支座检测学习.pptx
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1、 桥梁支座是连接桥梁上部结构和下部结构的重要部件,其主要功能是将上部结构承受的各种荷载传递给墩台,并能适应上部结构由于荷载、温度变化,混凝土收缩等产生的变形(水平位移及转角),使上部结构的实际受力情况符合设计要求。第1页/共75页板式橡胶支座检测板式橡胶支座检测(JT(JTT4-2004)T4-2004)第2页/共75页 板式橡胶支座通常由若干层橡胶片与薄钢板为刚性加劲物组合而成,各层橡胶与上下钢板经加压硫化牢固的粘接成为一体。支座在竖向荷载作用下,具有足够的刚度,主要是由于嵌入橡胶片之间的钢板限制橡胶的侧向膨胀。在水平力作用下,支座的水平位移量取决于橡胶片的净厚度。在运营期间为防止嵌入钢板的
2、锈蚀,支座的上下面及四边都有橡胶保护层。板式橡胶支座按其形状可分为矩形板式橡胶支座或圆形板式橡胶支座。为减小支座摩擦力,在板式橡胶支座顶面粘接一层聚四氟乙烯板,构成聚四氟乙烯滑板式橡胶支座。板式橡胶支座的构造第3页/共75页 矩形四氟滑板橡胶支座第4页/共75页圆形四氟滑板橡胶支座第5页/共75页 交通部行业标准公路桥梁板式橡胶支座(JT/T4-2004)中规定了桥梁板式橡胶支座成品力学性能及有关质量指标应符合表1表5中的要求,支座抗压弹性模量E和支座形状系数S应按下列公式计算:矩形支座圆形支座支座抗剪弹性模量矩形支座加劲钢板短边尺寸支座中间单层橡胶片厚度圆形支座加劲钢板直径第6页/共75页成
3、品支座力学性能指标 表1项目项目指标指标极限抗压强度Ra(MPa)70实测抗压弹性模量E1(MPa)EE20实测抗剪弹性模量G1(Mpa)GG15实测老化后抗剪弹性模量G2(MPa)G+G15实测转角正切值tan混凝土桥1300钢桥1500实测四氟板与不锈钢板表面摩擦系数f(加硅脂时)0.03第7页/共75页成品支座平面尺寸偏差范围(mm)表2矩形支座矩形支座圆形支座圆形支座长边范围()偏差直径范围(d)偏差300+2,0d300+2,0500+4,0300500+5,0d500+5,0第8页/共75页成品支座厚度偏差范围(mm)表3矩形支座圆形支座厚度范围(t)偏差厚度范围(t)偏差t49+
4、10t49+1,049t100+2,049t100+2,0100t150+3,0100150+4,0t150+4,0第9页/共75页成品支座解剖检验要求 表4名称 解剖检验标准 锯开后胶层厚度 胶层厚度应均匀 为5mm或8mm时,其偏差为0.4mm;为11mm 时,其偏差不得大于0.7mm;为15mm时,其偏差不得大于1.0mm钢板与橡胶粘结 钢板与橡胶粘结应牢固,且无离层现象,其平面尺寸偏差为1mm;上下保护层偏差为(+0.5,0)mm 剥离胶层(应按HG/T 2198规定制成试样)剥离胶层后,测定的橡胶性能,其拉伸强度的下降大应大于15,扯断伸长率的下降不应大于20 第10页/共75页外观
5、质量要求 表5名称成品质量标准气泡、杂质气泡、杂质总面积不得超过支座平面面积的0.1,且每一处气泡、杂质面积不能大于50mm2,最大深度不超过2mm凹凸不平当支座平面面积小于0.15m2时,不多于两处;大于0.15m2时,不多于四处,且每处凹凸高度不超过0.5mm,面积不超过6mm2四侧面裂纹、钢板外露不允许掉块、崩裂、机械损伤不允许钢板与橡胶粘结处开裂或剥离不允许支座表面平整度1.橡胶支座:表面不平整度不大于平面最大长度的0.4;2.四氟滑板支座;表面不平整度不大于四氟滑板平面最大长度的 0.2四氟滑板表面划痕、碰伤、敲击不允许四氟滑板与橡胶支座粘贴错位不得超过橡胶支座矩边或直径尺寸的0.5
6、第11页/共75页支座外形尺寸、外观质量和解剖检支座外形尺寸、外观质量和解剖检测测 支座外形尺寸应用钢直尺量测,厚度应用游标卡尺或量规量测。对矩形支座,除应在四边上量测长短边尺寸外,还应量测平面与侧面对角线尺寸,厚度应在四边中点及对角线中心处量测;对圆形支座,其直径、厚度应至少量测四次,测点应垂直交叉,并量测圆心处厚度。外形尺寸和厚度取其实测值的平均值。支座用钢锯锯开后应满足表4中的要求。支座外观质量用目测方法或量具逐块进行检查。每块支座不允许有表5规定的两项以上缺陷存在。第12页/共75页第13页/共75页支座力学性能检测方法支座力学性能检测方法1试样、试验条件和试验设备要求(1)试样 试样
7、应随机抽取,每种规格试样数量为三对,各种试验试样通用。凡与油及其他化学药品接触过的支座不得用作试样。试样试验前应暴露在标准温度235下,停放24h以使试样内外温度一致。(2)试验条件 试验室的标准温度为235,且不能有腐蚀性气体及影响检测的振动源。第14页/共75页(3)仪器设备 试验机:微机控制,能自动、平稳连续加载、卸载,且无冲击和颤动现象,自动持荷(试验机满负荷保持时间可不少于4h,且试验荷载的示值变动不应大于0.5),自动采集数据,自动绘制应力应变图,自动储存试验原始记录及曲线图和自动打印结果的功能。试验用承载板应具有足够的刚度,其厚度应大于其平面最大尺寸的1/2,且不能用分层垫板代替
8、。平面尺寸必须大于被测试试样的平面尺寸,在最大荷载下不应发生挠曲。进行剪切试验时,其剪切试验机构的水平油缸、负荷传感器的轴线应和中间钢拉板的对称轴相重合,确保被测试样水平轴向受力。第15页/共75页 试验机的级别为I级,示值相对误差最大允许值为1.0,试验机正压力使用可在最大力值的0.4-90范围内,水平力的使用可在最大力值的190范围内,其示值的准确度和相关的技术要求应满足测试电容传声器JJG l75的规定。测量支座试样变形量的仪表量程应满足测量支座试样变形量的需要,测量转角变形量的分度值为0.001mm,测量竖向压缩变形量和水平位移变形量的分度值为0.01mm。第16页/共75页第17页/
9、共75页2试验方法1)抗压弹性模量试验 板式橡胶支座的抗压弹性模量是通过中心受压试验,得出应力应变曲线,即可求出支座的抗压弹性模量。在中心受压的情况下,当压应力不大时,橡胶支座的应力应变呈非线性变化,随着荷载逐步加大,橡胶支座的应力应变将呈线性变化。第18页/共75页(1)试验步骤 将试样置于试验机的承载板上,上下承载与支座接触面不得有油渍;对准中心,精度应小于1的试件短边尺寸或直径。缓缓加载至压应力为1.0MPa稳压后,核对承载板四角对称安置的四只位移传感器,确认无误后,开始预压。第19页/共75页 预压。将压应力以0.030.04MPa/s速率连续地增至平均压应力=10MPa,持荷2min
10、,然后以连续均匀的速度将压应力卸至1.0MPa,持荷5min,记录初始值,绘制应力一应变图,预压三次。第20页/共75页 正式加载。每一加载循环自1.0MPa开始,将压应力以0.030.04MPa/s速率均匀加载至4MPa,持荷2min后,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,绘制的应力一应变图应呈线性关系。然后以连续均匀的速度卸载至压应力为1.0MPa。10min后进行下一加载循环。加载过程应连续进行三次。第21页/共75页以承载板四角所测得的变化值的平均值,作为各级荷载下试样的累计竖向压缩变形c,按试样橡胶层的总厚度
11、te求出在各级试验荷载作用下,试样的累计压缩应变i=ei/te第22页/共75页(2)试样实测抗压弹性模量应按下列公式计算:式中:E1试样实测的抗压弹性模量计算值,精确至1MPa;4、4第4MPa级试验荷载下的压应力和累积压缩应变值;10、10第10MPa级试验荷载下的压应力和累积压缩应变值。第23页/共75页(3)结果 每一块试样的抗压弹性模量E1为三次加载过程所得的三个实测结果的算术平均值。但单项结果和算术平均值之间的偏差不应大于算术平均值的3,否则应对该试样重新复核试验一次,如果仍超过3,应由试验机生产厂专业人员对试验机进行检修和检定,合格后再重新进行试验。第24页/共75页2)抗剪弹性
12、模量试验(1)试验步骤 在试验机的承载板上,应使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,使试祥和中间钢拉板的对称轴和试验机承载板中心轴处在同一垂直面上,精度应小于1的试件短边尺寸。为防止出现打滑现象,应在上下承载板和中间钢拉板上粘贴高摩擦板,以确保试验的准确性。1上承载板;2-支座试样;3-中间钢拉板;4-下承载板;5-防滑摩擦板第25页/共75页 将压应力以0.030.04MPa/s的速率连续地增至平均压应力,绘制应力-时间图,并在整个抗剪试验过程中保持不变。调整试验机的剪机试验机构,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。第26页/共75页 预加水平力。以0
13、.010.03MPas的速率连续施加水平剪应力至剪应力=1.0MPa,持荷5min,然后以连续均匀的速度卸载至剪应力为0.1MPa,持荷5min,记录始值,绘制应力一应变图。预载三次。正式加载。每一加载循环=1.0MPa开始,每级剪应力增加0.1MPa,持荷1min,采集支座变形数据,至=1.0MPa为止,绘制的应力一应变图应呈线性关系。然后以连续均匀的速度卸载至剪应力为0.1MPa。10min后进行下一循环试验。加载过程应连续进行三次。第27页/共75页 将各级水平荷载作用下位移传感器所测得的试样累计水平剪切变形s。按试样橡胶层的总厚度te求出在各级试验荷载作用下,试样的累积剪切应变i=s/
14、te。试样的实测抗剪弹性模量应按下列公式计算:式中:G1试样的实测抗剪弹性模量计算值,精确至1(MPa);0.1、0.1第1.0MPa级试验荷载下的剪应力和累计剪切应变值(MPa);0.3、0.3第0.3MPa级试验荷载下的剪应力和累计剪切应变值(MPa)。第28页/共75页(3)结果 每对检验支座所组成试样的综合抗剪弹性模量G1,为该对试件三次加载所得到的三个结果的算术平均值。但各单项结果与算术平均值之间的偏差应不大于算术平均值的3,否则应对该试样重新复核试验一次,如果仍超过3,应请试验机生产厂专业人员对试验机进行检修和检定,合格后再重新进行试验。第29页/共75页3)抗剪粘结性能试验 整体
15、支座抗剪粘结性能试验方法与抗剪弹性模量试验方法相同,将压应力以0.030.04MPas速率连续地增至平均压应力,绘制应力一时间图,并在整个试验过程中保持不变。然后以0.0020.003MPas的速率连续施加水平力,当剪应力达到2MPa,持荷5min后,水平力以连续均匀的速度连续卸载,在加、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化情况,水平力卸载后试样是否完好无损。第30页/共75页4)抗剪老化试验 将试样置于老化箱内,在702温度下经72h后取出,将试样在标准温度235下,停放48h,再在标准试验室温度下进行剪切试验,试验与标准抗剪弹性模量试验方法步骤相同。老化后抗剪弹性模
16、量G2的计算方法与标准抗剪弹性模量计算方法相同。第31页/共75页11试验机上承载板;22四氟滑板支座试样;3-3-中间钢拉板;4-4-试验机下承载板;55不锈钢板试样;6-6-防滑摩擦板5)摩擦系数试验(1)试验步骤 将四氟滑板支座与不锈钢板试样按规定摆放,对准试验机承载板中心位置,精度应小于1的试件短边尺寸。试验时应将四氟滑板试样的储油槽内注满5201-2硅脂油。第32页/共75页 将压应力以0.030.04MPas的速率连续地增至平均压应力,绘制应力-时间图,并在整个摩擦系数试验过程中保持不变。其预压时间为1h。以0.0020.003MPas的速率连续地施加水平力,直至不锈钢板与四氟滑板
17、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。试验过程应连续进行三次。第33页/共75页(2)摩擦系数应按下列公式计算:式中:f四氟滑板与不锈钢板表面的摩擦系数,精确至0.01;接触面发生滑动时的平均剪应力(MPa);支座的平均压应力(MPa);H支座承受的最大水平力(kN);R支座最大承压力(kN);A0支座有效承压面积(mm2)。(3)结果每对试样的摩擦系数为三次试验结果的算术平均值。第34页/共75页6)转角试验 桥梁在外荷载作用下将发生竖向挠曲,并引起梁端转动,支座需适应这种转动变形。支座在转动过程中,一侧继续压缩,而另一侧则逐渐回弹。为了避免回弹侧支座边缘脱空,需对支座的
18、容许转角进行检验。1-试验机上承载板;2-试样;3-中间工字梁;4-承载梁;5-试验机下承载板;6-千斤顶第35页/共75页(1)试验原理 施加压应力至平均压应力,则试样产生垂直压缩变形;用千斤顶对中间工字梁施加一个向上的力P,工字梁产生转动,上下试样边缘产生压缩及回弹两个相反变形。由转动产生的支座边缘的变形必须小于由垂直荷载和强制转动共同影响下产生的压缩变形。第36页/共75页(2)试验步骤 将试样按规定摆放,对准中心位置,精度应小1的试件短边尺寸。在距试样中心L处,安装使梁产生转动用的千斤顶和测力计,并在承载梁(或板)四角对称安置四只高精度位移传感器(精度0.001mm);第37页/共75
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