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广东橡胶支座通过对均匀胶层厚度的情况进行分析可知此处为支座易受损坏之处

双林橡胶  2020/9/19 7:16:25  7777
内容摘要:根据交通部行业标准JT/T4-2004《公路桥梁板式广东橡胶支座》橡胶支座的抗剪弹性模量试验的测量值与标准值容许15%的误差,本文采用自制试验设备进行了抗剪弹性模量试验,其结果显示1#和2#橡胶支座的抗剪...

根据交通部行业标准JT/T4-2004《公路桥梁板式广东橡胶支座》橡胶支座的抗剪弹性模量试验的测量值与标准值容许15%的误差,本文采用自制试验设备进行了抗剪弹性模量试验,其结果显示1#和2#橡胶支座的抗剪弹性模量的测量值与标准值的误差均符合标准规定的误差范围,由此可以看出该自制试验设备基本保证了试验结果的准确度,然而对于试验结果的误差是有多方面的因素造成的,下面定性的分析一下该试验中误差的来源。
      本文中抗剪弹性模量试验结果的准确度是受各种试验参数和试验仪器的性能所影响的,产生测量结果误差的来源主要有测量方法、测量仪器计量性能、读取测量仪器存在人为误差、试件本身的质量、横向施力机构施加横向荷载存在误差(例如,施力速率、施力机构的标定等)以及试验结果的修约等等因素产生的累计误差如图3.5所示可能导致抗剪弹性模量试验结果存在一定的误差。
      在这些试验参数中,参考文献中指出3000kN液压试验机最大相对示值误差为士1%、位移计的示值误差为士0.1%、胶层总厚度误差为士1%,有效承载面积的误差为士1%、再加上实验室温度、湿度等其他因素士2%,参考这些数据从试验的总体上能看出这些非人为的因素产生的误差是有限的,并且由于橡胶支座对施力速率比较敏感,因此在此试验过程中水平施力机构和施力速率相对于其他参数的误差可能比较大一点,同时在这两方面也是以后该试验设备需要进一步改进的方面。
      从中间层橡胶层的应力分析来看,中间橡胶层的应力分布和圆板式橡胶支座在轴向压力作用下支座内部胶层的应力分布规律基本吻合。圆板式橡胶支座在轴向压力作用下支座内部胶层的应力分布规律是在没有边缘保护层的状态下推导出来的,同时从剪应力的分析来看,之所以数值解较理论值稍微偏小,主要是因为橡胶支座圆周的保护层的缘故,这也说明了边缘保护层确实能减小边界剪应力起到保护橡胶支座遭受破坏的作用。
从橡胶支座的应力分析结果可以看出,支座在轴向力作用下,主应力等值线图显示了支座顶层至底层的各层橡胶和钢板逐渐变形参与受力,支座外侧呈现波浪状,在最上层的钢板内的应力分布呈现不均匀状态,同时还出现了应力集中现象,下面6层钢板的主应力都呈现均匀的状态。
另外,还能看出橡胶支座内部橡胶层应力数值解与圆板式橡胶支座内部胶层分布规律基本相符,并且还能看到内部钢板与橡胶层的接触面容易出现应力集中现象。这也说明钢板与橡胶层的接触面是引起橡胶支座功能失效的危险位置。
       橡胶支座的承载能力与极限承载能力是评定橡胶支座性能的重要参数,然而形状系数s是设计橡胶支座的重要参数。支座的受力特点就是在承受竖向压应力的同时,还承受转动和水平移动。橡胶支座的剪切变形的极限取决于剪切应变和大应变条件下的失效变形,如局部翘曲、扭面、开裂等。这些缺陷经常出现在橡胶支座的橡胶和钢板接合部位和夹角处。橡胶支座的抗压刚度和膨胀效应由形状系数确定,形状系数的定义为:
      1、通过对抗压弹性模量试验方法进行改进,将试验过程中的持荷时间集中起来进行集中持荷,结果显示进行一次试验能够为试验人员节约将近一个小时的时间,还消除了传统试验方法中的累计误差使得试验结果与抗压弹性模量标准值更为接近,改进后试验结果与传统试验方法试验结果最大误差为7.5%。
      2、橡胶支座抗剪弹性模量试验需要竖向施力机构和水平施力机构两套试验设备,整套设备耗资较大,所以采用自行研制的试验设备完成了抗剪弹性模量试验,并将试验结果与抗剪弹性模量标准值以进行比较,最大误差为14%,而标准规定抗剪弹性模量的测量值应在15%的范围之内,本文中抗剪弹性模量试验作为一项探索性的试验研究工作,取得了初步的成果,并为以后抗剪弹性模量的试验研究工作提供了有力的参考。
      3、在抗压弹性模量试验结果的基础上,对橡胶支座的均匀胶层厚度和不均匀胶层厚度两种情况进行数值模拟,通过对均匀胶层厚度的情况进行分析可知最上层钢板内出现应力集中,此处为支座易受损坏之处,同时还得知钢板与橡胶层的接触面容易出现应力集中,支座周围Smm的保护层能减小钢板边缘的剪应力。
      4、橡胶支座胶中间橡胶层厚度分布不均匀的现象大致可以分为两类:一是钢板保持平行,但是橡胶层厚度不相等;二是橡胶层厚度不相等,而且钢板不平行。本文仅对第一种情况进行了分析,通过分析可知支座形状系数对剪应力影响较大,剪应力随着橡胶支座各橡胶层形状系数的减小而增大或增大而减小,胶层厚度不均匀会使钢板和胶层撕裂的概率增加。本文建议在橡胶支座检测规范中将形状系数和胶层均匀性单独作为一项重要检测指标。橡胶支座通过对均匀胶层厚度的情况进行分析可知此处为支座易受损坏之处

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