GYZ/GJZ板式橡膠支座構造及組成特點

GYZ/GJZ板式橡膠支座構造及組成特點

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   GYZ/GJZ板式橡膠支座由多層均勻分布的橡膠與鋼板粘接疊合而成, 是公路橋梁重要的承力和抗震減振裝置, 其質量的優劣直接影響著支座的作用功能和橋梁結構的安全可靠度和使用壽命。本文通過對影響板式橡膠支座耐久性各因素的分析探討, 提出了增加GYZ/GJZ板式橡膠支座耐久性的防治對策。
1 板式橡膠支座的特點
1.1 橡膠的特點
橡膠是一種柔性的材料, 具有獨特的粘彈性行為, 不僅可以像彈簧一樣通過彈性形變來吸收儲存能量, 而且還可以通過粘彈性大幅度消耗能量, 這種能力是其它材料所不具備的。標準規定天然橡膠(NR)、氯丁橡膠(CR)、三元乙丙橡膠可用于橋梁支座, 含膠量大于 55%。用于橡膠支座的 3 種膠料各具有特點。天然橡膠抗破壞、抗蠕變性能、對變形的恢復能力很強, 彈性模量對溫度變化的敏感性較弱, 但抗臭氧、耐老化的能力較差; 氯丁橡膠和三元乙丙橡膠雖有良好的抗臭氧性能, 但抗蠕變以及對變形的復原能力比不上天然橡膠, 其中氯丁橡膠的耐寒性一般。另外, 由于氯丁橡膠屬于結晶型橡膠,在使用期間或延長的貯存期會逐漸結晶硬化, 其硬度、剪切模量和壓縮模量將會提高, 這會對橡膠支座的使用性能產生一定的影響。三元乙丙橡膠由于分子鏈內缺少極性基團, 內聚力小, 粘性差, 三元乙丙橡膠需要特殊膠粘劑才能與鋼板粘接良好, 制造成本較高。若防老體系配方設計恰當, 天然橡膠抗臭氧能力可有較大程度的提高, 完全達到標準要求。綜合上述情況, 在一般條件下天然橡膠是生產橋梁橡膠支座的首選膠種。

1.2 加勁鋼板的作用
由于泊松效應, 受壓時橡膠材料將產生橫向膨脹變形。板式橡膠支座內部的加勁板可以改變并約束橡膠的橫向膨脹變形能力, 使橡膠在受壓時變硬, 從而提高橡膠支座的豎向承載能力和豎向抗壓剛度, 但加勁板不會影響橡膠層的剪切變形能力和剛度。板式支座內部橡膠的膨脹效應和加勁板的約束效應由形狀系數(S)確定, 形狀系數的定義如下:
形狀系數(S)=有效承壓面積/單層橡膠層的側表面積。形狀系數(S)和橡膠的剪切模量(G)共同決定了橡膠支座的力學性能。調節形狀系數可以控制極限應變和承載力。