準(zhǔn)試件 嚴(yán)重,且隨熱老化程度加深,裂縫增大,鋼板外露情況明顯,層狀破壞嚴(yán)重。
氯丁橡膠支座標(biāo)準(zhǔn)試件 的彈性階段*長(zhǎng),隨熱老化程度的加深,試件的彈性階段縮短,極限承載力降低。氯丁橡膠支座標(biāo)準(zhǔn) 試件的極限抗壓強(qiáng)度*大,且隨熱老化程度的加深,試件極限抗壓強(qiáng)度逐漸 降低, 采用*小二乘法對(duì)試 驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合,得出50年抗壓強(qiáng)度的衰減曲線和衰減公式符合實(shí)際情況。 4)氯丁橡膠支座的豎向剛度 受熱老化影響,經(jīng)過熱老化處理試件的豎向剛度低于標(biāo)準(zhǔn)試件,但與極限抗壓強(qiáng)度等相比并不明顯。
熱老化對(duì)氯丁橡膠支座的抗壓彈性模量影響較大,標(biāo)準(zhǔn)試件的抗壓彈性模量與廠家提供數(shù)值基本*致。隨 熱老化程度的加深,試件的抗壓彈性模量逐漸降低,采用*小二乘法對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合,得出50a抗壓彈 性模量的衰減曲線和衰減公式符合實(shí)際情況
我們?nèi)绾蝸碓u(píng)定安裝好的橡膠支座質(zhì)量好壞,當(dāng)板式橡膠支座安裝好后,我們可以按**JTJ F80/1-004《公路工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》(第8頁(yè))表8.1.-1 中要求橡膠支座墊石頂面高程允許 偏差±m(xù)m,頂面四角高差mm。橡膠支座高程高程允許偏差±m(xù)m,橡膠支座四角高差1~mm 。 圖示4 原因 解決的方案:在落梁后不要急于拆除架梁設(shè)施,待每片梁落下后要仔細(xì)檢查板式橡膠 橡膠支座是否有壓偏現(xiàn)象,如果有*定要進(jìn)行調(diào)整,調(diào)整這種現(xiàn)象只需稍微的起高*側(cè)梁端,把板式橡膠 橡膠支座向波紋狀凹凸較明顯的方向移動(dòng),使梁體重心與橡膠橡膠支座**重合。
板式橡膠支座解決的方案: 在吊梁前對(duì)梁體和墩臺(tái)支承墊石進(jìn)行檢查,檢查梁端底面與板式橡膠橡膠支座相關(guān)聯(lián)處是否平整、兩個(gè)板 式橡膠橡膠支座相關(guān)聯(lián)處是否平行。如不符合應(yīng)即時(shí)修整。梁底預(yù)埋鋼板不平應(yīng)在梁底鋼板焊接與制造中 解決。往往有些施工單位為了節(jié)約成本忽略了梁底鋼板的質(zhì)量問題,直接用毛坯鋼板作為梁底鋼板或焊接 錨固鋼筋后不進(jìn)行調(diào)整,因此引起了鋼板彎曲變形。因?yàn)檫@些原因的存在使得落梁后板式橡膠橡膠支座產(chǎn) 生壓偏現(xiàn)象。另外因梁底鋼板的弧形彎曲變形落梁后至使板式橡膠橡膠支座周邊預(yù)先受力,使板式橡膠橡 膠支座的波紋狀凹凸現(xiàn)象更為明顯。
如梁體已預(yù)制完成或因種種原因造成了不可調(diào)整的事實(shí),建議采用環(huán) 氧樹脂進(jìn)行修復(fù)以達(dá)到梁底或預(yù)埋鋼板表面平整之目的。 原因 解決的方案:把橡膠支座墊石矮的*端用千斤頂頂起,在墊石上鋪環(huán)氧樹脂和用鋼板把橡膠支座墊 高。使支座墊石標(biāo)高*致,橡膠支座不均勻的波紋狀凹凸現(xiàn)象消除。 較大的波紋狀凹凸現(xiàn)象將會(huì)加劇板 式橡膠橡膠支座的老化,從使橡膠支座表面出現(xiàn)龜裂現(xiàn)象,降低橡膠支座的使用壽命。
板式橡膠橡 膠支座的初始剪切變形現(xiàn)象(圖示) 圖示 這種現(xiàn)象在板式橡膠橡膠支座安裝就位,梁體落梁或現(xiàn)澆梁拆除模板后的近期內(nèi)表現(xiàn)較為普 遍。 其原因 是由于環(huán)境溫度的變化和混凝土的收縮徐變而導(dǎo)致。 是由于落梁過程中在板式橡膠橡 膠支座受到初始?jí)毫笕藶榈囊苿?dòng)梁體而導(dǎo)致。原因 的避免方法交通部公路規(guī)劃設(shè)計(jì)院*九八八年組織 匯編的《板式橡膠橡膠支座》*書中提到:
安裝板式橡膠橡膠支座*好在年平均氣溫時(shí)進(jìn)行,以減少由于 環(huán)境溫度變化而造成梁體膨脹或收縮給板式橡膠橡膠支座造成的不應(yīng)有的初始剪切變形。當(dāng)不可避免*定 要在*高環(huán)境溫度或*低環(huán)境溫度條件下安裝施工時(shí), 可使用板式橡膠橡膠支座產(chǎn)生預(yù)變位的辦法……。 但是,這*方案在施工過程中由于受多種因素的制約難以實(shí)現(xiàn)。我們?cè)诙嗄甑默F(xiàn)場(chǎng)服務(wù)中總結(jié)了*些經(jīng)驗(yàn) ,在這里介紹大*,供大*在板式橡膠橡膠支座安裝施工過程中予以參考。
板式橡膠橡膠支座在安裝施 工過程中,在有條件的前提下應(yīng)對(duì)環(huán)境溫度予以考慮,另外主要是保證在落梁的時(shí)候避免板式橡膠橡膠支 座發(fā)生初始剪切。在落梁后不要急于拆除架梁設(shè)施,待每片梁落下后要仔細(xì)檢查板式橡膠橡膠支座是否有 初始剪切現(xiàn)象,如果有*定要進(jìn)行調(diào)整,調(diào)整這種現(xiàn)象只需稍微的起高*側(cè)梁端,板式橡膠橡膠支座就會(huì)在自身彈 性作用下自動(dòng)復(fù)位,做到了這*點(diǎn)就為板式橡膠橡膠支座的初始剪切變形減少了很大的不利因素。在橋面 鋪裝前還應(yīng)對(duì)板式橡膠橡膠支座的剪切變形進(jìn)行*次檢查調(diào)整,這次檢查調(diào)整要盡量選擇靠近年平均氣溫 的天氣,這時(shí)架梁設(shè)施已拆除,可使用千斤頂?shù)认鄳?yīng)工具將梁端稍微頂起,板式橡膠橡膠支座應(yīng)自動(dòng)復(fù)位