板式橡膠支座是橋梁、建筑等工程結(jié)構(gòu)中廣泛應(yīng)用的一種關(guān)鍵橡膠制品。它利用橡膠的彈性變形特性,起到承托上部結(jié)構(gòu)、傳遞荷載、適應(yīng)變形(如溫度變化、混凝土收縮徐變、基礎(chǔ)沉降等引起的位移)以及減震隔震的重要作用。作為橡膠制品業(yè)中的一類高技術(shù)含量產(chǎn)品,其性能直接關(guān)系到工程的安全與耐久性。
一、 板式橡膠支座的主要特點
- 優(yōu)異的彈性與變形能力:橡膠材料具有良好的彈性,能夠在垂直方向承受壓力,同時在水平方向產(chǎn)生剪切變形,從而有效吸收和適應(yīng)梁體因溫度、荷載等引起的位移與轉(zhuǎn)動,保證結(jié)構(gòu)自由伸縮,避免產(chǎn)生過大的附加應(yīng)力。
- 良好的減震與隔震性能:橡膠的阻尼特性使其能有效耗散地震、車輛沖擊等產(chǎn)生的能量,減小傳遞到下部結(jié)構(gòu)的震動,提高結(jié)構(gòu)的抗震能力,尤其適用于地震多發(fā)區(qū)。
- 構(gòu)造簡單,安裝更換方便:板式橡膠支座通常由多層橡膠片與薄鋼板硫化粘結(jié)而成,結(jié)構(gòu)緊湊,無需復(fù)雜的錨固裝置,施工安裝簡便,后期維護和更換也相對容易。
- 承載能力范圍廣:通過調(diào)整橡膠層的厚度、鋼板層數(shù)以及平面尺寸,可以設(shè)計出滿足從幾百千牛到數(shù)萬千牛不同豎向荷載要求的產(chǎn)品系列,適用性強。
- 經(jīng)濟耐用,養(yǎng)護成本低:相較于一些金屬支座,板式橡膠支座初期投資較低,且因其密封性好、耐腐蝕,在正常使用環(huán)境下耐久性高,日常基本無需特殊養(yǎng)護。
- 局限性:其耐高溫和耐低溫性能受橡膠材料制約,長期在極端溫度或臭氧、油污環(huán)境下性能可能退化;其水平位移量有一定限制,超大位移需求需選用其他類型支座(如盆式支座)。
二、 產(chǎn)品詳細(xì)說明(橡膠制品業(yè)視角)
- 材料構(gòu)成:
- 橡膠:通常采用氯丁橡膠(CR)、天然橡膠(NR)或三元乙丙橡膠(EPDM)。氯丁橡膠耐候性、耐臭氧老化性好,適用于大多數(shù)地區(qū);天然橡膠低溫彈性佳;三元乙丙橡膠耐熱、耐臭氧性能優(yōu)異。
- 加勁鋼板:一般為Q235鋼板,表面經(jīng)處理以提高與橡膠的粘結(jié)強度。鋼板限制了橡膠的側(cè)向膨脹,大幅提高了支座的豎向剛度和承載能力。
- 結(jié)構(gòu)類型:
- 普通板式橡膠支座:由橡膠片和薄鋼板交替疊合硫化而成,僅具有豎向承壓和較小水平位移功能。
- 四氟滑板式橡膠支座:在普通支座頂面粘結(jié)一層聚四氟乙烯板,并配套不銹鋼板,利用其低摩擦系數(shù)實現(xiàn)梁體的大水平位移,常用于跨度較大的橋梁。
3. 生產(chǎn)工藝流程:
生膠塑煉 → 混煉(加入炭黑、硫化劑等配合劑) → 膠料制備 → 與處理好的鋼板疊合 → 放入模具硫化成型 → 修邊檢驗 → 成品。硫化工藝是保證橡膠與鋼板牢固粘結(jié)及最終物理機械性能的關(guān)鍵。
- 關(guān)鍵性能指標(biāo)(依據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)如GB/T 20688.1等):
- 抗壓彈性模量與抗剪彈性模量:衡量支座豎向剛度與水平變形能力的核心參數(shù)。
- 容許剪切角:反映支座適應(yīng)水平變形的能力,通常不小于0.7。
- 橡膠與鋼板粘結(jié)強度:確保支座整體性,防止層間剝離。
- 老化性能、脆性溫度、耐臭氧能力:評價其環(huán)境耐久性。
- 質(zhì)量控制與檢測:橡膠制品業(yè)在生產(chǎn)中需嚴(yán)格控制膠料配方、硫化溫度與時間。每批產(chǎn)品須進行外觀尺寸檢查、力學(xué)性能測試(如壓縮、剪切試驗)及耐久性相關(guān)測試,確保符合設(shè)計及規(guī)范要求。
6. 選型與應(yīng)用要點:
工程師需根據(jù)橋梁(或建筑)的設(shè)計荷載、位移量、轉(zhuǎn)角、環(huán)境溫度等因素計算并選取相應(yīng)規(guī)格型號的支座。安裝時應(yīng)保證支座水平放置,承壓面與梁底、墩臺頂面密貼,四氟滑板支座應(yīng)注意清潔滑移面。
板式橡膠支座以其獨特的性能優(yōu)勢和成熟的制造工藝,在現(xiàn)代土木工程中扮演著不可或缺的角色。橡膠制品業(yè)通過不斷優(yōu)化材料配方、改進生產(chǎn)工藝和嚴(yán)格質(zhì)量控制,致力于提升產(chǎn)品的可靠性、耐久性與適用范圍,為各類基礎(chǔ)設(shè)施的安全平穩(wěn)運行提供堅實保障。