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膠料質(zhì)量對(duì)耐久性的影響

膠料質(zhì)量是影響橡膠支座使用壽命的主要因素, 由于橡膠的硬度和抗剪彈性模量 (G) 及其力學(xué)性能與含膠量密切相關(guān), 而橡膠支座的抗剪彈性模量G) 和形狀系數(shù) (S) 決定作橡膠支座成品的力學(xué)性能,因而膠料質(zhì)量實(shí)質(zhì)取決于橡膠的含膠量, 各國(guó)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)含膠量的規(guī)定見表 1 。

近幾年有摻入再生膠的支座流入市場(chǎng)的現(xiàn)象,給橋梁建設(shè)帶來巨大的危害, 對(duì)橡膠支座使用的膠料都明確規(guī)定: 不允許摻入任何再生膠,我國(guó)交通行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) JT/T4- 2004 《公路橋梁板式橡膠支座》中, 明確規(guī)定不允許在支座膠料配方中使用任何再生膠或粉碎的硫化橡膠, 同時(shí)規(guī)定通過抗剪粘結(jié)性能與老化后抗剪的交叉試驗(yàn)來檢測(cè)支座是否含有再生膠。

2.2 橡膠 - 鋼板疊合質(zhì)量 ( 界面粘合劑、厚薄均勻性 )的影響

實(shí)驗(yàn)研究還發(fā)現(xiàn), 疊合質(zhì)量對(duì)支座成品性能同樣重要。疊合質(zhì)量包括橡膠與鋼板的粘結(jié)質(zhì)量、支座內(nèi)部加勁鋼板位置定位平行度和橡膠層厚薄均勻性。粘結(jié)質(zhì)量不良在造成橡膠鋼板的剝離強(qiáng)度降低的同時(shí), 還常常在支座內(nèi)部留下初始病灶 ( 如殘余氣泡形成的空穴、膠層夾雜等 ) 。加勁鋼板位置定位錯(cuò)位和不平行, 造成膠層和保護(hù)層厚薄不均。膠層厚薄不均確造成支座局部膠層力學(xué)性能大幅下滑。因此, 保證產(chǎn)品疊合質(zhì)量對(duì)板式橡膠支座的使用壽命至關(guān)重要 [ 2 ] 。隨著載荷的增加, 內(nèi)部膠層空穴 ( 含固體雜質(zhì) )的發(fā)展, 如果存在交變負(fù)荷則裂紋必將在初始病灶處形成裂紋并擴(kuò)展, 直接影響支座的耐久性。

2.3設(shè)計(jì)應(yīng)力與疲勞強(qiáng)度儲(chǔ)備的影響

當(dāng)橡膠支座的工作應(yīng)力大于臨界疲勞應(yīng)力時(shí),橡膠支座在周期載荷下即可能發(fā)生裂紋并擴(kuò)展, 板

式橡膠支座的臨界疲勞應(yīng)力 (σT ) 與剪切模量和形狀系數(shù)緊密關(guān)聯(lián), 臨界疲勞應(yīng)力值與形狀系數(shù)的關(guān)系曲線如圖 4 所示。歐標(biāo) prEN 1337- 3 根據(jù)橡膠 - 鋼雙材料界面的