桥梁支座力学性能检测指导书

桥梁支座力学性能检测指导书1.总则桥梁支座设置在梁板式体系中主梁与墩台之间，是将上部结构的各种荷载传递给墩台，并能适应上部结构的荷载、温度变化、砼收缩等各种因素所产生的自由变形，使上下部结构的实际受力情况符合设计要求。目前使用极为广泛的是板式橡胶支座、盆式橡胶支座和球型支座。2.执行标准、规范公路桥梁板式橡胶支座：JT/T4-2004公路桥梁盆式橡胶支座：JT/T391-2009公路桥梁球型支座:GB/T17955-20093.检测范围主要应用于公路桥梁板式橡胶支座、公路桥梁盆式橡胶支座及球型支座力学性能指标测试。3.1抗压弹性模量试验3.2抗剪弹性模量试验3.3抗剪粘结性能试验3.4抗剪老化试验3.5摩擦系数试验3.6转角试验3.7极限抗压强度试验3.8盆式支座荷载试验3.9盆式橡胶支座摩阻系数试验3.10盆式橡胶支座转角试验3.11球型橡胶支座荷载试验3.12球型橡胶支座摩擦因数试验3.13球型橡胶支座转动试验3.14自定义抗压弹性模量试验4.取样方法4.1板式橡胶支座试样随机抽取实样，每种规格试样数量为三对，凡与油及其他化学药品接触过的支座不得用作试样（试样试验前应暴露在标准温度23℃±5℃下，放置24h时使试样内外温度一致）4.2盆式橡胶支座试样随机抽取实样每种规格试样数量为三组，试样样品原则应选实体支座，对大型支座进行试验，经协商可选用小型支座代替。5.试验条件5.1试样试验前应暴露在标准温度23℃±5℃下，放置24h时使试样内外温度一致。5.2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振动源。6.技术要求6.1板式支座6.1.1力学性能要求表1项目指标极限抗压强度RU（MPA）≥70实测抗压弹性模量E1（MPA）E±G×20%实测抗剪弹性模量G1（MPA）G±G×15%实测老化后抗剪弹性模量G2（MPA）G＋G×15%表1(续)项目指标实测转角正切值tanθ混凝土桥≥1／300钢桥≥1／500实测四氟板与不锈钢板表面摩擦系数μf(加硅脂时)≤0.036.1.2.材料要求表2技术指标氯丁橡胶(适用于-250C～600C)天然橡胶(适用于-400C一60℃)硬度(IRHD)60±560±5拉伸强度(MPa)≥17≥18扯断伸长率(％)≥400≥450脆性温度(℃)≤-40≤-50恒定压缩永久变形(70~C×24h)(％)≤15≤30’耐臭氧老化(试验条件，20％伸长，400C×96h)100pphm25pphm无龟裂无龟裂热空气老化试验(与未老化前数值相比发生的最大变化)试验条件(℃×h)100×7070×168拉伸强度(％)-15-15扯断伸长(％)-40-20硬度变化(IRHD)0，+10-5，+10橡胶与钢板粘结剥离强度(kN／m)1010四氟板与橡胶剥离强度(kN／m)77注：不得使用任何再生胶或粉碎的硫化橡胶，其最小含胶量不得低于重量的55％6.1.3外观质量表3名称成品质量标准气泡、杂质气泡、杂质总面积不得超过支座平面面积的0.1％，且每一处气泡、杂质面积不能大于50mm2，最大深度不超过2mm凹凸不平当支座平面面积小于O．15一时，不多于两处；大于0.15m2时，不多于四处，且每处凹凸高度不超过0.5mm，面积不超过6mm2四侧面裂纹、钢板外露不允许掉块、崩裂、机械损伤不允许钢板与橡胶粘结处开裂或剥离不允许支座表面平整度1、橡胶支座：表面不平整度不大于平面最大长度的0.4％；2、四氟滑板支座：表面不平整度不大于四氟滑板平面最大长度的0.2％四氟滑板表面划痕、碰伤、敲击不允许四氟滑板与橡胶支座粘贴错位不得超过橡胶支座短边或直径尺寸的0.5‰6.1.4内在质量表4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；t1为11mm时，其偏差不得大于±O.7mm；t1为15㎜时，其偏差不得大于±1.0㎜钢板与橡胶粘结钢板与橡胶粘结应牢固，且无离层现象，其平面尺寸偏差为±l㎜；上下保护层偏差为(+0.5，0)㎜剥离胶层(应按HG/T2198规定制成试样)剥离胶层后，测定的橡胶性能与表2的规定相比，拉伸强度的下降不应大于15%，扯断伸长率的下降不应大于20%6.2盆式橡胶支座力学性能要求6.2.1竖向承载力：在竖向设计荷载作用下，支座压缩变形值不得大于支座总高度的2%，盆环上口径项变形不得大于盆环外径的0.5‰，支座残余变形不得超过总变形量的5%6.2.2水平承载力：标准系列中，固定支座在各方向和单向活动支座非滑移方向的水平承载力均不得小于支座竖向承载力的10%，抗震型支座水平承载力不得小于支座竖向承载力的20%6.2.3转角：支座转角不得小于0.02rad6.2.4摩阻系数加5201硅胶油后，常温型活动支座设计摩阻系数最小取0.03加5201硅胶油后，耐寒型活动支座设计摩阻系数最小取0.066.3球形支座力学性能要求6.3.1在竖向设计荷载作用下，支座竖向压缩变形不得大于支座总高度的1%6.3.2固定支座和单向活动支座约束向所承受的水平力为支座竖向设计荷载的10%6.3.3活动支座的设计摩擦因数在支座竖向设计荷载作用下，聚四氧乙烯板有硅脂润滑条件下的设计摩擦因数取值如下：常温（-25℃~60℃）0.03;室温（-40℃~25℃）0.056.3.4支座设计转动力矩M0按下式计算：M0=NμR式中：N----支座竖向设计荷载μ----支座球冠衬板的球面半径R-----球冠衬板球面镀铬层与球面聚四氧乙烯板得设计摩擦因数6.3.5球形支座结果判断6.3.5.1荷载竖向压缩变形曲线呈线性关系，且支座竖向压缩变形不大于支座总高度的1%6.3.5.2支座实测转动力矩应小于计算所得值6.3.5.3支座摩擦因数应能满足：在试验温度21℃下，初始静摩擦因数μ0≦0.03，动摩擦因数μ≦0.005，在试验温度-35℃下，初始静摩擦因数μ0≦0.05，动摩擦因数μ≦0.0257.试验使用仪器设备：YJW-100000型微机控制试验机，能自动、平稳、连续加载、卸载，且无冲击和颤动现象，自动持荷、自动采集数据、自动绘制应力-应变图，且自动储存试验原始记录及曲线图和自动打印结果。8.仪器的启动与关闭8.1设备启动顺序8.1.1检查控制台急停按钮处于公开状态8.1.2检查各个机械限位位置准确，状态良好8.1.3根据试验需要，安装各种辅助钢板注：做抗剪弹模，压向上下安装高摩擦板，水平安装高摩擦板。做摩擦系数，压向上下安装高摩擦板，水平安装不锈钢板。8.1.4依次打开电源控制台电源开关、压向电源开关、剪切电源开关或转角电源开关。注：做抗压弹模或盆式力学或极限抗压可以不开剪切电源开关和转角电源开关8.1.5检查水平小车移动是否正常、剪切支座升降是否正常、丝杠横梁升降是否正常。8.1.6打开打印机电源启动计算机，进入Windows操作系统，测试打印机是否正常。8.1.7设置控制器处于PC-Control状态。注：做试验必须打开压向控制器。如座抗剪弹模或摩擦系数需要打开水平控制器;如做转角需要打开转角控制器8.1.8打开位移传感器数据采集单元都有开关。注：做极限抗压和摩擦系数可以不用位移传感器8.1.9根据试验类型启动相应的试验程序。8.1.10检查控制器负荷、位移数据显示是否正常。注：数据是否在有效上下限范围之内8.1.11检查位移传感器触头活动是否灵活，数据显示是否正常注：做抗压弹模：使用4支压向位移传感器做抗剪弹模：使用2支水平位移传感器做转向：使用4支压向位移传感器做盆式力学：使用4支压向位移传感器，4支径向位移传感器做球型力学：使用4支压向位移传感器8.1.12检查空载移动是否正常8.2设备关闭顺序8.2.1点击工具栏按钮，关闭动力油泵或从控制器关闭油泵。8.2.2等待控制器数据稳定时退出系统。注：关闭油泵后不能立即关闭控制器电源开关，否则下次试验易产生位置数据偏离。8.2.3关闭计算机。8.2.4关闭控制器电源开关。8.2.5关闭位移传感器采集电源开关8.2.6依次关闭控制台压向电源开关，剪向电源开关，电源总开关。9.试验9.1板式支座抗压弹性模量试验9.1.1接通电源启动设备9.1.2放置试样处于承压板中心位置9.1.3启动主油缸动力油泵，调整丝杠横梁和试台位置，使试样距离横梁1mm左右（目测有缝隙）9.1.4在右侧试验属性列表中输入试验编号、试样尺寸数据。试验数据输入应仔细复查，确保输入无误。9.1.5鼠标点击常用工具栏开始试验标志，“开始压向测试、预加载……”。9.1.6等待程序提示后安装压向位移传感器，传感器编号应和机械安装位置编号相符，防止位移传感器脱空，应将传感器触头压进2-3mm。9.1.7点击“继续试验“按钮。9.1.8试验自动进行，等待程序提示“试验OK“卸掉位移传感器。9.1.9卸掉试样9.1.10点击常用工具栏试验报告可以预览或打印试验报告9.1.11关闭仪器设备及电源9.2板式橡胶支座抗剪弹性模量试验、抗剪粘结性能试验、抗剪老化试验.9.2.1接通电源启动设备9.2.2在剪切板和主油缸平台各放置一块橡胶支座试样.推进剪切板.调整剪切板与压向水平运动挡块无间隙.调整剪切板上下橡胶支座试样位置处于主油缸平台中心位置.上下对正.9.2.3启动主油缸动力油泵，调整丝杠横梁位置并锁紧丝杠横梁，使用剪支座升降功能使得剪切板上面橡胶支座试样与横梁目测无缝隙，要求剪切板尽量处于水平，然后调整主油杠平台位置，使得下面橡胶支座试样与剪切板留有1mm左右间隙（目测间隙）。注：不能用横梁去压试样，容易造成横梁电机过载或损坏丝杠。9.2.4在右侧试验属性中输入试验编号、试样尺寸数据。试验数据输入应仔细检查，确保输入无误。注：压向应力计算使用钢板面积，水平应力计算应使用2倍支座外形面积。9.2.5点击常用工具栏开始试验按钮，程序提示“开始压向测试……”。注：程序会自动压向负荷和水平负荷调零9.2.6试验自动进行压向测试过程。程序会适时提示当前压向测试过程状况9.2.7等待程序提示后安装两水平位移传感器，传感器编号应和机械安装位置编号相符，应将传感器触头压进150-170mm9.2.8点击“继续试验”按钮，程序提示“开始水平测试……”，程序会自动将水平变形调零9.2.9试验自动进行剪切试验，程序会适时提示当前水平剪切测试过程状况9.2.10等待程序提示“试验OK”,卸掉水平位移传感器9.2.11水平卸载，压向卸压9.2.12卸掉橡胶支座试样9.2.13点击常用工具栏试验报告，可以预览或打印试验报告。注：抗剪弹模试验一个试样产生一张试验报告，报告中输入橡胶层总高度，才能正确计算9.2.14重复以上程序做第二个试验9.2.15关闭设备及电源。注：抗老化试验应先将试样置于老化箱内，在70℃±2℃温度下经72h后取出，将试样在标准温度23℃±5℃下停放48h，再在标准试验温度下进行剪切试验9.3板式支座摩擦系数试验9.3.1接通电源，启动设备9.3.2检查试样，在储油槽内注满5201-2硅脂油，在不锈钢板和定油缸平台各放置一块橡胶支座试样，推进不锈钢板，调整不锈钢板固定座与压向水平运动挡块无间隙，调整不锈钢板上下橡胶支座位置处于油缸平台中心的位置，上下对正。9.3.3启动主油缸动力油泵，调整丝杠横梁位置并锁紧丝杠横梁，使用支座升降功能，使得不锈钢板上面橡胶支座与横梁目测无缝隙，要求不锈钢板尽量处于水平，然后调整主油缸平台位置，使得下面橡胶支座与不锈钢板留有1mm左右间隙（目测间隙）。9.3.4在右侧试验属性列表中输入试验编号、试验尺寸数据，数据输入仔细检查，确保输入无误。注：压向应力计算使用钢板面积，水平应力计算使用2倍支座外形面积9.3.5点击常用工具栏“开始测试”按钮。程序提示“开始压向测试……”。注：1.程序会自动将压向负荷和水平负荷调零2.试验自动进行压向测试过程，程序会适时提示当前压向测试过程状况9.3.6程序提示后检查并调整不锈钢板9.3.7点击“继续试验”按钮，程序提示“开始水平测试……”注:试验自动进行剪切控制，程序会适时提示当前试验状况9.3.8等待程序提