公路桥梁板式橡胶支座的力学性能试验方法

公路板式橡胶支座作为公路桥梁的配套产品，它是桥梁上下部结构的重要传力构件，直接影响桥梁的使用寿命和结构安全。力学性能是工程材料研究和应用的关键问题，是工程结构和构件设计中的主要依据，对成品支座的力学性能在工程使用前应进行必要的抽查检验。
 
试验条件：
试验在试验室内进行，试验室的标准温度为23℃±5℃，并且不能有腐蚀性气体及影响检测的振动源。若两个试验室的测试结果出现争议，应将试验室的温度设置为23℃±2℃重新试验。
   
试样制备：
试样的长边、短边、直径、中间层橡胶片厚度、总厚度等，均以该类试样所属规格系列中的公称值为准。试验用的试样应该在仓库内储存，要注意凡是与油及化学药品接触过的支座不应用作试样使用。试验前应将试样直接暴露在标准温度23℃±5℃下，停放24h，以使试样内外温度保持一致。
 
检测仪器及要求：
试验采用试验机进行，试验机应具备微机控制，能自动、平稳连续加载、卸载，并且没有冲击和颤动现象。试验用的承载板应具备足够的刚性，不能用分层垫板代替，其平面尺寸也应大于被测试样的平面尺寸，在最大荷载下不应发生挠曲。在进行剪切试验时，要求其剪切试验机的水平油缸、负荷传感器的轴线应和中间钢拉板的对称轴相重合，以确保被测试样水平轴向受力。
   
抗压弹性模量试验：
将试样放置在试验机的承载板上，上、下承载板与支座接触面不应该有油渍。缓缓加载至压力1.0MPa且稳压后，对承载板四角对称安置四只位移传感器，确认无误后开始预压。
 
预压时，将压力以规定的速率连续增至平均压应力10MPa，持荷2min，然后以相同速率将压应力卸至1.0MPa，持荷5min，记录初始值，预压共进行三次。
 
正式加载时，每一加载循环从1.0MPa开始，将压应力按照规定的速率均匀加载至4MPa，持荷2min，采集支座变形值，然后以同样速率每2MPa为一级逐级加载，每级持荷2min后，采集支座变形数据直至平均压应力为止，然后以同样速率卸载至压应力为1.0MPa。加载过程连续进行三次，每次间隔10min。试验结束后根据相应的公式计算得出试样的抗压弹性模量。注意每一块试样的抗压弹性模量是三次加载过程所得的三个实测结果的算术平均值。
 
抗剪弹性模量试验：
抗剪弹性模量应以支座顺其短边方向受剪，将试样及中间钢拉板按双剪组合配置好，使试样和中间钢拉板的堆成轴与试验机承载板中心轴处于在同一垂直面上。为防止在试验过程中试件出现打滑现象，应在上、下承载板和中间钢拉板上粘贴防滑摩擦板，以确保试验的准确性。注意调节试验机的剪切试验部件，使水平油缸、负荷传感器的轴线和中间钢拉板的对称轴重合。先预压三次记录初始值，然后开始正式加载，在加载过程中做好数据记录，且加载过程连续进行三次，每次间隔10min。试验结束后根据相应的公式计算试样的抗剪弹性模量，注意每对检验支座所组成试样的综合抗剪弹性模量为该对试件三次加载所得到的三个结果的算术平均值。
   
抗剪黏结性能试验：
整体支座抗剪黏结性能试验方法与抗剪弹性模量试样方法相同。将压应力以规定的速率增至平均压应力，并在整个试验过程中保持不变。然后以标准中规定的速率连续施加水平力，当剪应力达到2MPa，持荷5min后，水平力以相同的速率连续加载，在加载、卸载过程中绘制应力-应变图。试验中随时观察试件受力状态及变形情况，观察水平力卸载后试样是否出现脱胶，裂纹和其他粘接缺陷。
 
抗剪老化试验：
将抗剪弹性模量试验后的试样置于老化箱内，在70℃温度下经过72h后取出，将试样在规定的标准温度下停放48h，再在标准试验室温度下进行剪切试验，试验与标准抗剪切弹性模量试验方法步骤相同。老化后抗剪弹性模量的计算方法与标准抗剪弹性模量计算方法相同。
   
摩擦系数试验：
将支座与不锈钢板试样摆好，对准试验机承载板中心位置，将压应力以规定的速率增至平均压应力，应在整个摩擦系数过程中保持不变，其预压时间为1h。然后以符合要求的速率连续施加水平力，直至不锈钢板与滑板试样接触面间发生滑动为止，记录此时的水平剪应力作为初始值，试验过程连续进行三次。试验结果为每对试样的摩擦系数的三次试验结果的算术平均值。
 
转角试验：
将试样按照要求摆放好，并对准中心位置，在距试样中心处安装使工字梁产生转动用的千斤顶和测力计，并在承载梁四角对称安置四只高精度位移传感器。先进行预压，共反复三次，并检查传感器是否灵敏准确。正式加载时，将压应力按照抗压弹性模量的试验要求加载，采集支座变形值，然后用千斤顶对中间工字梁施加一个向上的力，使其达到预期转角的正切值，停留5min后，记录千斤顶力及传感器的数值。试验结果由相应的公式计算得出。
 
极限抗压强度试验：
将试样放置在试验机的承载板上，上、下承载板与支座接触面不应该有油污。以0.1MPa/s的速率连续加载至试样极限抗压强度不小于70MPa为止，随时观察试样受力状态及变形情况。在最大荷载作用时，支座侧面凸鼓沟纹应均匀，不应出现橡胶开裂、脱胶和其他粘接缺陷。
 
结尾：
随着我国对桥梁橡胶支座需求的大增，必将给橡胶工业带来巨大的市场，通过检测能够使人们对橡胶进一步的了解，能够在使用时充分发挥其性能，给工程带来有力的保障。