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公路桥梁工程中LRB铅芯隔震橡胶支座的性能和使用寿命，与支座的设计、旌工、养护等因素有着复杂的关系。施工单位应该加强对支座施工的每个环节的控制管理．切实提高橡胶支座的安全质量，做好使用中的管理和维护，对出现的问题及时补救，只有这样，才能保证橡胶支座的正常使用寿命，保证公路桥梁设施的安全。
影响板式橡胶支座耐久性的因素与对策
LRB铅芯隔震橡胶支座由多层均匀分布的橡胶与钢板粘接叠合而成, 是公路桥梁重要的承力和抗震减振装置, 其质量的优劣直接影响着支座的作用功能和桥梁结构的安全可靠度和使用寿命。本文通过对影响板式橡胶支座耐久性各因素的分析探讨, 提出了增加橡胶支座耐久性的防治对策。
LRB铅芯隔震橡胶支座的特点
1.1 橡胶的特点
橡胶是一种柔性的材料, 具有独特的粘弹性行为, 不仅可以像弹簧一样通过弹性形变来吸收储存能量, 而且还可以通过粘弹性大幅度消耗能量, 这种能力是其它材料所不具备的。标准规定天然橡胶(NR)、氯丁橡胶(CR)、三元乙丙橡胶可用于桥梁支座, 含胶量大于 55%。用于LRB铅芯隔震橡胶支座的 3 种胶料各具有特点。天然橡胶抗破坏、抗蠕变性能、对变形的恢复能力很强, 弹性模量对温度变化的敏感性较弱, 但抗臭氧、耐老化的能力较差; 氯丁橡胶和三元乙丙橡胶虽有良好的抗臭氧性能, 但抗蠕变以及对变形的复原能力比不上天然橡胶, 其中氯丁橡胶的耐寒性一般。另外, 由于氯丁橡胶属于结晶型橡胶,在使用期间或延长的贮存期会逐渐结晶硬化, 其硬度、剪切模量和压缩模量将会提高, 这会对LRB铅芯隔震橡胶支座的使用性能产生一定的影响。三元乙丙橡胶由于分子链内缺少极性基团, 内聚力小, 粘性差, 三元乙丙橡胶需要特殊胶粘剂才能与钢板粘接良好, 制造成本较高。若防老体系配方设计恰当, 天然橡胶抗臭氧能力可有较大程度的提高, 完全达到标准要求。综合上述情况, 在一般条件下天然橡胶是生产桥梁橡胶支座的首选胶种。
1.2 加劲钢板的作用
由于泊松效应, 受压时橡胶材料将产生横向膨胀变形。LRB铅芯隔震橡胶支座内部的加劲板可以改变并约束橡胶的横向膨胀变形能力, 使橡胶在受压时变硬, 从而提高橡胶支座的竖向承载能力和竖向抗压刚度, 但加劲板不会影响橡胶层的剪切变形能力和刚度。板式支座内部橡胶的膨胀效应和加劲板的约束效应由形状系数(S)确定, 形状系数的定义如下:
形状系数(S)=有效承压面积/单层橡胶层的侧表面积。形状系数(S)和橡胶的剪切模量(G)共同决定了橡胶支座的力学性能。调节形状系数可以控制极限应变和承载力。
LRB铅芯隔震橡胶支座的劣化与影响因素
通过对江苏、安徽、贵州、宁夏等省高速公路板式橡胶支座的使用状况的抽样调查发现, 一部分桥梁橡胶支座使用不久就出现老化开裂, 有部分支座甚至在安装不到一年, 桥梁尚未通车的情况下, 就出现老化开裂, 造成了巨大的经济损失。对调查结果进行分类和统计后, 将LRB铅芯隔震橡胶支座的病害主要分为两大类, 一类源于支座内在质量, 如橡胶质量;橡胶层厚度不均匀; 橡胶料中夹杂、微气孔等形成的初始裂纹源。另一类源于外在因素, 如施工质量;支座设计、布置不当; 支座工作应力过高; 维护不当。
2.1 胶料质量对耐久性的影响
胶料质量是影响橡胶支座使用寿命的主要因素, 由于橡胶的硬度和抗剪弹性模量(G)及其力学性能与含胶量密切相关, 而LRB铅芯隔震橡胶支座的抗剪弹性模量(G)和形状系数(S)决定作橡胶支座成品的力学性能,因而胶料质量实质取决于橡胶的含胶量。
