公路橋梁板式橡膠支座力學(xué)性能試驗(yàn)作業(yè)指導(dǎo)書(shū)

公路橋梁板式橡膠支座力學(xué)性能試驗(yàn)作業(yè)指導(dǎo)書(shū)1、目的和范圍測(cè)定板式橡膠支座的抗壓彈性模量、抗剪彈性模量、抗剪粘結(jié)性能、抗剪老化、摩擦系數(shù)、轉(zhuǎn)角、極限抗壓強(qiáng)度的試驗(yàn)方法。它適用于檢測(cè)公路橋梁用板式橡膠支座的力學(xué)性能試驗(yàn)。2、儀具試驗(yàn)機(jī)宜具備下列功能：微機(jī)控制，能自動(dòng)、平穩(wěn)連續(xù)、加載、卸載，且無(wú)沖動(dòng)和顫動(dòng)現(xiàn)象，自動(dòng)持荷（試驗(yàn)機(jī)滿負(fù)荷保持時(shí)間不少于4h,且試驗(yàn)荷載的示值變動(dòng)不應(yīng)大于0.5%）,自動(dòng)采集數(shù)據(jù)，自動(dòng)繪制應(yīng)力—應(yīng)變圖，自動(dòng)存儲(chǔ)試驗(yàn)原始記錄及曲線圖和自動(dòng)打印結(jié)果的功能。試驗(yàn)用承載板應(yīng)具有足夠的剛度。平面尺寸必須大于測(cè)試試樣的平面尺寸,在最大荷載下不應(yīng)發(fā)生饒曲。進(jìn)行剪切試驗(yàn)時(shí),其剪切試驗(yàn)機(jī)構(gòu)的水平油缸、負(fù)荷傳感的軸線應(yīng)和中間鋼拉板的對(duì)稱軸相重合,確保被測(cè)試樣水平軸向受力。2.3試驗(yàn)機(jī)的級(jí)別為I級(jí)，示值相對(duì)誤差最大允許值為土1.0%,試驗(yàn)機(jī)正壓力使用可在最大力值的0.4%~90%范圍內(nèi)。水平力的使用可在最大力值的1%~90%范圍內(nèi)，其示值的準(zhǔn)確度和相關(guān)技術(shù)要求應(yīng)滿足JJG175的規(guī)定。2.4測(cè)量支座試樣變形量的儀表量程應(yīng)滿足支座試樣變形量的需要，測(cè)量轉(zhuǎn)角變形量的分度值為0.001mm，測(cè)量豎向壓縮變形量和水平位移變形量的分度值為0.01mm，其示值誤差和相關(guān)技術(shù)要求應(yīng)按相關(guān)的檢測(cè)規(guī)程進(jìn)行檢定。3、試驗(yàn)方法3.1抗壓彈性模量3.1.1試驗(yàn)步驟將試樣置于試驗(yàn)機(jī)的承載板上，上下承載板與支座接觸面不得有油污；對(duì)準(zhǔn)中心，精度應(yīng)小于1%的試件短邊或直徑。緩緩加載至壓應(yīng)力為1.0Mpa且穩(wěn)壓，核對(duì)承載板四角對(duì)稱安置的四只位移傳感器，確認(rèn)無(wú)誤后，開(kāi)始預(yù)壓；預(yù)壓。將壓應(yīng)力以(0.03~0.04)Mpa/s速率連續(xù)地增至平均壓應(yīng)力。=10Mpa，持荷2min，然后以連續(xù)均勻的速度將壓應(yīng)力卸至1.0Mpa,持荷5min,記錄初試值，繪制應(yīng)力—應(yīng)變圖，預(yù)壓三次；正式加載。每一加載循環(huán)自l.OMpa開(kāi)始，將壓應(yīng)力以以(0.03?0.04)Mpa/s速率連續(xù)地增至壓應(yīng)力。=4Mpa,持荷2min后，采集支座變形值，然后以同樣速率每2Mpa為一級(jí)逐級(jí)加載，每級(jí)持荷2min后，采集支座變形值至平均壓應(yīng)力。為止，繪制的應(yīng)力一應(yīng)變圖應(yīng)呈線形關(guān)系。然后以連續(xù)均勻的速度卸至1.0Mpa°10min后進(jìn)行下一加載循環(huán)。加載過(guò)程應(yīng)連續(xù)進(jìn)行三次；以承載板四角所測(cè)得的變化值，作為各級(jí)荷載下試樣的累計(jì)豎向壓縮變形，按試樣橡膠層的總厚度求出在各級(jí)試驗(yàn)荷載作用下試樣的累計(jì)壓縮應(yīng)變。試樣實(shí)測(cè)抗壓彈性模量應(yīng)按下列公式計(jì)算：E1=(O10_O4)/(￡10_￡4)式中：E1—試樣實(shí)測(cè)的抗壓彈性模量計(jì)算值，精確至1Mpa；。4、￡4—試樣第4Mpa級(jí)試驗(yàn)荷載下的壓應(yīng)力和累計(jì)壓縮應(yīng)變值；。10、￡10一試樣第10Mpa級(jí)試驗(yàn)荷載下的壓應(yīng)力和累計(jì)壓縮應(yīng)變值；3.1.3試驗(yàn)結(jié)果每一塊試樣的抗壓彈性模量E1為三次加載過(guò)程所得的三個(gè)實(shí)測(cè)結(jié)果的算術(shù)平均值。但單項(xiàng)結(jié)果和算術(shù)平均值之間的偏差不應(yīng)大于算術(shù)平均值的3%，否則應(yīng)對(duì)該試樣重新復(fù)核試驗(yàn)一次，結(jié)果仍超過(guò)3%，應(yīng)由試驗(yàn)機(jī)生產(chǎn)廠專業(yè)人員對(duì)試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行檢修和檢定，合格后再重新進(jìn)行試驗(yàn)。3.2抗剪彈性模量3.2.1試驗(yàn)步驟a）在試驗(yàn)機(jī)的承載板上，應(yīng)使支座順其短邊方向受剪，將試樣及中間鋼拉板按雙剪組合配置好，使試樣和中間鋼拉板的對(duì)稱軸和試驗(yàn)機(jī)承載板中心軸處在同一垂直面上，精度應(yīng)小于1%的試件短邊尺寸。為防止出現(xiàn)打滑現(xiàn)象，應(yīng)在上下承載板和中間鋼拉板上粘帖高摩擦板，以確保試驗(yàn)的準(zhǔn)確性；b）將壓應(yīng)力以（0.03?0.04）Mpa/s速率連續(xù)地增至平均壓應(yīng)力。，繪制應(yīng)力一時(shí)間圖，并在整個(gè)試驗(yàn)過(guò)程中保持不變；c）調(diào)整試驗(yàn)的剪切試驗(yàn)機(jī)構(gòu)，使水平油缸、負(fù)荷傳感的軸線應(yīng)和中間鋼拉板的對(duì)稱軸相重合；d）預(yù)加水平力。以（0.02?0.03）Mpa/s速率連續(xù)地增至平均剪應(yīng)力t=1.0Mpa,持荷5min,然后以連續(xù)均勻的速度將剪應(yīng)力卸至0.1Mpa,持荷5min,記錄初試值，繪制應(yīng)力一應(yīng)變圖，預(yù)壓三次；e）正式加載。每一加載循環(huán)自0.1Mpa開(kāi)始，每級(jí)剪應(yīng)力增加0.1Mpa，持荷1min后，采集支座變形值至平均壓應(yīng)力t=1.0Mpa為止，繪制的應(yīng)力一應(yīng)變圖應(yīng)呈線形關(guān)系。然后以連續(xù)均勻的速度卸至0.1Mpa。10min后進(jìn)行下一加載循環(huán)。加載過(guò)程應(yīng)連續(xù)進(jìn)行三次；f）將各級(jí)荷載下試樣的累計(jì)水平剪切變形，按試樣橡膠層的總厚度求出在各級(jí)試驗(yàn)荷載作用下試樣的累計(jì)剪切應(yīng)變。試樣實(shí)測(cè)抗剪彈性模量應(yīng)按下列公式計(jì)算：G1=（T1_T0.3）/（丫廠丫。.3）式中：G]—試樣實(shí)測(cè)的抗剪彈性模量計(jì)算值，精確至1%,Mpa；t「Y]—試樣第1.0Mpa級(jí)試驗(yàn)荷載下的剪應(yīng)力和累計(jì)剪切應(yīng)變值；T0.3、Y0.3—試樣第0.3Mpa級(jí)試驗(yàn)荷載下的剪應(yīng)力和累計(jì)剪切應(yīng)變值；試驗(yàn)結(jié)果每對(duì)試樣的抗剪彈性模量q為三次加載過(guò)程所得的三個(gè)實(shí)測(cè)結(jié)果的算術(shù)平均值。但單項(xiàng)結(jié)果和算術(shù)平均值之間的偏差不應(yīng)大于算術(shù)平均值的3%，否則應(yīng)對(duì)該試樣重新復(fù)核試驗(yàn)一次，結(jié)果仍超過(guò)3%，應(yīng)由試驗(yàn)機(jī)生產(chǎn)廠專業(yè)人員對(duì)試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行檢修和檢定，合格后再重新進(jìn)行試驗(yàn)。抗剪粘結(jié)性能試驗(yàn)整體支座抗剪粘結(jié)性能試驗(yàn)方法與抗剪彈性模量實(shí)驗(yàn)方法相同，將壓應(yīng)力以(0.03?0.04)Mpa/s速率連續(xù)地增至平均壓應(yīng)力。，繪制應(yīng)力一時(shí)間圖，并在整個(gè)試驗(yàn)過(guò)程中保持不變。然后以(0.02~0.03)Mpa/s速率連續(xù)地增至平均剪應(yīng)力2.0Mpa，持荷5min,水平力以連續(xù)均勻的速度卸載，在加、卸載過(guò)程中繪制應(yīng)力—應(yīng)變圖。試驗(yàn)中隨時(shí)觀察試件受力狀態(tài)及變化狀況，水平力卸載后試樣是否完好。3.抗剪老化試驗(yàn)將試樣置于老化箱內(nèi)，在70°C±2°C溫度下經(jīng)72h后取出，將試樣在標(biāo)準(zhǔn)溫度23°C±5°C下，停放48h,再在標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)室溫度下進(jìn)行剪切試驗(yàn)，試驗(yàn)方法與標(biāo)準(zhǔn)抗剪彈性模量試驗(yàn)方法相同，計(jì)算也相同。3.5摩擦系數(shù)試驗(yàn)試驗(yàn)步驟a）將四氟滑板與不銹鋼板試樣按規(guī)定擺放，對(duì)準(zhǔn)試驗(yàn)機(jī)承載板中心位置，精度應(yīng)小于1%的試件短邊尺寸。試驗(yàn)時(shí)應(yīng)將四氟滑板試樣的儲(chǔ)油槽內(nèi)注滿5201—2硅脂油；b）將壓應(yīng)力以（0.03?0.04）Mpa/s速率連續(xù)地增至平均壓應(yīng)力。，繪制應(yīng)力一時(shí)間圖，并在整個(gè)試驗(yàn)過(guò)程中保持不變。其預(yù)壓時(shí)間為1h。c）以（0.02?0.03）Mpa/s速率連續(xù)施加水平力，直至不銹鋼板與四氟滑板試樣接觸面間發(fā)生滑動(dòng)為止，記錄此時(shí)的水平剪應(yīng)力作為初試值。試驗(yàn)過(guò)程連續(xù)三次。摩擦系數(shù)應(yīng)按下列公式計(jì)算：t=H/A0O=R/A0其中式中：□f——四氟滑板與不銹鋼板表面的摩擦系數(shù)，精確至0.01；t接觸面發(fā)生滑動(dòng)時(shí)的平均剪應(yīng)力，Mpa；o——支座的平均壓應(yīng)力，Mpa；H——支座承受的最大水平力，KN；R支座最大承壓力，KN；A0支座有效承壓面積，mm2。3.5.3試驗(yàn)結(jié)果每對(duì)試樣的摩擦系數(shù)為三次試驗(yàn)結(jié)果的算術(shù)平均值。3.6極限抗壓強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)

極限抗壓強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)應(yīng)按下列步驟進(jìn)行：將試樣放置在試驗(yàn)機(jī)的承載板上，上下承載板與支座接觸面不得有油污，對(duì)準(zhǔn)中心位置，精度應(yīng)小于1%的試件短邊尺寸；以0.1Mpa/s的速率連續(xù)加載至試樣極限抗壓強(qiáng)度Ru不小于70Mpa為止，繪制應(yīng)力—應(yīng)變圖，并隨時(shí)觀察試樣受力狀態(tài)及變化情況，試樣是否完好無(wú)損。3.7轉(zhuǎn)角試驗(yàn)3.7.1試驗(yàn)原理施加壓應(yīng)力至平均壓應(yīng)力。，則試樣發(fā)生垂直壓縮變形；用千斤頂對(duì)中間工字梁施加一個(gè)向上的力P,工字梁產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)，上下試樣邊緣產(chǎn)生壓縮和回彈兩個(gè)相反變形。由轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的支座邊緣的變形必須小于由垂直荷載和強(qiáng)制轉(zhuǎn)動(dòng)共同影響下產(chǎn)生的壓縮變形。3.7.2試驗(yàn)步驟轉(zhuǎn)角試驗(yàn)應(yīng)按下列步驟進(jìn)行:a）將試樣按規(guī)定擺放，對(duì)準(zhǔn)中心位置，精度應(yīng)小于1%短邊尺寸。在距試樣中心L處，安裝使梁發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)的千斤頂和測(cè)力計(jì)，并在承載梁四角對(duì)稱安置四只高精度位移傳感器（精度0.001mm）;b）預(yù)壓。將壓應(yīng)力以（0.03?0.04）Mpa/s速率連續(xù)地增至平均壓應(yīng)力。，繪制應(yīng)力一時(shí)