橋梁盆式橡膠支座試驗(yàn)分析

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1、橋梁盆式橡膠支座試驗(yàn)分析摘要:通過對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的分析,促進(jìn)提升橋梁盆式橡膠支座的檢測(cè)準(zhǔn)確率,以便能夠確保橋梁保持穩(wěn)定的堅(jiān)固性和較長(zhǎng)的使用壽命。橋梁支座作為橋梁結(jié)構(gòu)的重要元素,其功能是將上部橋體重量以及載荷傳達(dá)至橋墩,以便承受住在使用過程中橋體所發(fā)生的變形狀況。盆式橋梁橡膠支座具有較強(qiáng)的承載能力和較大的水平位移量等優(yōu)勢(shì),在實(shí)際生活中其應(yīng)用范圍較為廣泛。本文通過對(duì)橋梁盆式橡膠支座豎向壓縮變形及其線性相關(guān)性試驗(yàn)分析,再結(jié)合殘余變形實(shí)驗(yàn)分析,淺要分析橋梁盆式橡膠支座試驗(yàn)。關(guān)鍵詞:橋梁;盆式橡膠支座;實(shí)驗(yàn)分析隨著城市化進(jìn)程的快速發(fā)展,大跨徑橋梁

2、的數(shù)量日益增加,這對(duì)其支座結(jié)構(gòu)相對(duì)地提高了要求,而盆式橡膠支座以其自身優(yōu)勢(shì),彌補(bǔ)了以往板式橡膠支座的不足之處,將橡膠塊放置于凹形鋼盆中,促使橡膠能夠側(cè)限受壓,再借助于金屬盆頂面相對(duì)摩擦系數(shù)較小的特性,增強(qiáng)支座的承載力和變形能力。當(dāng)前,橋梁盆式橡膠支座的設(shè)計(jì)仍然基于傳統(tǒng)型的手工計(jì)算、繪圖方式,雖然科學(xué)技術(shù)的發(fā)展較為迅速,但在橋梁橡膠支座的設(shè)計(jì)上應(yīng)用范圍較小,相關(guān)研究發(fā)展仍處于上升階段。依據(jù)相關(guān)規(guī)定,對(duì)支座的試驗(yàn)內(nèi)容主要有荷載作用下支座豎向壓縮變形、盆環(huán)徑向變形以及測(cè)定試驗(yàn)?zāi)ψ柘禂?shù)。一、橋梁盆式橡膠支座豎向壓縮變形試驗(yàn)分析按照J(rèn)T391

3、-1999公路橋梁盆式橡膠支座的要求,在加載試驗(yàn)之前,應(yīng)對(duì)試驗(yàn)支座進(jìn)行預(yù)壓操作,在試驗(yàn)過程中,檢驗(yàn)荷載主要通過7個(gè)相等的增量加載來完成,在逐級(jí)加載中,在達(dá)到能夠檢驗(yàn)荷載的標(biāo)準(zhǔn)后,再進(jìn)行卸載,恢復(fù)至初始?jí)毫?,將完成一個(gè)加載程序,一般來說,支座試驗(yàn)需加載三次,耗時(shí)3~4h。在經(jīng)過對(duì)支座三次加載完成后對(duì)其所得的豎向壓縮值予以分析,因橡膠塊彈粘性性質(zhì),其豎向壓縮值趨向于一致,且傾向于變小趨勢(shì),所得值的平均值與豎向變形相差較小,滿足相關(guān)要求。三次加載結(jié)果比較分析詳見下表1。表1盆式橡膠支座豎向壓縮變形結(jié)果比較分析支座支座高度h/mm第一次a/

4、mm第二次b/mm第三次c/mm三次平均值p/mm豎向壓縮變形[(p/h)%]Q=(a/h)%GPZ3.0MNDX1101.0851.0891.0861.0870.9880.986GPZ3.5MNDX1150.7990.7950.7840.7930.6890.695GPZ3.5MNDX1150.8250.8410.8320.8330.7240.717GPZ6.0MNDX1400.7510.7650.7480.7550.5390.536圖1支座書香壓縮變形結(jié)果分析趨勢(shì)圖二、橋梁盆式橡膠支座豎向壓縮變形線性相關(guān)性分析在實(shí)際試驗(yàn)活動(dòng)中,荷

5、載-豎向壓縮變形曲線或荷載-盆環(huán)徑向變形曲線具有線性關(guān)系,若所得數(shù)據(jù)呈現(xiàn)非線性關(guān)系則將反映出該支座并不符合要求。由于橡膠支座為線性粘彈性體,對(duì)其線性關(guān)系的相關(guān)系數(shù)并未作出明確規(guī)定,為實(shí)際工作的有序開展帶來一定的阻礙。盆式橡膠支座的徑向變形和應(yīng)力作用反映出盆底不僅需要傳遞支承壓力,還要承擔(dān)摩擦而生的徑向拉力,盆底拉力促使盆壁具有環(huán)向壓應(yīng)力;而盆壁則在一定的負(fù)荷作用下進(jìn)行側(cè)壓力承受工作,隨著線性關(guān)系的增大,盆壁應(yīng)力則將受應(yīng)力作用之和的影響。試驗(yàn)結(jié)果的比較分析顯示,盆式橡膠支座荷載-變形曲線相關(guān)較強(qiáng),可明確其線性關(guān)系的相關(guān)系數(shù),可將相關(guān)系

6、數(shù)設(shè)定為在0.96以上,為檢測(cè)控制提供便捷性。表2豎向壓縮變形線性相關(guān)性分析支座初始第1級(jí)荷載第2級(jí)荷載第3級(jí)荷載第4級(jí)荷載第5級(jí)荷載第6級(jí)荷載第7級(jí)荷載相關(guān)系數(shù)R2100.3550.5810.6690.7690.8240.9131.2560.973200.2130.5630.5350.6150.8450.8271.2370.981300.2350.5340.5490.6460.8180.8431.2640.993400.3410.5160.6420.6340.8420.9541.2980.972三、橋梁盆式橡膠支座殘余變形試驗(yàn)分析

7、橋梁盆式橡膠支座殘余變形發(fā)生的主要原因在于橡膠板的粘彈行為,給予一定范圍內(nèi)的溫度和應(yīng)力作用,橡膠趨向于變形趨勢(shì),在卸去外力后,因橡膠的粘性流動(dòng)而產(chǎn)生永久性變形情況。(一)加載次數(shù)的影響因盆式支座加載之前的預(yù)壓操作,依據(jù)相關(guān)的程序分級(jí)而加載檢測(cè)荷載,在程序完成后測(cè)定殘余變形程度。盆式支座的殘余變形受到橡膠板變化的影響,其值隨著預(yù)壓次數(shù)的變化而傾向于較小值,最終變?yōu)榉€(wěn)定狀態(tài)。從而預(yù)壓和加載所操作的數(shù)量將會(huì)影響著殘余變形值的變化。不同次數(shù)的加載操作時(shí)殘余變形值的變化如下表3所示。表3不同次數(shù)的加載操作的殘余變形值分析(%)支座第1次加載第

8、2次加載第3次加載GPZ3.0MNDX1.4510.6410.435GPZ3.5MNDX2.5651.8741.1544GPZ3.5MNDX1.8451.0260.793GPZ6.0MNDX2.4570.7890.466(二)殘余變形

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