板式橡膠支座

板式橡膠支座由多層天然橡膠與薄鋼板鑲嵌、粘合、硫化而成的一種橋樑支座產品。該種類型的橡膠支座有足夠的豎向剛度以承受垂直荷載，且能將上部構造的壓力可靠地傳遞給墩台；有良好的彈性以適應梁端的轉動；有較大的剪下變形以滿足上部構造的水平位移。

基本介紹

• 中文名：板式橡膠支座
• 特點：良好的彈性
• 組成：天然橡膠或氯丁橡膠與薄鋼板
• 國家標準：GB 20668.4-2007 
• 行業標準：JT/T 4-2004

產品概況

橡膠支座是由多層薄鋼板與多層橡膠片硫化粘合而成的一種普通橡膠支座產品，這種產品具有足夠的豎向剛度，能夠將支座上部構造的反力可靠的傳遞給墩台，支座具有良好的彈性，以應對橋樑的梁端的轉動；又有較大的剪下變形能力，以滿足上部構造的水平位移。

該產品目前執行的標準為以下三個：

公路行業標準：JT/T4-2004 公路橋樑板式橡膠支座

鐵路行業標準：TB/T 1893-2006 鐵路橋樑板式橡膠支座

國家標準：GB 20668.4-2007 橡膠支座 第4部分：普通橡膠支座

特點

具有構造簡單、安裝方便、節省鋼材、價格低廉、養護簡便、易於更換等特點。

在板式支座表面粘復一層1.5mm-3mm厚的聚四氟乙烯板,就能製作成聚四氟乙烯滑板式橡膠支座它除了豎向鋼度與彈性變形，能承受垂直荷載及適應梁端轉動外,因聚四氟乙烯板的低摩擦係數，可使梁端在四氟板表面自由滑動，水平位移不受限制，特別適宜中、小荷載,大位移量的橋樑使用。

產品劃分

一、矩形（圓形）板式橡膠支座

（一）性能：有足夠的豎向剛度以承受垂直荷載，有良好的彈性，以適應梁端的轉動；又有較大的剪下變形以滿足上部構造的水平位移。

（二）特點：本產品在橋樑建築、水電工程、房屋抗震設施上已廣泛套用，與原用的鋼支座相比，有構造簡單，安裝方便，節約鋼材，價格低廉，養護簡便，易於更換等優點，且本品建築高度低，對橋樑設計與降低造價有益；有良好的隔震作用，可減少活載與地震力對建築物的衝擊作用。

二、四氟乙烯滑板板式橡膠支座

（一）特點：本產品是於普通板式橡膠支座上粘接一層厚1.5-3mm的聚四氟乙烯板而成。除具有普通板式橡 膠支座的豎向剛度與彈性變形，能承受垂直荷載及適應梁端轉動外，因四氟乙烯與梁底不鏽鋼板間的低摩擦係數（μ≤0.03）可使橋樑上部構造的水平位移不受限制。

適用範圍

板式橡膠支座是公路中小型橋樑中比較常用的產品，它分為普通板式橡膠支座、四氟板式橡膠支座。對於普通型橋樑支座適用於跨度小於30m、位移量較小的橋樑.不同的平面形狀適用於不同的橋跨結構,正交橋樑用矩形支座;曲線橋、斜交橋及圓柱墩橋用圓形支座.

對於四氟乙烯板式橡膠支座適用於大跨度、多跨連續、簡支梁連續板等結構的大位移量橋樑。它還可用作連續梁頂推及T型梁橫移中的滑塊。矩形、圓形四氟板式橡膠支座的套用分別與矩形、圓形普通板式橡膠支座相同。

產品選型

a：查看板式橡膠支座的安裝施工圖紙，主要注意板式橡膠支座的規格型號、高度、承載力等主要技術參數。四氟滑板橡膠支座還要注意預埋鋼板的尺寸和安裝位置及方向； b：選用板式橡膠支座時,支座的最大承載力應與橋樑支點反力相吻合,其容許偏差範圍宜為±10%；

c： 對於彎、坡、斜、寬橋樑，宜選用圓形板式橡膠支座。公路橋樑工程不許使用帶球冠或坡形的橡膠支座；

d：當橋樑縱坡坡度不大於1%時，板式橡膠支座可直接設定於墩台上，但應考慮縱坡影響所需要的厚度。當縱坡坡度大於1%時，應採用預埋鋼板（加楔形鋼板）、混凝土墊塊（帶坡度的墊石）或其他措施將梁底調平，保證支座平置。板式橡膠支座應按JTG D62的有關規定驗算並在驗算滿足規定要求後方可使用。

e：GJZF4、GYZF4型四氟滑板橡膠支座應水平安裝。並應設定上下鋼板，四氟滑板與不鏽鋼板間應該塗放5201-2矽脂潤滑油，安裝後一定要設定防塵罩；支座的四氟滑板不得設定在支座底面，與四氟滑板接觸的不鏽鋼板也不能設定在橋樑墩、台墊石上。

價格影響因素

第一質量：板式橡膠支座都是5mm橡膠和2mm鋼板疊加而成，如果鋼板厚度或者層數減少價格會下降；

第二距離：因為有物流費用，所以距離越遠價格越高；

第三需要量：如果量少，需要單做模具，那么無形中成本就增加了；

第四是否有票據：增值稅發票就會讓產品價格略微有浮動。

圓型板式橡膠支座的優點及對施工的優勢

圓型板式橡膠支座的優點及對施工的優勢

近些年橋樑施工用橡膠支座的要求非常之苛刻，國家嚴格要求橋樑工程的質量，高質的橋樑工程需要優質的橋樑支座。

1990年交通部公路規劃設計院委託鐵道部科學研究院對100多塊圓形板式橡膠製造，進行了全面系統的實驗研究。國外在生產矩形板式橡膠支座的同時，也生產圓型板式橡膠支座，其承載力可達12MN，有些國家還列入了國家標準。

國內隨著高等級公路的修建，彎橋、斜橋不斷出現，因此也需要有適應該種橋樑的圓型板式橡膠支座。圓型板式橡膠支座具有以下優點：
（1）圓型板式橡膠支座可以彈性吸收上部結構各方向的變形；
（2）圓型板式橡膠支座的承壓面與矩形支座相比，沒有應力集中現象；
（3）圓型板式橡膠支座安裝方便，可以不考慮方向性；
（4）圓型板式橡膠支座比起同樣作用的其他類型支座造價低，維修養護方便。
現將主要實驗結果介紹如下：
1.圓型板式橡膠支座的中心受壓試驗
通過對78塊圓型板式橡膠支座的中心受壓試驗，得出支座應力應變曲線中發現當應力超過15MPa時，應力應變曲線明顯變陡，因此支座的容許壓應力易取為12.5MPa。支座抗壓彈性模量與形狀係數的關係如下：E=66S-162
2.圓型板式橡膠支座的剪下模量
通過54組支座的剪下實驗，回歸分析得出圓型板式橡膠支座的剪下模量G=1.0MPa。
3.圓型板式橡膠支座的轉動實驗
通過29組支座的轉動實驗，表明當橡膠層總厚度大於支座直徑1/10時，圓型板式橡膠支座轉動時，均可滿足橋樑的轉動性能要求，支座不會因為轉動而脫空。

安裝

a：安裝準備

a.1 板式橡膠支座安裝處宜設定支承墊石,支承墊石平面尺寸大小應按局部承壓計算確定,墊石長度、寬度應比支座相應的尺寸至少增加50mm左右，其高度應為100mm以上，且應考慮便於支座更換頂梁時千斤頂的安裝位置。

a.2 支座墊石內應布置鋼筋網，鋼筋直徑為8mm時，間距宜為50mm×50mm，橋樑墩、台內應有豎向鋼筋延伸至支座墊石內，支座墊石的混凝土強度等級不應低於C30。

a.3 支座墊石表面應平整、清潔、乾爽、無浮沙。支座墊石頂面標高要求準確無誤。在平坡情況下，同一片梁兩端支承墊石及同一橋墩、台上支承墊石應處於同一設計標高平面內，其相對高差不應超過±1.5 mm，同一支承墊石高差應小於0.5 mm。

b： 支座安裝

b.1 支座進場後，應檢查支座上是否有製造商的商標或永久性標記。安裝時，應按照設計圖紙要求，在支承墊石和支座上均標出支座位置中心線，以保證支座準確就位。

b.2 支座安裝時，應防止支座出現偏壓或產生過大的初始剪下變形。安裝完成後，必須保證支座與上、下部結構緊密接觸，不得出現脫空現象。對未形成整體的梁板結構，應避免重型車輛通過。

b. 3 橋樑墩台的設計應考慮支座養護、更換的需要。任何情況下，不允許兩個或兩個以上的支座沿梁縱向中心線在同一支承點並排安裝；在同一根梁（板）上，橫向不宜設定多於兩個支座；不同規格的支座不應並排安裝。

b. 4 支座安裝後，應全面檢查是否有支座漏放，支座安裝方向、位置（與預埋鋼板的接觸、支座中心線位置）、支座規格型號是否有錯，臨時固定設施是否拆除，四氟滑板支座是否注入矽脂油（嚴禁使用潤滑油代替矽脂油）等現象，一經發現，應及時調整和處理，確保支座安裝後的正常工作，並記錄支座安裝後出現的各項偏差及異常情況。

b.5 支座使用階段平均壓應力σc=10MPa。支座橡膠彈性體體積Eb=2000MPa。

支座與混凝土接觸時，摩擦係數μ=0.3；與鋼板接觸時，摩擦係數μ=0.2；聚四氟乙烯板與不鏽鋼板接觸（加矽脂時）摩擦係數μf=0.06,當溫度低於-25℃時，μf值增大30%，當不加矽脂時，μf值應加倍。

b.6 矩形支座安裝時以短邊尺寸順橋向放置。

施工注意事項：保持墩台墊石頂面清潔。如果支承墊石標高差距超過標準要求，必須用水泥砂漿進行標高調整。在支承墊石上按設計圖示出中心，安裝時橡膠支座的中心與支承墊石中心線要吻合，以確保支座就位準確。在澆注梁體前，在支座上放置一塊比支座平面稍大的支承鋼 板，鋼板上焊接錨固鋼筋與梁體連線，並把支承鋼板視作澆梁模板的 一部分進行澆注，按以上方法進行，可以使支座與梁底鋼板及墊石頂面全部密貼。預製梁橡膠支座的安裝：安裝好預製梁橡膠支座的關鍵在於保證梁底在墊石頂面的平行、平整，使其和支座上、下表面全部密貼，不得出現偏壓、脫空和不均勻支承受力現象。施工程式如下：處理好支撐墊石，使支撐墊石標高一致。預製梁與支座接觸的底面要保持水平和平整。當有蜂窩漿和傾斜度時，要預先用水泥砂漿搗實、整平。

橡膠支座的正確就位先使支座和支承墊石按設計要求準確就位。架梁落梁時，T型梁的縱軸線要與支座中心線重合；板梁、箱梁的縱軸線與支座中心線相平行。為落梁準確，在架第一跨板梁或箱梁時，可在梁底劃好二個支座的十字位置中心，在梁的端立面上標出兩個支座的位置中心線的鉛直線，落梁時使之與墩台上的位置中心線相重合。以後數跨可依照第一跨梁為基準進行。在架梁落梁時要平穩，防止壓偏或產生初始剪下變形。在安裝T型橋樑時，若橡膠支座比梁筋底寬，則應在支座與梁筋底之間加設比支座大的鋼筋混凝土墊塊或厚鋼板做過渡層，以免支座局 部受壓，而形成應力集中。鋼筋砼墊塊或厚鋼板要用環氧樹脂砂漿和梁筋底貼合粘結。落梁後，一般情況下橡膠支座頂面與梁面保持水平。預應力簡支梁，其支座頂面可稍後傾；非預應力梁其支座頂面可略微前傾，但傾斜角度不得超過5"。

維護

1 )、 板式橡膠支座應定期進行養護和維修檢查，一旦發現問題，應及時進行修補或更換。

2)、 板式橡膠支座及四氟滑板橡膠支座應檢查如下內容：

a： 支座是否出現滑移及脫空現象；

b： 支座的剪下位移是否過大（剪下角應不大於35°）；

c： 支座是否產生過大的壓縮變形；（最大壓縮變形量不得超過0.07te, te為支座的橡膠層總厚度）

d： 支座橡膠保護層是否出現開裂、變硬等老化現象，並記錄裂縫位置、開裂寬度及長度；

e： 支座各層加勁鋼板之間的橡膠板外凸是否均勻和正常；

f： 對四氟滑板橡膠支座，應檢查支座上面一層聚四氟乙烯滑板是否完好，有無剝離現象，支座是否滑出了支座頂面的不鏽鋼板，5201-2矽脂是否塗放並且注滿四氟滑板橡膠支座的儲油坑。

3）、 支座各部應保持完整、清潔。及時清除支座周圍的垃圾雜物，冬季清除積雪和冰塊，保證支座正常工作。同時應經常清掃污水，排除墩台、台帽積水，要防止橡膠支座接觸油脂，對梁底及墩、台帽上的殘存機油等應進行清洗。防止因橡膠老化、變質失去作用。

2.4.4 梁支點承壓不均勻，支座出現脫空或過大壓縮變形時應進行調整。

2.4.5 板式橡膠支座發生過大剪下變形、老化、開裂等時應及時更換。、

2.4.6 對四氟滑板橡膠支座，若四氟滑板與不鏽鋼板接觸面間發現進入泥沙或矽脂油乾涸時要及時清掃，並注入新的矽脂油。

衍生品種

網架橡膠支座

網架橡膠支座是為適應各種現代建築大跨度房屋因溫度變化而產生的水平位移和建築結構之間隔震、減震的需要而設計的。該支座是有多層橡膠片與內嵌鋼板經加壓、硫化製成，具有足夠的豎向剛度，支撐建築物上部結構的垂直載荷。同時，通過其良好的彈性和較大的剪下變形來滿足上部結構因溫度變化而引起的支撐端的轉動和水平位移，減少屋蓋對支撐結構的推力，並通過局部支座的好能起到減震、隔震作用。支座定位通過用以穿透螺栓，將支座固定在支撐結構上。

該產品執行的標準以行業標準：JGJ 7-91《網架結構設計與施工規程》為基準，參考國家標準： GB 20668.4-2007 《橡膠支座 第4部分：普通橡膠支座》進行製造驗收。

壽命評估

板式橡膠支座的老化問題(使用壽命)是工程界較為關心的一個技術問題。國內使用板式橡膠支座至今己有20年以上的歷史，但對其使用壽命的認識還不足，也缺乏I一泛的系統的試驗。國外對橡膠支座的耐久性說法也不一，美國工程師們認為氯丁橡膠支座壽命至少在50年以上，其至100年也是可能的.英國權威Lindley則認為天然橡膠支座壽命在100年以上，但也未見到有充分的試驗依據。因此關於板式橡膠支座的使用壽命的評估，還需要有長期的科學試驗數據的積累。

20世紀80年代初上海橡膠製品研究所及上海市政工程設計院等單位，曾對支座用橡膠片及在公路上使用17年，鐵路上使用10年的支座以及室內貯存了17年和10年的支座，進行了解剖試驗，並和新支座的性能作對比，以期估算板式橡膠支座的使用壽命。

上海橡膠製品研究所對板式橡膠支座性能解剖結果列於表3-20。可見橡膠支座的老化現象確實存在，特別是支座表層的橡膠更為明顯，橡膠硬度增加了10-15度，但中間層橡膠變化較小，硬度變化僅增加5度左右，拉伸強度變化不明顯，伸長率下降約20%.

1981年鐵道科學研究院曾對在安徽固鎮鐵路橋上使用了10年之後取下的支座進行力學性能測定，實測支座(150 mn< 300 mmX28 mm)抗壓彈性模量E= 527 MPa，與鐵路標準值670 MPa相比抗壓模量還略有下降;剪下模量實測為1. 315 MPa，比理論值1. 1 MPa增加約19. 55%。但由於該批支座的原始抗壓彈性模量及剪下模量未記載.因而對比數據只能參考。

發展狀況

板式橡膠支座是橡膠支座中最為常見的一種，也是製作最為簡單的一種，那么後期板式橡膠支座還會發展不？沿著什麼方向發展呢？

易轉動型板式橡膠支座成了未來的發展方向。

板式橡膠支座的轉動性與支座的形狀（長、短邊尺寸，單層的橡膠厚度）、剪下模量、抗壓模量等因素有關。在支座設計時通常考慮最大轉角進行驗算，在支座設計中往往為了滿足支座轉角的要求，增加支座總後。此外由於支座的轉動時，對梁體與墩台必然產生轉動反力矩。

對於城市立交橋美觀度考慮橋墩截面儘量減小，為此支座轉動反力矩對橋墩的作用是必要的，因此必要研製一種易轉動型板式橡膠支座，以便能在支座總厚不變的條件下，適應更大的轉角需要。通過改變普通板式橡膠支座的內部結構，即將支座中部分鋼板寬度減窄，從而使支座在該方向的轉動性能改善。

對於易轉動板式橡膠支座的抗壓和剪下性能做了測試，這兩個方面都與橡膠的厚度有關，而內部的鋼板結構關係不大，因而易轉動型支座的剪下模量與板式橡膠支座相當.......

刷新歷史

板式橡膠支座是一種新型橋樑支座。它具有構造簡單、加工製造容易、用鋼量少、成本低廉、安裝方便等優點。目前在國內外橋樑工程上得到了廣泛套用。

在我國，板式橡膠支座支座從1965年起由上海市橡膠製品研究所、上海市政設計院等單位開始研製與實驗，並先後在廣東、上海、山東、廣西、福建、江蘇、浙江和安徽等地部分公路橋上使用。全國最早使用板式橡膠支座的是廣東肇慶的公路橋，至今已有25年的使用歷史。目前板式橡膠支座已經成為國內公路與城市橋樑廣泛採用和深受歡迎的一種支座型式。並於1988年制訂了《公路橋樑板式橡膠支座技術條件》（JT3132.2—88），隨後又相繼制訂了《公路橋樑板式橡膠支座規格系列》（JT3132.1—88）和《公路橋樑板式橡膠支座力學性能檢驗規則》（JT3132.3—90）等交通部標準，1994年修定頒布了《公路橋樑板式橡膠支座標準》（JT/T4—93），為正確使用和大面積推廣套用板式橡膠支座奠定了基礎。

我國鐵路橋樑上，第一次試用板式橡膠支座是1969年在安徽固鎮大橋邊跨的一孔12m預應力混凝土先張樑上。隨後，因更換舊梁及新建工程的需要，太原、上海、濟南、瀋陽等鐵路局也都相繼採用了板式橡膠支座。為了系統研究板式橡膠支座的抗壓、剪下、轉動等力學性能，1979~1981年鐵道部科學研究院對160塊不同規格、不同形狀係數、不同膠層厚度的橡膠支座進行了系統的實驗研究，並於1982年9月通過鐵道部技術鑑定。各項研究參數被納入《鐵路橋涵設計規程》（TBJ2-85），並於1987年制定了《鐵路橋樑板式橡膠支座技術條件》（TB1893-87）。目前板式橡膠支座主要用於6~20M中小跨徑的鋼筋混凝土、預應力混凝土及鋼的鐵路橋樑上，最大支座反力約達2.2MN。
板式橡膠支座目前幾乎在世界各地普遍採用。最早在1936年法國巴黎郊區的一座鐵路橋上就開始使用橡膠支座，在第二次世界大戰之後，英、德、美、日等許多國家相繼使用板式橡膠支座，但直到1958年才真正積累了廣泛的使用經驗。尤其是法國的弗列新湼提出了用鋼筋格柵或鋼板設定在橡膠中，用以約束橡膠的橫向膨脹方法，從而使板式橡膠支座得到了迅速的發展。

橋樑支座的只要功能是將上部結構的反力可靠地傳遞給墩台，並同時能適應梁部結構的變形（位移和轉角）。根據這些性能要求，板式橡膠支座在垂直方向應具有足夠的剛度，從而保證在最大豎向荷載作用下支座產生較小的壓縮變形，一般要求支座的最大壓縮變形不得超過橡膠厚度的15%。橡膠支座在水平方向則應具有一定柔性，以適應車輛制動力、溫度、混凝土收縮和徐變及活載作用下樑體的水平位移。同時，支座的厚度要能適應梁體轉角的需要。

結構圖

板式橡膠支座結構示意圖