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隴南低氣溫環(huán)境下氯丁橡膠支座受壓試驗研究
公路橋梁橡膠支座比建筑橡膠支座更容易受到氣候的影響,為了研究公路橋梁板式氯丁橡膠支座經(jīng)過凍融循環(huán)后的承載力變化情況,采用標(biāo)準(zhǔn)凍融試驗箱對氯丁橡膠支座進行25、50、75、100次的凍融循環(huán)處理并進行軸心受壓試驗,研究其在不同凍融循環(huán)次數(shù)的承載力、極限抗壓強度、豎向剛度、彈性模量等各項性能指標(biāo)的變化,并與標(biāo)準(zhǔn)試件進行對比分析。結(jié)果表明經(jīng)過凍融循環(huán)處理的氯丁橡膠支座更容易發(fā)生脆性破壞,且鋼板外露、裂縫等破壞現(xiàn)象比標(biāo)準(zhǔn)試件更嚴(yán)重。隨著凍融循環(huán)次數(shù)的增加,凍融程度的加深,氯丁橡膠支座極限承載力、極限抗壓強度、抗壓彈性模量都逐漸降低;采用最小二乘法得出50 a抗壓強度和抗壓彈性模量的衰減曲線和衰減公式,其變化趨勢基本符合指數(shù)函數(shù)規(guī)律。凍融循環(huán)后的公路橋梁板式氯丁橡膠支座的各項力學(xué)性能指標(biāo)顯著降低,因此應(yīng)嚴(yán)格控制公路橋梁板式氯丁橡膠支座的溫度適用范圍,并建議提高其最低適用溫度,在寒冷地區(qū)盡量采用天然橡膠支座。
1加載方案試驗為軸心受壓試驗,采用分級加載方式,進行預(yù)壓與正式加載。在預(yù)壓時進行物理對中與幾何對中,檢測各測點的穩(wěn)定性,其數(shù)值應(yīng)基本一致,偏差應(yīng)在15%以內(nèi)[14]。加載過程持續(xù)到出現(xiàn)極限荷載,承載力下降,試件破壞為止。
2試驗現(xiàn)象
進行軸心受壓試驗時,觀察試驗現(xiàn)象。逐級增加豎向荷載,未達到開裂荷載時,試件處于彈性狀態(tài),水平和豎向位移隨荷載增加而增加,且與荷載的增加基本呈線性關(guān)系,此時觀察試件表面,并未產(chǎn)生裂縫,外觀變化較小;繼續(xù)加載,達到開裂荷載時,試件邊緣鋼板與橡膠粘合處出現(xiàn)細(xì)微裂縫,此時荷載稍微有停滯狀態(tài),但很快恢復(fù),而后荷載繼續(xù)增加,水平位移也急劇增加,豎向位移變化較慢,裂縫變寬、變長,試件邊緣開始產(chǎn)生凸出現(xiàn)象;當(dāng)快達到破壞荷載時,水平位移及豎向位移增加較小;達到破壞荷載,承載力陡然下降,迅速減小,水平位移及豎向位移不再增加,裂縫達到最大,試件破壞。破壞位置主要是橡膠與鋼板的粘合處,鋼板與橡膠產(chǎn)生脫離,出現(xiàn)層狀破壞。從各組試件的破壞現(xiàn)象觀察,ZYBZ01的彈性階段比凍融循環(huán)處理過的試件長,極限承載力較大;而凍融循環(huán)處理的試件,隨凍融循環(huán)次數(shù)增加,彈性階段縮短,極限承載力減小,試件裂縫較多、較大,破壞嚴(yán)重。