板式橡胶支座的老化问题(使用寿命)是工程界较为关心的一个技术问题。国内使用板式橡胶支座至今己有20以上的历史,但对其使用寿命的认识还不足,也缺乏i一泛的系统的试验。国外对橡胶支座的耐久性说法也不一,美国们认为氯丁橡胶支座寿命至少在以上,其至100也是可能的.英国lindley则认为天然橡胶支座寿命在100以上,但也未见到有充分的试验依据。因此关于板式橡胶支座的使用寿命的评估,还需要有长期的科学试验数据的积累。
20世纪80代初上海橡胶制品研究所及上海市政工程设计院等单位,曾对支座用橡胶片及在公路上使用17,铁路上使用10的支座以及室内贮存了17和10的支座,进行了解剖试验,并和新支座的性能作对比,以期估算板式橡胶支座的使用寿命。上海橡胶制品研究所对板式橡胶支座性能解剖结果列于表3-20。可见橡胶支座的老化现象确实存在,*是支座表层的橡胶更为明显,橡胶硬度增加了10-15度,但中间层橡胶变化较小,硬度变化仅增加5度左右,拉伸强度变化不明显,伸长率下降约20%.1981铁道科学研究院曾对在安徽固镇铁路桥上使用了10之后取下的支座进行力学性能测定,实测支座(1 mn< 300 mmx28 mm)抗压弹性模量e= 527 mpa,与铁路标准值670 mpa相比抗压模量还略有下降;剪切模量实测为1. 315 mpa,比理论值1. 1 mpa增加约19. 55%。但由于该批支座的原始抗压弹性模量及剪切模量未记载.因而对比数据只能参考。
板式橡胶支座目前几乎在世界各地普遍采用。早在1936法国巴黎郊区的一座铁路桥上就开始使用橡胶支座,在第二次世界大战之后,英、德、美、日等许多相继使用板式橡胶支座,但直到1958才真正积累了广泛的使用经验。尤其是法国的弗列新湼提出了用钢筋格栅或钢板设置在橡胶中,用以约束橡胶的横向膨胀方法,从而使板式橡胶支座得到了迅速的发展。
桥梁支座的只要功能是将上部结构的反力*地传递给墩台,并同时能适应梁部结构的变形(位移和转角)。根据这些性能要求,板式橡胶支座在垂直方向应具有足够的刚度,从而*在竖向荷载作用下支座产生较小的压缩变形,一般要求支座的压缩变形不得超过橡胶厚度的15%。橡胶支座在水平方向则应具有一定柔性,以适应车辆制动力、温度、混凝土收缩和徐变及活载作用下梁体的水平位移。同时,支座的厚度要能适应梁体转角的需要。结构图板式支座按形状划分:矩形、圆形两种产品。按是否能够提供水平位移划分为:聚四氟乙烯滑板支座和普通橡胶支座。矩形(圆形)式板性能:本产品由多层橡胶片与薄钢板镶嵌、粘合在一定压力、一定温度和一定时间内*压制而成。有足够的竖向刚度以承压垂直荷载,能将梁板上部构造的反力*地传递给墩台,有*的弹性,以适应梁端的转动;又有较大的剪切变形以满足上部梁体构造的水平位移。特点:本产品在桥梁建筑、水电工程、房屋抗震设施上已广泛应用,与原用的钢支座相比,有构造 简单,安装方便;节约钢材,价格低廉;养护简便,易于更换等优点,且本品建筑高度低,对桥梁设计与降低造价有益;有*的隔震作用,可减少活载与地震力对建筑物的冲击作用。简称四氟滑板式桥梁支座,本产品是于普通板式橡胶支座上粘接一层厚2-3mm的聚四氟乙烯板而成。除具有普通板式橡胶支座的竖向刚度与弹性变形,能承受垂直荷载及适应梁端转动外,因四氟乙烯与梁底不锈钢板间的低摩擦系数(μ≤0.03)可使桥梁上部构造的水平位移不受*,跨度>30米的大跨度桥梁、简支梁连续板桥和多跨连续梁桥可作活动支座使用;连续梁顶推、t型梁横移和大型设备滑移可作滑块使用。四氟桥梁板式橡胶支座适用于大跨度、多跨连续、简支梁连续板等结构的大位移量桥梁.它还可用作连续梁顶推及t型梁横移中的滑块.矩形、圆形四氟板式橡胶支座的应用非别与矩形、圆形普通板式橡胶支座相同。
板式橡胶支座的作用及其布置支座主要有两个作用:能*的传递桥梁上部的荷载, 调节上部结构和下部结构之间的相对位移。板式橡胶支座主要靠的是橡胶的变形来调节平移和转动。橡胶支座是桥梁上、下部结构的连接点。其作用是将上部结构的荷载(包括恒载和活载)顺适、安全地传递到桥梁墩台上,同时要*上部结构在支座处能自由变形(转动或移动),以便使结构的实际受力情况与计算简图相符合。因此,对桥梁支座要正确设置,并经常注意保养维修,对其损坏部分要进行修补加固。 桥梁支座按其作用分固定支座和活动支座两类。固定支座用来固定桥梁结构在墩台上的位置,它只能转动而不能移;活动支座则可*在温度变化、混凝土收缩和荷载作用下结构能自由转动和自由移动。
板式桥梁支座是桥跨结构的支撑部分。其作用是将桥跨结构上的荷载通过支座传递给墩台。
支座的作用主要表现在一下三个方面:
使反力明确地作用到墩台的位置,并将集中反力扩散到一个足够大的面积上,以*墩台工作的安全* 2、 *桥跨结构在支点按计算图式所规定的条件变形 *桥跨结构在墩台上的位置充分固定,不至滑落
在桥梁结构中,板式橡胶支座是桥梁上、下部结构的连接点,其作用是将上部结构的荷载顺适、安全地传递到桥墩台上去,同时*上部结构在荷载、温度变化、混凝土收缩等因素作用下的自由变形,以便使结构的实际受力情况符合计算图式,并保护梁端、墩台帽不受损伤。这就要求它具有足够的竖向刚度和弹性,能将桥梁上部结构的全部荷载*地传递到墩台上,并同时承受由荷载作用引起的桥跨结构端部的水平位移、转角和变形,减轻和*桥墩承受的震动,适应因温度、湿度变化引起的桥跨结构胀缩。
就板式橡胶支座的安装位置而言,虽然在使用中可以进行更换,但更换的成本费用、技术性以及困难性均很大,桥梁中大部分支座可谓是性的安装,支座寿命应该与桥梁的寿命相吻合,否则会对桥梁的使用造成*的后果。尽管在桥梁的成本造价中支座成本仅占很小的比例,但作用远*过其成本,为此,支座就成为桥梁建设和使用的重要材料之一。