板式橡胶支座抗压弹性模量试验分析Word下载.doc

板式橡胶支座抗压弹性模量试验分析Word下载.doc

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橡胶支座的弹性模量和形状系数按下式计算：

弹性模量E=5.4GS2

矩形支座S=lalb/2te（la+lb）

圆形支座S=d0/4te

支座的形状系数取5≤S≤12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/T4-2004《公路桥梁板式橡胶支座》中要求同时行业JT/T663-2006《公路桥梁板式橡胶支座规格系列》作为前者的补充配套其使用。

JT/T4-2004《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

锯开后胶层厚度

胶层厚度应均匀，t1为5mm或8mm时，其偏差为±

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100mm≤l（d0）≤200mm时，中间胶层厚度为5mm，钢板厚度为2mm，支座边长或直径为250mm≤l（d0）≤350mm时，中间胶层厚度为8mm，钢板厚度为3mm，支座边长或直径为400mm≤l（d0）≤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（d0）≤650mm时，中间胶层厚度为15mm，钢板厚度为5mm，支座边长或直径为700mm≤l（d0）≤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

钢板厚度/mm

钢板层数

橡胶层厚度/mm

橡胶层层数

形状系数

抗压弹性模量/MPa

150×

28

2

4

5

3

7.00

265

200×

35

9.50

487

250×

52

8

7.50

304

300×

63

6

9.06

443

350×

74

7

10.62

610

400×

84

11

8.86

424

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/T4-2004《公路桥梁板式橡胶支座》附录A.4.1.2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大的差别。

我们通过大量的试验得出一种规律，JT/T663-2006《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/T4-2004《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/T4-2004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~9000kN，根据标准要求，一块极限和抗压弹模

图110000kN电液伺服压剪系统

都能做的板式支座，只有60kN~1200kN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JJG391-2009《力传感器》7.2.5.5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%，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1000kN~10000kN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2200mm×

35mm支座应力—应变实测曲线

图3400mm×

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JTGD62-2004《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5≤S≤12范围，结构尺寸根据实际桥梁状况设计，可不完全依照JT/T663-2006《公路桥梁板式橡胶支座规格系列》中所规定的尺寸参数。

仪器方面，不要一味的追求量程大，我建议同机不同传感器，我们可以在仪器上安装可替换式力传感器，根据不同试验项目，换不同力传感器，以确保试验的准确性。