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桥梁支座力学性能检测
指导书
-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-CompanyOne1:.
桥梁支座力学性能检测指导书
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。
、规范
公路桥梁板式橡胶支座:JT/T42004
公路桥梁盆式橡胶支座:JT/T3912009
公路桥梁球型支座:GB/T179552009
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。
抗压弹性模量试验
抗剪弹性模量试验
抗剪粘结性能试验
抗剪老化试验
摩擦系数试验
转角试验
极限抗压强度试验
2:.
盆式支座荷载试验
盆式橡胶支座摩阻系数试验
盆式橡胶支座转角试验
球型橡胶支座荷载试验
球型橡胶支座摩擦因数试验
球型橡胶支座转动试验
自定义抗压弹性模量试验
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)
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。
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。
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。
3:.
板式支座
力学性能要求
表1
项目指标
极限抗压强度R(MP)≥70
UA
实测抗压弹性模量E(MP)E±G×20%
1A
实测抗剪弹性模量G(MP)G±G×15%
1A
实测老化后抗剪弹性模量G(MP)G+G×15%
2A
表1(续)
项目指标
混凝土桥≥1/300
实测转角正切值tan
θ≥1/500
钢桥
实测四***板与不锈钢板表面摩擦系数μ(加硅≤
f
脂时)
材料要求
表2
天然橡胶
***丁橡胶
(适用于-400C一
技术指标(适用于-250C~600C)
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,400C100pphm25pphm
×96h)
无龟裂无龟裂
试验条件(℃×h)100×7070×168
热空气老化试验
(与未老化前数值拉伸强度(%)-15-15
相比发生的最大变扯断伸长(%)-40-20
4:.
化)硬度变化(IRHD)0,+10-5,+10
橡胶与钢板粘结剥离强度(kN/m)>10>10
四***板与橡胶剥离强度(kN/m)>7>7
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%
外观质量
表3
名称成品质量标准
气泡、杂质总面积不得超过支座平面面积
的%,且每一处气泡、杂质面积不能大于
气泡、杂质
50mm2,最大深度不超过2mm
,不多于
两处;大于时,不多于四处,且每处凹凸高度
凹凸不平
不超过,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
1、橡胶支座:表面不平整度不大于平面最大长
度的%;
支座表面平整度2、四***滑板支座:表面不平整度不大于四***滑
板平面最大长度的%
四***滑板表面划痕、碰伤、敲击不允许
四***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‰
内在质量
表4
名称解剖检验标准
胶层厚度应均匀,t为5mm或8mm时,其偏差为
1
锯开后胶层厚度±;t为11mm时,其偏差不得大于±;t为15㎜
11
时,其偏差不得大于±㎜
钢板与橡胶粘结应牢固,且无离层现象,其平面尺
钢板与橡胶粘结寸偏差为±l㎜;上下保护层偏差为(+,0)㎜
剥离胶层后,测定的橡胶性能与表2的规定相比,
剥离胶层(应按HG/T2198拉伸强度的下降不应大于15%,扯断伸长率的下降不
规定制成试样)应大于20%
盆式橡胶支座力学性能要求
5:.
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‰,
支座残余变形不得超过总变形量的5%
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%
转角:支座转角不得小于
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
加5201硅胶油后,耐寒型活动支座设计摩阻系数最小取
球形支座力学性能要求
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%
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%
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℃);室温(-40℃
~25℃)
支座设计转动力矩M按下式计算:
0
M=NμR
0
式中:N----支座竖向设计荷载
6:.
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
球形支座结果判断
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%
支座实测转动力矩应小于计算所得值
支座摩擦因数应能满足:在试验温度21℃下,初始静摩擦因数μ
0
≦,动摩擦因数μ≦,在试验温度-35℃下,初始静摩擦因数
μ≦,动摩擦因数μ≦
0
: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。
设备启动顺序
检查控制台急停按钮处于公开状态
检查各个机械限位位置准确,状态良好
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。
7:.
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
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。
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。
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
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
根据试验类型启动相应的试验程序。
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
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:.
检查空载移动是否正常
设备关闭顺序
点击工具栏按钮,关闭动力油泵或从控制器关闭油泵。
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。
关闭计算机。
关闭控制器电源开关。
关闭位移传感器采集电源开关
依次关闭控制台压向电源开关,剪向电源开关,电源总开关。
板式支座抗压弹性模量试验
接通电源启动设备
放置试样处于承压板中心位置
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)
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。
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:.
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。
点击“继续试验“按钮。
试验自动进行,等待程序提示“试验OK“卸掉位移传感器。
卸掉试样
点击常用工具栏试验报告可以预览或打印试验报告
关闭仪器设备及电源
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.
接通电源启动设备
.
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。
10:.
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。
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
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
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150-170mm
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
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
等待程序提示“试验OK”,卸掉水平位移传感器
水平卸载,压向卸压
卸掉橡胶支座试样
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
重复以上程序做第二个试验
关闭设备及电源。
11:.
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
板式支座摩擦系数试验
接通电源,启动设备
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。
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)。
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
点击常用工具栏“开始测试”按钮。程序提示“开始压向测
试……”。
注:
,程序会适时提示当前压向测试过
程状况
12:.
程序提示后检查并调整不锈钢板
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
等待程序提示“试验OK”,水平卸载,压向卸载。
卸掉橡胶支座试样
点击工具栏,预览或打印试验报告
重复以上程序做第二组试验
关闭设备及电源
板式支座转角试验
接通电源,启动设备
检查试样在主油缸平台中心放置一块橡胶支座试样,然后在试样上
放置转角板(转角上下不能有油污),最后在转角板上放置
一块橡胶试样,要求两块试样放置位置处于定油缸平台中心
位置,转角板受力杆对准转角油缸的活塞
注:矩形试样应使短边和转角板中心线平行
启动主油缸动力油泵,调整丝杠横梁和试台位置,使转角板上面试
样距离横梁约有1mm左右(目测有缝隙),并锁紧丝杠横
梁。
注:不能用横梁去压试样,容易造成横梁点击过载或损坏丝
杠
在右侧试样属性列表中输入试验编号,试验参数,数据输入应仔细
复查确保输入无误
13:.
点击常用工具栏“开始测试”按钮,程序提示“开始压向测试……”
注:程序会自动将压向负荷和转角负荷清零
等待程序提示后安装变形传感器
注:1#,2#传感器必须安装在靠近转角油缸一侧,3#、4#传感器
应安装在远离油缸一侧
点击“继续试验”按钮,程序提示“开始压向测试”
注:程序自动将变形调零1#、2#、3#、4#传感器记录压缩测量变
形
自动进行压向测试过程,程序适时提示当前压向测试过程状况,等
待程序提示后,调整变形传感器,转角油缸活塞距转角板有
1mm间隙(目测有间隙)
点击“继续试验”按钮,程序提示“开始转角测试试验……”
注:程序会自动变形清零,这是1#、2#传感器记录回弹测量变
形,3#、4#传感器记录压缩测量变形
试验自动进行转角控制,程序会适时提示当前转角测试的过程状
况。等待试验提示“试验ok”,卸掉位移传感器
转角卸载,压向卸载
卸掉中间转角板,橡胶支座试样
点击常用工具栏试验报告,显示转角试验报告,可以预览或打印试
验报告
重复以上程序,做第二组试验
关闭设备及电源
14:.
板式支座极限抗压强度试验
接通电源,启动设备
检查放置试样,检查放置的位置是否处于承压板中心位置
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
约1mm左右(目测有缝隙)并锁紧丝杠横梁
注:横梁不能去压试样,容易造成横练电机过载或丝杠损坏
在右侧试验属性列表中输入试验编号、试样尺寸数据,输入数据应
仔细复查,确保输入无误
点击常用工具栏“开始测试”按钮,程序提示“开始压向测试,预
加载……”。注:程序会自动压向负荷调整
试验自动进行,程序会适时提示当前压向测试过程状况,等待程序
提示“试验ok”
注:程序会自动压向卸压
卸掉试样
点击常用工具栏试验报告,可以预览或打印试验报告
重复以上程序做下一组试验
关闭设备及电源
盆式支座荷载试验,盆式支座竖向承载力试验
接通电源,启动设备
检查放置试样,检查防治的位置是否处于承载压板中心位置
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
梁约1mm左右(目测有间隙)
15:.
注:不能用横梁去压试样,容易造成电机过载或损坏丝杠
在右侧试验属性列表中输入试验编号、设计承载力,试验数据应仔
细复查,确保输入无误
点击常用工具栏“开始测试”按钮,程序会提示“开始压向测试,
预加载……”
注:程序会自动压向负荷清零
等待程序提示安装压向位移传感器,径向位移传感器
注:
,应将触头压入2-3mm
点击“继续试验”按钮,试验自动进行,程序会适时提示当前压向
测试的过程状况
等待程序提示“试验ok”,卸掉变形传感器
压向卸载
卸掉试样
点击常用工具栏试验报告,可以预览或打印试验报告
注:报告中必须输入支座高度和盆环上口外径,才能正确计算
重复以上程序做下一组试验
关闭设备及电源
注:
盆式支座摩阻系数试验,盆式支座摩擦系数试验
接通电源,启动仪器设备
16:.
在不锈钢板和主油缸台平台中心各放置一块试样,推进不
锈钢板,调整不锈钢板固定座与压向水平止动挡块无
间隙,调整不锈钢板上下试样位置处于主油缸平台中
心一轴线上。
启动主油缸动力油泵,使用剪支座升降动能是不锈钢板尽
量处于水平,并调整丝杠横梁,使不锈钢板上面试样
与横梁目测无间隙。然后调整主油缸平台位置,使得
下面试样与不锈钢板面有1mm左右间隙(目测有无间
隙)
注:不能用横梁去压试样,易造成横梁电机过载或损
坏丝杠
在右侧试样属性表中输入试样编号。设计承载力,输入数
据应仔细复查,确保输入无误。
点击常用工具栏,开始试验按钮,程序提示“开始压向测
试”,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。
注:程序会自动压向负荷和水平负荷调零。
等待程序提示后检查并调整不锈钢板。
点击“继续试验”按钮,程序提示“开始水平测试”,且
试验自动进行剪切控制,程序会适时提示当前压向测
试过程状况。
等待程序提示“试验OK”后,水平卸载,压向卸压。
17:.
卸掉试样。
点击常用工具栏试验报告,可以预览或打印试验报告。
重复以上程序,做下一个试样。
关闭设备及电源。
注:①试验时,支座储脂坑内应涂满硅脂
②一般情况只做常温,有要求时在进行低温试验。
③实测荷载—竖向压缩变形曲线或荷载—盆环
径向变形曲线呈非线性关系,该支座为不合
格。
④支座卸载后,如残余变形超过总变形量的5%,应重
复上述试验,若残余变形不消失或有增长趋势,则
认为该支座不合格。
⑤支座在加载中出现损坏,则该支座为不合格。
⑥实测支座摩阻系数大于时,应检查材质后重复进行试
验,若重复试验后的摩阻系数仍大于,则认为该支座摩
阻系数不合格。
⑦支座外露表面应平整、美观、焊缝均匀,喷漆表面应光
滑,不得有漏漆、流痕、皱褶等现象。
盆式支座转角试验、盆式支座转动试验
接通电源,启动设备。
主油缸平台位置放置一块试样,然后在试样上放置转角板
使转角板受压支杆对正转角油缸的活塞。最后在转角
18:.
板上放置一块试样,要求两块试样中心均与油缸中心
处于一轴线上。
注:转角板上下面不能有油污。
启动主油缸动力油泵,调整丝杠横梁和试台位置,使转角
板上面试样距横梁约1mm左右(目测有缝隙),并
锁紧丝杠横梁。
注:不能用横梁专压试样,已造成横梁电机过载或损
坏丝杠。
在右侧试验属性列表中输入试验编号、设计承载力。
点击常用工具栏开始测试按钮,程序提示“开始压向测
试…….”试验自动进行压向试验过程,程序会适时提示
当前压向测试过程状况。
等待程序提示后调整转角油缸活塞距转角板受压支杆1mm
左右间隙(目测有间隙)
点击“继续试验”按钮,程序提示“开始转角预加载……”试
验自动转角控制,程序会适时提示当前试验过程状
况。
等待程序提示“试验OK”转角卸载,压向卸压。
卸掉支座试样
重复以上试验进行下一组试验。
关闭设备及电源。
球型支座荷载试验
19:.
接通电源启动设备。
放置试样,检查放置的位置是否处于承压板中心位置。
启动主油缸动力油泵,调整横梁和试台的位置,使试样距
离横梁的1mm左右(目测有间隙),并锁紧丝杠横
梁。
注:不能用横梁去压试样,易造成横梁电机过载或损坏
丝杠。
在右侧试验属性列表中输入试验编号、支座活动方向、设
计承载力、支座高度等。
注:试验数据输入应仔细,确保输入无误。
点击常用工具栏开始测试试验按钮,程序提示“开始压向
试验,预加载……”。
注:程序会自动压向负荷清零。
等程序提示后按装压向位移传感器和径向位移传感器,各
传感器编号应和机械安装位置编号相符。
点击“继续试验”按钮,试验自动进行,程序会适时提示
当前压向测试过程状况。
等待程序提示“试验OK”,卸掉变形传感器。
压向卸压。
卸掉试样。
点击常用工具栏试验报告,可以预览或打印试验报告。
注:输入支座高度,才能正确计算。
20:.
重复以上程序做下一个试验。
关闭仪器设备及电源。
球型支座转动试验
接通电源启动设备。
首先,在主油缸平台中心位置放置一块试样,然后在试样
上放置转角板,使转角板受压支杆对正转角油缸的
活塞,最后在转角板上放置一块支座试样,要求两
块试样中心均与油缸中心处于同一轴线上。
启动主油缸动力油泵,调整丝杠横梁位置使转角板上面试
样距横梁1mm左右(目测有缝隙),并锁紧丝杠横
梁。
注:不能用横梁专压试样,易造成横梁电机过载或损
坏丝杠。
在右侧试验属性列表中输入试验编号、设计承载力,数据
输入应仔细复查,确保输入无误。
点击常用工具栏开始测试按钮程序提示“开始压向测
试……”,测试过程自动进行,程序会适时提示当前
压向测试过程状况。
注:程序会自动压向负荷和转角负荷调零。
等待程序提示后调整转角油缸活塞距转角板受压杆约1mm
左右间隙(目测有间隙)。
21:.
点击“继续试验”按钮,程序提示“开始转角预加载…..”
试验自动进行转角控制,程序会适时提示当前试验
过程状况。
等待程序提示“试验OK”,转角卸载。压向卸压
卸掉支座试样
点击常用工具栏“试验报告”可以预览或打印试验报告。
重复以上程序,进行下一组试件测试
关闭仪器设备电源。
保养仪器设备,打扫室内卫生,归类存放试验试样
根据测试结果,出示正式试验报告
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