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板式橡胶支座的使用寿命

作者:佚名来源:本站原创发布时间:2016年08月06日点击数:

橡胶支座的使用寿命与其性能息息相关。板式橡胶支座主要由薄钢板和薄橡胶板高温粘结制成的,其使用的橡胶主要是有天然橡胶和氯丁胶。二者相比,后者性能远远优于前者,即在耐腐蚀、抗老化、抗磨损等方面都有不错的表现。前者在弹性以及抗低温方面要优于后者。板式橡胶支座中加了钢板,钢板与橡胶层紧密粘结在一起,当桥梁上部的荷载传到板式橡胶支座时,橡胶板的横向变形受到约束,从而使板式橡胶支座的抗压能力增强。当板式橡胶支座承载水平荷载是,其橡胶的相对侧移大大减少,使板式橡胶支座保持较小的水平刚度,而不致失稳。一旦支座质量达不到要求,将会造成支座过早的破坏,影响了桥梁的正常使用,甚至威胁到人的生命。

桥梁板式橡胶支座的核心橡胶,有着举足轻重的作用。所以,桥梁支座的生产需要检测橡胶的抗老化性。橡胶的老化是指橡胶在生产、加工、储存或使用过程中,受到湿气、热、氧、光等因素影响而逐渐发生物理及化学变化,使其性能下降,并丧失用途的现象。由于板式橡胶支座是在户外工作,需要忍受长期的水汽、阳光、高低温(室外一般-40℃至80℃)、空气中臭氧、二氧化碳等的作用而产生老化现象。很多工程专家为此对桥梁板式橡胶支座进行科学试验,以期对板式橡胶支座的寿命有个清晰的认识。美国工程师们认为氯丁板式橡胶支座寿命至少在50年以上,甚至100年也是可能的,英国权威Lindley则认为天然板式橡胶支座寿命在100年以上,但也未见到有充分的试验依据。20世纪80年代初上海橡胶制品研究所及上海市政工程设计院等单位,曾对支座用橡胶片及在公路上使用17年,铁路上使用10年的支座以及室内贮存了17年和10年的支座,进行了解剖试验,并和新支座的性能做对比,以期估算橡胶支座的使用寿命。结构显示,板式橡胶支座的老化现象确实存在,特别是支座表层的现象更为明显,橡胶硬度增加10-15度,但中间层橡胶变化较小,硬度变化仅增加5度左右,拉伸强度变化不明显,伸长率下降约20%。1994年我国对使用了20年左右的橡胶板式支座进行了力学性能试验,检测结果十分理想,尽管板式橡胶支座老化深度约为5mm,但性能基本没有受到大的影响,仍可继续使用,估计使用寿命在100左右。日本科学家也对板式支座进行了类似的试验,他们对使用了17年的氯丁板式橡胶支座进行了同样的力学性能试验,结构显示该板式橡胶支座拉伸强度下降了15%伸长率下降了17%,相当于50℃热空气老化50天的性能变化,据此推断出板式橡胶支座的使用寿命在85年。另外试验中也发现,板式橡胶支座的老化速度呈现逐渐降低的趋势并慢慢趋于平稳。而且板式橡胶支座中由于氯丁胶的性能要优于天然橡胶,因此采用氯丁胶的板式橡胶支座其寿命将得到延长,一般寿命都在50年以上。但是在一些低温条件下,尤其在零下30度以下的环境里,天然橡胶具有较好的抗低温性能,因此要选用天然橡胶含量高的板式橡胶支座,当然其寿命受到一定影响。由此可见,一般桥梁板式橡胶支座使用寿命在50年以上。

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