公路橋梁板式橡膠支座力學性能試驗作業(yè)指導書

公路橋梁板式橡膠支座力學性能試驗作業(yè)指導書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性能試驗。2、儀具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—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。進行剪切試驗時,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土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3.1.1試驗步驟將試樣置于試驗機的承載板上，上下承載板與支座接觸面不得有油污；對準中心，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，開始預壓；預壓。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，預壓三次；正式加載。每一加載循環(huán)自l.OMpa開始，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1.0Mpa°10min后進行下一加載循環(huán)。加載過程應(yīng)連續(xù)進行三次；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。試樣實測抗壓彈性模量應(yīng)按下列公式計算：E1=(O10_O4)/(￡10_￡4)式中：E1—試樣實測的抗壓彈性模量計算值，精確至1Mpa；。4、￡4—試樣第4Mpa級試驗荷載下的壓應(yīng)力和累計壓縮應(yīng)變值；。10、￡10一試樣第10Mpa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E1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3.2.1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（0.03?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，預壓三次；e）正式加載。每一加載循環(huán)自0.1Mpa開始，每級剪應(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后進行下一加載循環(huán)。加載過程應(yīng)連續(xù)進行三次；f）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。試樣實測抗剪彈性模量應(yīng)按下列公式計算：G1=（T1_T0.3）/（丫廠丫。.3）式中：G]—試樣實測的抗剪彈性模量計算值，精確至1%,Mpa；t「Y]—試樣第1.0Mpa級試驗荷載下的剪應(yīng)力和累計剪切應(yīng)變值；T0.3、Y0.3—試樣第0.3Mpa級試驗荷載下的剪應(yīng)力和累計剪切應(yīng)變值；試驗結(jié)果每對試樣的抗剪彈性模量q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?？辜粽辰Y(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(0.03?0.04)Mpa/s速率連續(xù)地增至平均壓應(yīng)力。，繪制應(yīng)力一時間圖，并在整個試驗過程中保持不變。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、卸載過程中繪制應(yīng)力—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°C±2°C溫度下經(jīng)72h后取出，將試樣在標準溫度23°C±5°C下，停放48h,再在標準試驗室溫度下進行剪切試驗，試驗方法與標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（0.03?0.04）Mpa/s速率連續(xù)地增至平均壓應(yīng)力。，繪制應(yīng)力一時間圖，并在整個試驗過程中保持不變。其預壓時間為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。摩擦系數(shù)應(yīng)按下列公式計算：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)生滑動時的平均剪應(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

極限抗壓強度實驗應(yīng)按下列步驟進行：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；以0.1Mpa/s的速率連續(xù)加載至試樣極限抗壓強度Ru不小于70Mpa為止，繪制應(yīng)力—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