寒旱条件下四氟板式圆形氯丁橡胶支座劣化性能的研究

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1、1立项依据1.1研究意义随着我国经济的突飞猛进，工程技术的不断进步，桥梁建设事业的不断发展，各种桥式大跨度桥梁不断涌现。因而对桥梁支座的承载能力、对支座适应位移和转角能力和适应环境等外界因素影响能力的要求不断提高，因此需要开发和研究与之相适应的各种新型桥梁支座。在桥梁结构屮，支座是桥梁上、下部结构的连接点，其作用是将上部结构的荷载顺适、安全地传递到桥墩台上去，同时保证上部结构在荷载、温度变化、混凝上收缩等因素作用下的自由变形，以便使结构的实际受力情况符合计算图式，并保护梁端、墩台帽不受损伤叭板式橡胶支座分为普通板式橡胶支座和四氟板式橡胶支座，所用的橡胶类型有

2、三种，天然橡胶，氯丁橡胶和三元乙丙橡胶。橡胶的选用根据地区温度决定。天然橡胶适用温度为-25°C〜+60°C,氯丁橡胶适用温度-40°C〜+60°C，三元乙丙橡胶适用温度为-45°C〜+60°C⑵。普通板式橡胶支座由多层橡胶与薄钢板镶嵌、粘合、硫化而成一种桥梁支座产品。该种类型的橡胶支座有足够的竖向刚度以承受垂直荷载，且能将上部构造的压力可靠地传递给墩台；有良好的弹性以适应梁端的转动；有较大的剪切变形以满足上部构造的水平位移。普通板式橡胶支座主要用于6〜20m中小跨径的钢筋混凝土、预应力混凝土及钢桁架铁路及公路桥上，最大支座反力约达2.2MN

3、3

4、o四氟滑板

5、式橡胶支座就是在普通板式橡胶支座的表面粘复一层1.5mm-3mm厚的聚四氟乙烯板,就能制作成橡胶支座，又称之为：四氟滑板式支座（GJZF4、GYZF4系列）。聚四氟乙烯板（F4板）与梁底不锈钢板之间的低摩擦系数，使上部构造的水平位移,不受支座本身剪切变形量的限制，能满足一些桥梁的大位移量需要。四氟板式橡胶支座不仅技术先进、性能优良,还具有构造简单、价格低廉、无需养护、易于更换缓冲隔震、建筑高度低等特点。因而在桥梁界颇受欢迎,被广泛使用。四氟乙烯滑板式橡胶支座使用范围主要用于跨度〉30米的大跨度桥梁简支梁连续板桥、多跨连续梁桥，也广泛作为滑块使用连续梁顶推、T

6、型梁横移、大型设备滑移。它的荷载等级分为100KN-10000KN131o由于板式橡胶支座在桥梁工程造价中所占比例很小，往往未引起工程技术和管理人员的重视，在使用过程中极易成为桥梁结构的薄弱环节。从20世纪90年代开始。我国铁道部、交通部、建设部先后颁布了板式橡胶支座的产品标准，牛产厂家应严格按照产品标准生产，但随着近年来国内高速公路网建设的大力发展，由于板式橡胶支座的生产投入要求较低、利润较高,生产厂家日益增多。由于生产厂家增多，市场竞争加剧，导致各个厂家投标价格一路下行，再加上不少厂家为了占领市场、增加利润，盲目降低成木,更有甚者采用再生胶生产，产品质量

7、每况愈下，令人忧虑。近几年，内蒙古中西部地区在国家政策的大力支持下，经济不断发展，大型桥梁不断建设，且大跨度连续梁桥必定是未来桥梁建设的主体。内蒙古中西部地区位于我国西北内陆干旱和半干旱气侯区，属于较强的大陆性气候，在这种地理条件下，气候干燥,降水稀少，多数地区干旱少雨，冬夏温差悬殊。因此该地区的气候对支座的劣化会产生很大的影响。氯丁橡胶的耐热性优于天然橡胶，能在150°C下短期使用,在90〜110°C下使用4个月之久，使用温度每提高10°C,寿命相应降低50%。因此，氯丁橡胶支座在高温下也具有良好的使用性能，但高温对氯丁橡胶支座的耐久性具有较大的影响。针对

8、橡胶支座的耐久性问题，国内外进行了大量的研究。Kalpakidis和Takenaka对高温下叠层橡胶支座的受力性能进行研究；Gu等对桥梁天然橡胶支座的老化性能进行了研究。张延年等利用高温试验箱对支座进行模拟热老化处理，研究了公路桥梁板式氯丁橡胶支座在热老化条件下受压与受剪试验，同时他也对冻融条件下公路桥梁板式圆形氯丁橡胶支座进行了力学性能试验⑷役许东华等进行了环境温度对氯丁橡胶支座压剪性能试验的研究⑺。沈小俊等研究了在盐冻条件下，矩形氯丁橡胶力学性能⑻。黄跃平等研究了影响板式橡胶支座耐久性的因素与对策[9]o然而对于四氟板式氯丁橡胶支座劣化性能的研究甚少。综

9、上所述，基于以上几个方面原因，因此针对内蒙古地区气候的特殊性（寒旱条件下）需要进行四氟板式矩形氯丁橡胶支座劣化性能的研究。一方面为桥梁的安全运作提供保证，另一方面更加严格的规定厂家进行支座生产的技术标准。1.2国内外发展情况1.2.1国外发展情况在20世纪60年代以前全部桥梁支座都是钢支座，钢支座结构简单、制造容易。但是钢支座在使用过程中容易因为铸件的锈蚀导致支座的冻死,从而影响其使用性能。随着化学工业的发展,岀现了橡胶支座和聚四氟乙烯板的平面滑动支座，因而从20世纪60年代初开始板式橡胶支座和盆式橡胶支座逐渐开发，并很快成为最主要的桥梁支座形式⑷。在上世纪

10、30年代，法国已在小跨径桥梁上应用合成橡胶支座，许多