板式橡胶支座抗压弹性模量试验分析
普通板式橡胶支座抗压弹性模量和抗剪弹性模量相关性及影响因素分析
前 ，普 通板 式橡 胶 支座 的力 学性 能检 测方 法参 照 国家标
准 《 橡胶 支 座 第４ 部 分 ：普 通橡 胶 支 座 》 （ Ｇ Ｂ ２ ０ ６ ８ ８ ． ４ — ２ ０ ０ ７ ） ０ 和交 通行 业 标准 《 公 路 桥梁 板 式 橡胶 支 座》 （ Ｊ Ｔ ／ Ｔ ４ － ２ ０ ０ ４ ） 两 本 规范 进行 ，其 中对 实测抗 压 弹性 注 ：①括 号 内为该区间 内的橡胶 支座组数 占样 品总组数的
模量和 抗 剪弹性 模量 与标准 值 的偏 差值 的分 布区 间 ：反
之亦 然 。 例如 ，保 证 率 系数 为９ ０ ％，可 求 得Ｒ＝ Ｉ ． ６ ４ ５ ，矩 形 长短 边都 为４ ８ ． ８ ，抗压 弹性 模 量和 抗 剪弹 性模 量 与标 准 值 的偏差值 的 区间分 别为
２ ４ ． ４ ，２ ４ ． ４ ） 。
模 量和 实 测抗剪 弹性 模量 的要 求见 表１ 。
表１ 普通 板 式 橡 胶 支 座 成 品 力 学性 能 要 求
各种 力 ，并 将 它可靠 地传 给桥 梁墩 台 ，同时 ，它要 有 良 好 的弹 性 以适 应梁 端 的转动 ，有 较大 的剪 切变 形 以满足
上部 构 造 的水 平 位 移 。因 此 ，桥梁 支 座 犹如 人体 的 腰 椎 ，起 着承 上 启 下 、传递 荷 载和 协 调 全 身运 动 的作 用 ，
百分率。
圈福 建 交 通 科 技２ ０ １ ３ 年 第 ３ 期
②样品一组为３ 个。ｘ 代表３ 个板式橡胶 支座实测抗
压 弹性模 量 与 标 准值 的偏 差 值 的 算术 平 均 值 ，Ｙ代 表３
对 板 式 橡 胶 支 座 实测 抗 剪 弹 性 模 量 与 标 准 值 的偏 差 值 的
桥梁板式橡胶支座抗压弹性模量分析
桥梁板式橡胶支座抗压弹性模量分析唐伟1贺林军2(1.辽宁省交通科学研究院,沈阳 110015;2.辽宁省公路勘测设计公司,沈阳 110166) 摘 要:简要介绍桥梁板式橡胶支座抗压弹性模量的计算及试验方法,同时从几个方面分析影响该指标的因素。
关键词:桥梁;板式橡胶支座;抗压弹性模量中图分类号:U443.36+1 文献标识码:B 文章编号:1673-6052(2009)04-0094-02 板式橡胶支座是桥梁支座中应用较为广泛的一种,具有构造简单、加工制造容易、成本低廉、安装方便等优点。
抗压弹性模量作为板式橡胶支座重要的力学性能指标之一,在一定程度上反映了支座的质量。
1抗压弹性模量的计算及试验方法根据交通部行业标准《公路桥梁板式橡胶支座》(JT/T4—2004)中规定,支座抗压弹性模量标准值E 和形状系数S 按以下公式计算:E =5.4×G ×S2(1)矩形支座:S =l oa ×l ob /(2t 1)/(l oa +l ob )(2)圆形支座:S =d 0/(4t 1)(3)式中:G 为支座抗剪弹性模量,取值为1MPa;l oa 、l ob 分别为矩形支座加劲钢板短边尺寸和长边尺寸;t 1为支座中间单层橡胶片厚度;d 0圆形支座加劲钢板直径。
《公路桥梁板式橡胶支座》(JT/T4—2004)中规定:试验实测抗压弹性模量E 1与相应抗压弹性模量标准值E 的偏差不得大于±20%。
在做抗压弹性模量试验前应将试样暴露在标准温度23℃±5℃下停放24h 以使试样内外温度一致。
试验中的环境温度也应保证在23℃±5℃范围内。
试验时应按以下步骤进行:(1)将试样放置于试验机的试验板上,对准中心。
缓慢加载至压应力为1MPa,稳压后在承载板四角各安装一个位移传感器。
(2)预压。
将压应力以0.03～0.04MPa /s 的速率连续增至平均压应力为10MPa,持荷2m in,然后以连续均匀的速度将压应力卸至1MPa,持荷5m in 。
浅谈公路桥梁板式橡胶支座抗剪弹性模量
浅谈公路桥梁板式橡胶支座抗剪弹性模量简要介绍板式橡胶支座抗剪弹性模量试验方法，并从几个方面分析影响板式橡胶支座抗剪弹性模量的因素标签：公路桥梁；板式橡胶支座；抗剪弹性模量前言公路桥梁板式橡胶支座作为公路桥梁的配套产品，它是桥梁上下部结构的重要传力构件，直接影响桥梁的使用寿命和结构安全。
抗剪弹性模量作为板式橡胶支座重要的成品力学性能指标之一，在一定程度上反映了板式橡胶支座的质量。
本文介绍下板式橡胶支座抗剪弹性模量的试验方法步骤和对影响板式橡胶支座抗剪弹性模量的因素进行分析。
一、抗剪弹性模量的试验方法步骤根据交通部行业标准《公路桥梁板式橡胶支座》（JT/T4—2004）中规定，试验前应将试样直接暴露在标准温度230C±50C下，停放24h，以使试样内外温度一致。
《公路桥梁板式橡胶支座》（JT/T4—2004）中规定，实测抗剪弹性模量G1 与相应抗剪弹性模量标准值G的偏差不得大于±15%。
试验时应按以下步骤进行试验：（1）在试验机的承载板上，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。
（2）将压应力以（0.03～0.04）Mpa/s的速率连续地增至平均压应力，并在整个抗剪试验过程中保持不变。
（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。
（4）预加水平力。
以（0.002～0.003）Mpa/s的速率连续施加水平剪应力至剪应力τ1=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。
预载三次。
（5）正式加载。
每一加载循环自τ1=0.1MPa开始，每级剪应力增加0.1MPa，持荷10min，采集支座变形数据，至τ1=1.0MPa为止。
板式橡胶支座抗压弹性模量试验分析
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=5.4GS2矩形支座 S= l a l b/2t e(l a+l b)圆形支座 S=d0/4t e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/T 4-2004《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/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 支座剖面要求可见支座的中间胶层厚度应分别为5mm、8mm、11mm及15mm。
同时JT/T 663-2006《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。
公路桥梁板式橡胶支座力学性能试验方法
公路桥梁板式橡胶支座力学性能试验方法A.1 范围本附录规定了板式橡胶支座抗压弹性模量、抗剪弹性模量、抗剪粘结性能、抗剪老化、摩擦系数、转角、极限抗压强度的试验方法和判定规则。
它适用于检测公路桥梁用板式橡胶支座的力学性能。
A.2试验条件和试样A.2.1试验条件试验室的标准温度为230C±50C，且不能有腐蚀性气体及影响检测的震动源。
A.2.2 试样试样应满足以下要求：a)试样尺寸应取用实样。
只有受试验机吨位限制时，可由抽检单位或用户与检测单位协商用特制试样代替实样。
认证机构颁发许可证时抽取试样应满足表A．1要求；表 A.1 单位．㎜胶片层型号l a l b d T1数Ⅰ200 300 250 8 3 Ⅱ400 450 400 11 5 Ⅲ600 700 600 15 7 注：无上述规格时，应抽取接近上述规格尺寸的支座作为试样b)试样的技术性能应符合本标准的有关规定；c)试样的长边、短边、直径、中间层橡胶片厚度、总厚度等，均以该种试样所属规格系列中的公称值为准；d)摩擦系数试验使用的试样：不锈钢板试样，应满足4．3．4a)的要求，试样为矩形，且每一边应超出支座试样相应边长lOOmm，厚度不应小于2mm，并应焊接在一块基层钢板上。
四氟滑板支座，其平面尺寸和厚度不作统一规定。
A.2.3 试样数量每次检验抽取试样的规格和数量应符合表12的规定，各种试验试样通用。
A.2.4试样抽取试验用的试样应在仓库内随机抽取，其储存条件应满足7．3的要求。
凡与油及其他化学药品接触过的支座不得用作试样使用。
A.2.5试样停放试验前应将试样直接暴露在标准温度230C±50C下，停放24h，以使试样内外温度一致。
A.3检测仪器及对检测单位和人员的要求A.3.1试验机宜具备下列功能：微机控制，能自动、平稳连续加载、卸载，且无冲击和颤动现象，自动持荷(试验机满负荷保持时间不少于4h，且试验荷载的示值变动不应大于0．5％)，自动采集数据，自动绘制应力一应变图，自动储存试验原始记录及曲线图和自动打印结果的功能。
抗横移板式橡胶支座力学性能实验研究及数值分析
类型
普通 A型 B型 C型
10 / MPa 10 10 10 10
压缩
压缩 试验值
（mm） 4 / MPa （mm）
模拟值
0.42
4
0.17 471.03 481.50
偏差
2.22
0.78
4
0.33 318.27 326.18 2.49
0.78
4
0.32 319.56 327.45 2.47
0.70
23
橡胶支座界面应力分析
对板式橡胶支座的破坏研究发现：支座的局部损伤首先表现是橡胶层与 钢板的剥落，其次到橡胶层的开裂，最后为裂纹的扩展，直至支座失效。
板式橡胶支座内部橡胶层与加劲钢板的剥离强度为10MPa，橡胶的拉伸 强度为17MPa。如果橡胶与钢板之间界面剪切应力大于10MPa，那么橡 胶与钢板的粘接处就可能产生空穴而导致剥离。
20
计算模型
加劲钢板：SOLID45 ，5MPa，v
橡胶：hyper58 ，v（近似不可压缩） 应变能函数采用二参数的Mooney-rivilin模型
，
考虑到橡胶与加劲钢板在正常工作状态下始 终都粘接在一起，不存在相对位移。因而橡胶和 钢板之间采用共用节点。
21
数值分析值与试验值对比
橡胶支座抗压弹性模量试验值与数值分析值对比
7
抗压弹性模量实测值与理论值对比
支座 类型
普通
抗压弹性模量E/MPa
试样1 试样2 试样3 平均值
481.74 464.58 466.89 471.03
理论值
481.02
偏差
2.70
A型 321.01 319.65 314.17 318.27 481.02 33.69
板式橡胶支座的产品用途及板式支座安装方法
板式橡胶支座的产品用途及板式支座安装方法：板式橡胶支座主要适用于公路桥梁、铁路桥梁、城市立交桥。
主要功能是将上部的反力可靠地传递给墩台，并同时能完成梁体结构由于制动力、温度、混凝土的收缩徐变及荷载作用等引起的水平位移及梁端的转动。
板式支座允许水平力为竖向的10％，允许转角不小于40“，摩擦系数0.04－0.06，活动支座水平位移量50mm－250mm，分5级。
荷载等级100KN－15000KN。
板式橡胶支座的性能特点：板式橡胶支座由多层橡胶片与薄钢板硫化、粘合而成，它有足够的竖向刚度，能将上部构造的反力可靠的传递给墩台，有良好的弹性，以适应梁端的转动；又有较大的剪切变形能力，以满上部构造的水平位移。
如果在板式橡胶支座表面粘复一层1.5mm-3mm的聚四氟乙烯圆形板式橡胶支座，制造成聚四氟乙烯滑板式橡胶支座。
它除了竖向钢度与弹性变形，能承受垂直荷载及适应梁端转动外，因聚四氟乙烯板的低磨擦系数，可使梁端在四氟板表面向内滑动，水平位移不受限制；特别适宜中、小荷载，大位移量的桥梁使用。
桥梁板式橡胶支座在安装时要注意哪此事项：板式橡胶支座不仅技术性能优良，还具有构造简单，价格低廉，无需养护，易于更换，缓冲隔震，建筑高度低等优点。
因而,在桥梁界颇受欢迎，被广泛应用。
对于支座的正确就位先使支座和支承垫石按设计要求准确就位。
架梁落梁时，T型梁的纵轴线要与支座中心线重合；板梁、箱梁的纵轴线与支座中心线相平行。
为落梁准确，在架第一跨板梁或箱梁时，可在梁底划好二个支座的十字位置中心，在梁的端立面上标出两个支座的位置中心线的铅直线，落梁时使之与墩台上的位置中心线相重合。
以后数跨可依照第一跨梁为基准进行。
在架梁落梁时要平稳，防止压偏或产生初始剪切变形,大家可以参考铁路桥梁板式橡胶支座规格表。
在安装T型桥梁时，若橡胶支座比梁筋底宽，则应在支座与梁筋底之间加设比支座大的钢筋混凝土垫块或厚钢板做过渡层，以免支座局部受压，而形成应力集中。
公路桥梁板式橡胶支座技术标准JTT4-2004
中华人民共和国交通行业标准JT／T 4－2004代替JT／T 4--1993,JT3132.3--90公路桥梁板式橡胶支座2004-03-17发布 2004-06-1实施中华人民共和国交通部发布公路桥梁板式橡胶支座1 范围本标准规定了公路桥梁板式橡胶支座产品的分类、技术要求、试验方法、检验规则以及标志、包装、储存、运输、安装和养护的要求。
本标准适用于公路桥梁所用矩形、圆形板式橡胶支座。
2 规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。
凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。
凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。
GB/T 528硫化橡胶或热塑性橡胶拉伸应力应变性能的测定(eqv IS037：1994) GB/T 912碳素结构钢和低合金结构钢热轧薄钢板及钢带GB/T 1682硫化橡胶低温脆性的测定---单试样法(eqv lS0812：1991)GB/T 3280不锈钢冷轧钢板GB/T 3512硫化橡胶或热塑性橡胶热空气加速老化和耐热试验(eqv IS0188：1998)GB/T 6031硫化橡胶或热塑性橡胶硬度的测定(10～100IRHD)(idt IS048：1994) GB/T 7759硫化橡胶或热塑性橡胶在常温、高温和低温下压缩永久变形的测定(eqv ISO 815：1991)GB/T 7760硫化橡胶与金属粘合的测定——单板法(eqv IS0813：1986)GB/T 7762硫化橡胶耐臭氧老化试验——静态拉伸试验法(neq IS01431／1：1989)GJB 3026聚四氟乙烯大型板材规范HG/T 2198硫化橡胶物理试验方法的一般要求HG/T 2502 5201硅脂JT 391公路桥梁盆式橡胶支座JJG 175非金属拉力、压力和万能试验机检定规程JTG 1362公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范3 产品分类及代号3.1产品分类3.1.1按结构型式分为：a)普通板式橡胶支座区分为矩形板式橡胶支座(代号GJZ)、圆形板式橡胶支座(代号GYZ)；b) 四氟滑板式橡胶支座区分为矩形四氟滑板橡胶支座(代号GJZF4)、圆形四氟滑板橡胶支座(代号GYZF4)。
橡胶支座检验规程
板式橡胶支座检验规程1．原材料检验1．1 适用范围本规程适用于本公司橡胶支座生产用原材料的进厂检验或验收。
1．2 原材料的抽样规定对于进厂原材料以包装为单位，每批进厂原材料按总包装数的10%抽取（抽取中如有小数出现则整数位加1，所得数值作为抽样），对于少于10个包装单位的原材料抽取1个包装。
1．3 检验项目对于每种原材料在采用合格供方的条件下，质管部根据采购物资技术．．．．．．标准．．对供方原材料进行检验；不能检验的根据采购物资技术标准．．．．．．．．对照原材料进厂材质单或合格证明材料进行验收工作。
1．4判定规则如果抽取样品在检验或验对材质单时，均符合采购物资技术标准．．．．．．．．规定，则判为该批原材料合格，如有不符合项存在，则判为该批原材料不合格。
1．5相关记录在检验合格的情况下由检验员开具检验合格通知单给库房，并做好验收记录。
2．板式橡胶支座胶料物理机械性能测定2．1 检测项目板式橡胶支座胶料物理机械性能检验项目有：硬度、拉伸强度、扯断伸长率、脆性温度、恒定压缩永久变形、臭氧老化、热空气老化、橡胶与钢板、四氟板剥离强度。
2. 2检测周期热空气老化试验每季度进行一次；脆性温度试验每季度进行一次；臭氧老化试验每年进行一次；其余检测项目每批产品所用胶料都需进行检测。
2. 3抽样规定热空气老化试验、脆性温度试验、臭氧老化试验在任一批胶料中任意抽取足够胶料作试验样品；恒定压缩永久变形试验、橡胶与钢板粘接剥离强度试验、四氟板与橡胶剥离强度试验在每批产品所用胶料中任意抽取足够胶料作试验样品；硬度、拉伸强度、扯断伸长率在每批产品的每车胶料中抽取足够胶料作试验样品。
4 检测方法①配方检验按技术部所制订支座用胶料配方重量检验；②支座胶料物理机械性能检测；硬度检测按照GB／T 6031-1998的规定进行；拉伸强度、扯断伸长率检测按照GB／T528－2009的规定进行；橡胶与钢板或四氟板粘接的剥离强度检测按照GB/T7760－2003的规定进行；脆性温度检测按照GB／T1682－94的规定进行；恒定压缩永久变形检测按照GB／T7759－1996的规定进行。
支座试验作业指导书ZY02-021-2009
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YAJ—5000 长春试验机厂0～5000kN ±1%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0~200mm / 0~200mm 0.02mm 厚度塞尺/ / 0~10mm0.5mm4．操作规程4.1主要技术要求4.1.1试验室的标准温度为23℃±5℃，且不能有腐蚀性气体及影响检测的震动源。
桥梁板式橡胶支座试验检测影响分析
交通科技与管理199工程技术0 前言桥梁支座作为衔接桥梁上部结构和下部结构的构件，承接着承上启下的作用。
其中桥梁板式橡胶支座应用最为广泛，具有构造简单，加工制造容易，成本低廉，安装方便等优点。
对桥梁板式橡胶支座试验检测影响分析，总结出试验过程中影响因素，对提升桥梁支座的应用有积极作用。
1 试验环境温度对抗压弹性模量，对抗剪弹性模量检测的影响分析1.1 温度差异的产生（1）样品调节温度。
交通部标准《公路桥梁板式橡胶支座》JT/T 4-2019规定样品要在试验室停放24小时以后进行试验。
如果支座规格比较小，在二十四小时环境温度下调节，内外温度可以达到一致，检测数据相对比较稳定，不会有太大的偏差；如果支座规格比较大，即使是二十四小时环境温度调节，支座内外温度不一致，检测数据会有较大偏差。
例如GBZY 200×42的支座和GBZY 450×84的支座，同时在相同环境下调节，因为橡胶是温度的不良导体，小支座可以充分平衡内外温度，而大支座内外温度可能会不一致；从而也影响试验检测数据。
（2）试验场地温度。
标准《公路桥梁板式橡胶支座》JT/T 4-2019规定，桥梁板式橡胶支座的试验温度在23±5℃，即18℃~28℃；特殊情况下控制在23±2℃。
试验环境可以在21℃~25℃或者18℃~28℃之间；因为这种差异，在试验室条件下，板式橡胶支座试验检测的数据会有一定的偏差。
1.2 橡胶变形原理（1）橡胶的特点就是具有较高的弹性。
在一定的温度范围内，在很小的应力下可以产生明显的变形，去掉应力后可以很快恢复原状。
在低温状态下呈玻璃态，在一定高温下呈粘弹态，均失去了高弹性。
（2）抗压弹性模量和抗剪弹性模量考核的是支座在一定的垂直和水平应力作用下的变形能力；随着作用力的增加，变形量也增加。
因为橡胶本身的性质，决定了橡胶会在温度提高时变形量会增加，温度降低的情况下变形量会减少。
弹性模量计算的公式是应力和应变比值。
板式橡胶支座抗压弹性模量试验分析[详细]
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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10米Pa,常温下支座的剪变模量为1.0米Pa.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= l a l b/2t e(l a+l b)圆形支座 S=d0/4t e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/T 4-2004《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/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 支座剖面要求可见支座的中间胶层厚度应分别为5米米、8米米、11米米及15米米.同时JT/T 663-2006《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100米米≤l(d0)≤200米米时,中间胶层厚度为5米米,钢板厚度为2米米,支座边长或直径为250米米≤l(d0)≤350米米时,中间胶层厚度为8米米,钢板厚度为3米米,支座边长或直径为400米米≤l(d0)≤450米米时,中间胶层厚度为11米米,钢板厚度为4米米,支座边长或直径为500米米≤l(d0)≤650米米时,中间胶层厚度为15米米,钢板厚度为5米米,支座边长或直径为700米米≤l(d0)≤800米米时,中间胶层厚度为18米米,钢板厚度为5米米.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米米钢板厚度/米米钢板层数橡胶层厚度/米米橡胶层层数形状系数抗压弹性模量/米Pa150×28 2 4 5 3 7.00 265200×35 2 5 5 4 9.50 487250×52 3 5 8 4 7.50 304300×63 3 6 8 5 9.06 443350×74 3 7 8 6 10.62 610400×84 4 6 11 5 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/T 4-2004《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6米Pa,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/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300米Pa ~500米Pa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350米米的支座尤为明显,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~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70米Pa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》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2 200米米×35米米支座应力—应变实测曲线图3 400米米×84米米支座应力—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/T 663-2006《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.。
板式橡胶支座实验方案
一、试验目的检测板式橡胶支座的抗压、抗剪弹性模量等力学指标，评定板式橡胶支座的力学性能。
二、试验要求通过本实验，掌握板式橡胶支座抗压、抗剪弹性模量的实验方法，了解极限抗压强度、摩擦系数等其他几项力学指标的实验方法。
三、仪器设备500T 压力试验机（带横剪装置）四、试验步骤（一）抗压弹性模量试验1、第一步，将试样置于试验机的承载板上，上下承载板与支座接触不得有油渍;对准中心，精度应小于1%的试件短边尺寸或直径。
缓缓加载至应力为MPa 1且稳压后，核对承载板四角对称安置的四只位移计，确认无误后，开始预压。
2、第二步，预压。
将压应力以s MPa /4.0-3.0）（速率连续地增至平均压应力MPa 10=σ，持荷2min ，然后以连续均匀的速度将压应力卸至MPa 1，持荷5min 。
3.第三步，每一加载循环自1.OMPa 开始，将压应力s MPa /4.0-3.0）（速率均匀加载至MPa 4，持荷2min 后，采集支座变形值，然后以同样速率每MPa 2为一级逐级加载板式橡胶支座力学性能试验研究及数值模拟每级持荷2min 后读取支座变形数据直至平均压应力。
为止，然后以连续均匀的速度卸载至压应力为MPa 1。
10min 后进行下一加载循环。
加载过程应连续进行三次;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压缩变形ε∆，按试样橡胶层的总厚度e t 求出在各级试验荷载作用下，试样的累计压缩应变e e i t /∆=ε。
5、板式橡胶支座的抗压弹性模量E 按下式计算式中： 410410--E εεσσ=E ——试样实测抗压弹性模量，单位MPa ；44,εσ——第MPa 4级实验荷载下的压应力和累计压缩应变值；1010,εσ——第MPa 10级实验荷载下的压应力和累计压缩应变值；（二）抗剪切弹性模量试验a)在试验机的承载板上，应使支座轴心和试验机轴心重合，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。
桥梁工程中橡胶支座的影响因素及检测方法
交通世界TRANSPOWORLD收稿日期：2019-12-13作者简介：傅莉（1970—），女，高级工程师，从事道路桥梁检测及研究工作。
桥梁工程中橡胶支座的影响因素及检测方法傅莉（山西省交通建设工程质量检测中心（有限公司），山西太原030000）摘要：桥梁工程中，橡胶支座质量或安装过程出现问题会对桥梁安全造成影响。
基于此，阐述了橡胶支座检测的必要性及影响支座质量的因素，并提出具体的检测方法，包括相关计算公式、检测思路、检测设备的选择与校准、检测流程等，以提升桥梁工程的安全稳定性。
关键词：橡胶支座；检测；抗压弹性模量中图分类号：U443.361文献标识码：B0引言近年来，随着桥梁建设施工等级的不断提升，出现了越来越多的大型互通桥梁。
国内很多桥梁没有达到设计使用年限就已经出现损坏，需大修甚至是重建，大修或重建的过程都会对城市正常的交通运输产生巨大的影响，同时，也会给交通建设和养护部门带来了巨大的经济损失。
由相关数据可知，支座的质量及安装问题是导致桥梁质量问题的一项主要因素。
因此，深入研究桥梁支座检测及安装技术对于提高桥梁建设质量具有非常重要的意义。
1桥梁橡胶支座检测的必要性从桥梁结构安全性方面来看，桥梁橡胶支座对桥梁的使用寿命有着直接影响；从功能上来看，桥梁橡胶支座可以帮助桥梁整体更好地适应桥梁结构，当桥梁受到环境温度、湿度等诸多外界因素影响，导致结构变形、胀缩，其能起到一定的缓冲效果。
因此，对桥梁橡胶支座进行相应的检测工作，防止因外界因素的影响产生的桥梁结构破坏、位移等情况，以提高桥梁支座的耐久性。
2桥梁支座质量影响因素2.1质量不达标由于桥梁支座生产利润大，生产厂家数量较多，各类桥梁支座生产厂家的生产水平有限，使得支座本身存在着较为严重的质量问题，很多企业所生产的支座质量没有达到相应的标准或要求就投入到市场中，以次充好，这就会导致支座在使用的过程中容易过早发生损坏问题，最终对桥梁结构的耐久性产生一定的影响[1]。
橡胶支座的弹性模量
第二节 支座的类型和构造
一、简易支座 采用几层油毛毡或石棉制成，压实后的厚度 不小于1cm，可用于跨径小于10m的板梁桥。 该种支座变形性能较差，容易引起附加的内力。
二、钢支座
1、弧形钢支座
• 适用范围：跨径1020m • 构造特点：由上下垫板所组成， 下垫板顶面切剥成圆柱体。固定 支座需在上垫板上做齿槽（或销 孔），在下垫板上焊以齿板（或 销钉），安装后使齿板嵌入齿槽 (或销钉伸入销孔)，以保证上下 垫板之间不发生相对水平位移
第二节 支座的类型和构造
支座通常用钢，橡胶等材料来制造主要类型： 简易支座 弧形钢板支座 橡胶支座 板式橡胶支座 盆式橡胶支座
第二节 支座的类型和构造
应根据桥梁结构的跨径、支点反力的大小、梁 体的变形程度等因素来选取支座类型。 中小跨度公路桥一般采用板式橡胶支座 大跨度连续梁桥一般采用盆式橡胶支座 铁路桥采用钢支座
二、板式橡胶支座的设计计算
（一）支座尺寸确定 支座平面尺寸 根据橡胶支座和支承垫石混凝土的压应力不超过 它们相应容许承压应力的要求，确定支座平面面积。 在一般情况下，面积由橡胶支座控制设计： 对于橡胶板 对于混凝土
N max [ ] A
b Ncj ab Ra m
支座高度
梁式桥的主梁由温度变化等因素在支座处产 生的纵向水平位移，依靠全部橡胶片的剪切变 形t来实现, 与t的关系为：
支座设计承载力（以MN计） 名称代号（GJZ表示公路桥梁矩形支座；GYZ表示公
路桥梁 圆形支座；TBZ表示铁路桥梁板式支座）
3） 盆式橡胶支座构造
单向活动支座Βιβλιοθήκη 四氟板构造固定支座
盆式橡胶支座
构造示意
单向滑动支座
双向滑动支座
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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=5.4GS2
矩形支座 S= l a l b/2t e(l a+l b)
圆形支座 S=d0/4t e
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/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
可见支座的中间胶层厚度应分别为5mm、8mm、11mm及15mm。
同时JT/T 663-2006《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
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/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E 1=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E 1=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~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JJG 391-2009 《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/T 663-2006《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。