1、公路橋梁板式橡膠支座力學(xué)性能試驗作業(yè)指導(dǎo)書1、目的和范圍測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、極限抗壓強度的試驗方法。它 適用于檢測公路橋梁用板式橡膠支座的力學(xué)性能試驗。2、儀具2.1 試驗機宜具備下列功能：微機控制，能自動、平穩(wěn)連續(xù)、 加載、卸載，且無沖動和顫動現(xiàn)象，自動持荷（試驗機滿負荷保持 時間不少于4h,且試驗荷載的示值變動不應(yīng)大于0.5%）,自動采集 數(shù)據(jù)，自動繪制應(yīng)力一應(yīng)變圖，自動存儲試驗原始記錄及曲線圖和 自動打印結(jié)果的功能。試驗用承載板應(yīng)具有足夠的剛度。平面尺寸 必須大于測試試樣的平面尺寸，在最大荷載下不應(yīng)發(fā)生饒曲。2.2 進行

2、剪切試驗時，其剪切試驗機構(gòu)的水平油缸、負荷傳感 的軸線應(yīng)和中間鋼拉板的對稱軸相重合，確保被測試樣水平軸向受 力。2.3 試驗機的級別為I級，示值相對誤差最大允許值為±1.0%, 試驗機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)，其示值的準確度和相關(guān)技術(shù)要求 應(yīng)滿足JJG175的規(guī)定。2.4 測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，測量轉(zhuǎn)角變形量的分度值為0.001mm,測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)的檢測規(guī)程進行檢定。3、試驗方法3.1 抗壓彈性模量3.1

3、.1 試驗步驟a)將試樣置于試驗機的承載板上，上下承載板與支座接觸而 不得有油污；對準中心，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LOMpa且穩(wěn)壓，核對承載板四角對稱安置的四只位移 傳感器，確認無誤后，開始預(yù)壓；預(yù)壓。將壓應(yīng)力以(0.030.04) Mpa/s速率連續(xù)地增至平均壓應(yīng)力o =10Mpa,持荷2min，然后以連 續(xù)均勻的速度將壓應(yīng)力卸至LOMpa,持荷5min,記錄初試值，繪制 應(yīng)力一應(yīng)變圖，預(yù)壓三次；b)正式加載。每一加載循環(huán)自l.OMpa開始，將壓應(yīng) 力以以(0.030.04) 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

4、樣速率每2 Mpa 為一級逐級加載，每級持荷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l.OMpa。lOmin后進行下一加載循環(huán)。 加載過程應(yīng)連續(xù)進行三次；c)以承載板四角所測得的變化值，作為各級荷載下試 樣的累計豎向壓縮變形，按試樣橡膠層的總厚度求出在各級 試驗荷載作用下試樣的累計壓縮應(yīng)變。3.1.2 試樣實測抗壓彈性模量應(yīng)按下列公式計算：Ei= (。io。4)/( £ 1。 £ 4)式中：E】一試樣實測的抗壓彈性模量計算值，精確至1 Mpa； 。八£ 4一試樣第4 Mpa級試驗荷載下的壓應(yīng)力和累計

5、壓縮 應(yīng)變值；。10、£ 10試樣第10 Mpa級試驗荷載下的壓應(yīng)力和累計 壓縮應(yīng)變值；3.1.3 試驗結(jié)果每一塊試樣的抗壓彈性模量Ei為三次加載過程所得的三 個實測結(jié)果的算術(shù)平均值。但單項結(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)對該試樣重新復(fù)核 試驗一次，結(jié)果仍超過3%,應(yīng)由試驗機生產(chǎn)廠專業(yè)人員對 試驗機進行檢修和檢定，合格后再重新進行試驗。3.2 抗剪彈性模量321試驗步驟a）在試驗機的承載板上，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 鋼拉板的對稱軸和試驗機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

6、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，以確保試驗的 準確性；b）將壓應(yīng)力以（0.030.04） Mpa/s速率連續(xù)地增至 平均壓應(yīng)力。，繪制應(yīng)力一時間圖，并在整個試驗過程中保 持不變；c）調(diào)整試驗的剪切試驗機構(gòu)，使水平油缸、負荷傳感的軸線應(yīng)和中間鋼拉板的對稱軸相重合;d)預(yù)加水平力。以(0.020.03) 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O.IMpa,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O(shè).IMpa開始，每級 剪應(yīng)力增加O.IMpa,持荷Imin后，采集支座

7、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O.IMpa。lOmin后進行下一加載 循環(huán)。加載過程應(yīng)連續(xù)進行三次；D 將各級荷載下試樣的累計水平剪切變形，按試樣 橡膠層的總厚度求出在各級試驗荷載作用下試樣的累計剪 切應(yīng)變。3.1.2 試樣實測抗剪彈性模量應(yīng)按下列公式計算：Gl= ( T i T 0 3 ) /( Y 1 Y 0.3)式中：Gi 試樣實測的抗剪彈性模量計算值，精確至 l%,Mpa；J、Yi一試樣第LOMpa級試驗荷載下的剪應(yīng)力和累計剪切應(yīng)變值;T 0.3、Y 0.3一試樣第0.3 Mpa級試驗荷載下的剪應(yīng)力和 累計剪切應(yīng)變

8、值；3.1.3 試驗結(jié)果每對試樣的抗剪彈性模量Gi為三次加載過程所得的三個 實測結(jié)果的算術(shù)平均值。但單項結(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)對該試樣重新復(fù)核試 驗一次，結(jié)果仍超過3%,應(yīng)由試驗機生產(chǎn)廠專業(yè)人員對試 驗機進行檢修和檢定，合格后再重新進行試驗。3.1.4 粘結(jié)性能試驗整體支座抗剪粘結(jié)性能試驗方法與抗剪彈性模量實驗 方法相同，將壓應(yīng)力以(0.030.04) Mpa/s速率連續(xù)地增至 平均壓應(yīng)力。，繪制應(yīng)力一時間圖，并在整個試驗過程中保 持不變。然后以(0.020.03) 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

9、，在 加、卸載過程中繪制應(yīng)力一應(yīng)變圖。試驗中隨時觀察試件受 力狀態(tài)及變化狀況，水平力卸載后試樣是否完好。3.抗剪老化試驗將試樣置于老化箱內(nèi)，在70±2溫度下經(jīng)72h后取出，將試樣在標(biāo)準溫度23c±5下，停放48h,再在標(biāo)準 試驗室溫度下進行剪切試驗，試驗方法與標(biāo)準抗剪彈性模量 試驗方法相同，計算也相同。3.5 摩擦系數(shù)試驗3.5.1 試驗步驟a)將四氟滑板與不銹鋼板試樣按規(guī)定擺放，對準試驗 機承載板中心位置，精度應(yīng)小于1%的試件短邊尺寸。試驗 時應(yīng)將四氟滑板試樣的儲油槽內(nèi)注滿5201-2硅脂油；b)將壓應(yīng)力以(0.030.04) Mpa/s速率連續(xù)地增至平 均壓應(yīng)力。，繪制

10、應(yīng)力一時間圖，并在整個試驗過程中保持 不變。其預(yù)壓時間為Ihoc)以(0.020.03) 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)生滑動為止，記錄此時 的水平剪應(yīng)力作為初試值。試驗過程連續(xù)三次。3.5.2 摩擦系數(shù)應(yīng)按下列公式計算：丁 =H/Ao。=R/ Ao其中式中：Uf-四氟滑板與不銹鋼板表面的摩擦系數(shù)，精確至O.O1;t接觸面發(fā)生滑動時的平均剪應(yīng)力，Mpa；。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；Ao支座有效承壓面積，mm2o3.5.3 試驗結(jié)果每對試樣的摩擦系數(shù)為三次試驗結(jié)果的算術(shù)平均值。3.6 極限抗壓強度實驗極限

11、抗壓強度實驗應(yīng)按下列步驟進行：a）將試樣放置在試驗機的承載板上，上下承載板與 支座接觸面不得有油污，對準中心位置，精度應(yīng)小于1%的 試件短邊尺寸；b）以O(shè).IMpa/s的速率連續(xù)加載至試樣極限抗壓強 度Ru不小于70 Mpa為止，繪制應(yīng)力一應(yīng)變圖，并隨時觀察 試樣受力狀態(tài)及變化情況，試樣是否完好無損。3.7 轉(zhuǎn)角試驗3.7.1試驗原理施加壓應(yīng)力至平均壓應(yīng)力。，則試樣發(fā)生垂直壓縮變 形；用千斤頂對中間工字梁施加一個向上的力P,工字梁產(chǎn) 生轉(zhuǎn)動，上下試樣邊緣產(chǎn)生壓縮和回彈兩個相反變形。由轉(zhuǎn) 動產(chǎn)生的支座邊緣的變形必須小于由垂直荷載和強制轉(zhuǎn)動 共同影響下產(chǎn)生的壓縮變形。3.7.2試驗步驟轉(zhuǎn)角試驗應(yīng)按下列步驟進行：a）將試樣按規(guī)定擺放，對準中心位置，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)動的千斤 頂和測力計，并在承載梁四角對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（0.030.04） Mpa/s速率連續(xù) 地增至平均壓應(yīng)力。，繪制應(yīng)