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GCQZ球型钢支座失效条件的探讨
板式橡胶支座的主要功能,是利用其在一定范围内的弹性变形来承担和传递动、静荷载产生的各个方向的力,否则即认为是失效。支座从开始产生病害,直到失效的整个过程称为劣化。在劣化之初,支座仍能满足使用要求,但必须引起注意。当病害发生变化时,增加观测次数或缩短观测周期,必要时还应进行定量观测。
通过对使用16 } 22年的GCQZ球型钢支座进行的研究,提出以下关于板式橡胶支座失效条件的意见和建议,供有关部门参考:
(1)内层钢板断裂,支座被压溃并产生弯曲或扭曲。
(2>GCQZ球型钢支座表面橡胶剥离掉块,加劲钢板外露,支座周边出现外鼓或凹凸不平的现象。
C3}采用定量观测时,支座剪切角tan Y妻0. 7 C`Y妻35。以上)或当活载加载时,橡胶支座变形二灸Oo
(4)支座表面裂纹多于30 ~ 40条,宽度>2一3,或侧面产生的水平裂纹,长度超过边长的50 0o0
(5)永久压缩变形超过GCQZ球型钢支座厚度的巧%。
通过解剖发现,一般情况下板式橡胶支座的裂纹深度不超过3 mm。如支座保护层均匀,其表面即使出现了老化现象,也不会影响板式橡胶支座的整体性能。
7影响GCQZ球型钢支座使用寿命的因素
影响板式橡胶支座使用寿命的因素主要有以下两个:
(1>板式橡胶支座安装质量
板式橡胶支座安装质量是影响使用寿命的重要因素。每个支座位置是否正确,是否与支承垫石顶面和梁底密贴、均匀接触、均匀受力,将直接影响支座的正常使用。这次调查发现,支座被压溃和钢板脱胶主要是支座局部超载造成的。
(2>板式橡胶支座的产品质量
GCQZ球型钢支座的产品质量是影响其使用寿命的内在因素。有些支座出厂时就不合格,初始变形大,铺设初期即发现裂纹等病害。从调查和试验中发现,主要原因是内部钢板位置不准确,保护层厚度变薄,支座表面过早出现裂纹和龟裂,加速了钢板的锈蚀和脱胶。因此,保证产品质量对板式橡胶支座的使用寿命至关重要。
除以上因素外,还有环境、荷载、养护维修等影响。所以GCQZ球型钢支座的使用寿命,是各种因素综合作用的结果。应针对不同地点、环境、荷载、运量、胶种分别进行研究判定。但这样的研究工作,目前国内外都没有进行过。我们在对华北地区使用板式橡胶支座的情况进行研究的基础上,参考并借鉴了国内外的一些研究资料,经综合分析,对GCQZ球型钢支座的使用寿命做出如下判断:
(1>抗压弹性模量试验结果表明,若按抗压弹性模量多提高100%考虑,板式橡胶支座的使用寿命可达110年;
(2)GCQZ球型钢支座剪切弹性模量试验结果表明,若按剪切弹性模量多提高100%考虑,板式橡胶支座的使用寿命可达80年;
(3>橡胶物理力学性能试验结果表明,板式橡胶支座的使用寿命少可达50年。
总之,我们认为:目前仍在桥上铺设使用的大部分板式橡胶支座,再用20年以上是没有问题的。
我们所进行的研究,是自为世纪60年代以来我国所进行的有关GCQZ球型钢支座的各项研究工作的继续和深入,这是一项非常有意义的工作。目前国外虽也进行过一些室内外试验,得出了一些结论,但像我们这样由研究、生产和使用部门共同进行大规模抽样调查分析和试验研究工作的还是首次。