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国标板式橡胶支座必须采用天然橡胶为原料

公路桥梁板式橡胶支座

的橡胶材料的徐变,橡胶材料最初10天的徐变值最大,以后其值就大为降低。最初10天的徐变值约为初始变形的35%,而10年之后的数值只有初始变形的45%。 当考虑温度季节性变化或混凝土的收缩与徐变等级缓慢性梁长变化时,计算橡胶支座的约束力可考虑橡胶徐变特性,降低剪切模量取其值为  =G*e^-φ橡胶支座的硬度与徐变系统和剪切模量G~Gt的关系如表3-2.

板式橡胶支座的形状系数相同的橡胶,其抗压弹性模量E值随着橡胶硬度的增加而增大。图3-4给出硫化橡胶的硬度与E的关系。且从图3-4中可见橡胶的动态抗压模量约为静抗压模量的1倍。橡胶的剪切模量G也随着橡胶硬度的增加而增大。图3-5表示橡胶硬度与剪切模量的关系。

橡胶的硬度随着温度的降低而增大。图3-6表示低温时,橡胶硬度的增长值(St/St=20℃)与温度的关系。图3-7则表示橡胶剪切模量比(Gt/G0)与温度的关系,剪切模量随温度的降低而增大。表3-1则表示温度与橡胶剪切模量的数值关系。板式橡胶支座是一种新型桥梁支座。它具有构造简单、加工制造容易用钢量少、成本低廉、安装方便等优点。目前在国内外桥梁工程上得到了广泛应用。在我国,板式橡胶支座支座从1965年起由上海市橡胶制品研究所、上海市政设计院等单位开始研制与实验,并先后在广东、上海、山东、广西、福建、江苏、浙江和安徽等地部分公路桥上使用。全国最早使用板式橡胶支座的是广东肇庆的公路桥,至今已有25年的使用历史。目前板式橡胶支座已经成为国内公路与城市桥梁广泛采用和深受欢迎的一种支座型式。并于1988年制订了《公路桥梁板式橡胶支座技术条件》(JT3132.2—88),随后又相继制订了《公路桥梁板式橡胶支座规格系列》(JT3132.1—88)和《公路桥梁板式橡胶支座力学性能检验规则》(JT3132.3—90)等交通部标准,1994年修定颁布了《公路桥梁板式橡胶支座标准》(JT/T4—93),为正确使用和大面积推广应用板式橡胶支座奠定了基础。

目前常用的铁路桥梁橡胶支座主要分为客货共线(2007)8160和客运专线(2007)8360两种。而我们客运专线所用的图号为通桥(2007)8360的盆式橡胶支座主要分为KTPZ、TGPZ和CKPZ三种。KTPZ支座是由铁科院研发的,广泛用于郑西客专;TGPZ是由铁三院研发的,主要用于京沪高铁、京石客专;CKPZ是由铁四院联合株洲时代新材股份公司引进世界知名桥梁橡胶支座供应商意大利ALGA公司的技术研发而成,该公司的产品广泛用于欧洲发达国家的高速铁路建设,市场占有率超过50%,是较为先进的技术之一。CKPZ型支座广泛用于武广客运专线。通常橡胶支座的类型代表的意义:例如PZ-5000-ZX-e60-0.1g-C-i8表示客运专线铁路常用跨度简支梁设计地震动峰值加速度Ag≤0.1g地区用设计竖向承载力5000KN,纵向活动,顺桥向位移±60mm,常温型,上顶板坡度为8‰的支座。这些数据通称为支座的型号,不能单一的将某个数值看成是支座型号的代表。

我国铁路桥梁上,第一次试用板式橡胶支座是1969年在安徽固镇大桥边跨的一孔12m预应力混凝土先张梁上。随后,因更换旧梁及新建工程的需要,太原、上海、济南、沈阳等铁路局也都相继采用了板式橡支座。为了系统研究板式橡胶支座的抗压、剪切、转动等力学性能,1979~1981年铁道部科学研究院对160块不同规格、不同形状系数、不同胶层厚度的橡胶支座进行了系统的实验研究,并于1982年9月通过铁道部技术鉴定。各项研究参数被纳入《铁路桥涵设计规程》(TBJ2-85),并于1987年制定了《铁路桥梁板式橡胶支座技术条件》(TB1893-87)。目前板式橡胶支座主要用于6~20M中小跨径的钢筋混凝土、预应力混凝土及钢的铁路桥梁上,最大支座反力约达2.2MN。

板式橡胶支座目前几乎在世界各地普遍采用。最早在1936年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、日等许多国家相继使用板式橡胶支座,但直到1958年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。

如何能防止橡胶支座的橡胶老化,橡胶材料受氧、臭氧、紫外线及外力等影响,会出现老化龟裂。橡胶老化通常由表面开始,然后缓慢的向内部发展造成裂缝。氯丁橡胶的耐老化性能较好,天然橡胶的耐老化性能较差,因此在天然橡胶中需增加防老剂及防臭氧剂的用量,氯丁橡胶抗臭氧能力是天然橡胶的14倍,且耐热性、耐油性均比天然橡胶为好,使用寿命预计将比天然橡胶长,所以重要的桥梁结构、建议采用氯丁橡胶支座。但氯丁橡胶的低温性能较差,一般只能用于最低温度大于-25℃的地区。而天然橡胶的耐低温性能较好,可用于-40℃以上的地区。桥梁橡胶支座是连接桥梁上部结构和下部结构的关键部件,架设于桥梁墩台上,顶面支承桥梁上部结构,它将桥梁上部结构固定于墩台,承受作用在桥梁上部结构的各种力,并将它可靠地传给桥梁墩台;在荷载、温度、混凝土收缩和徐变作用下,桥梁橡胶支座能适应桥梁上部结构的转角和位移,使桥梁上部结构可自由变形而不产生额外的附加内力。桥梁橡胶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,对桥梁的安全运营至关重要。