橡胶桥梁支座

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1、第37卷第1期 2010年1月世 界 橡 胶 工 业 World Rubber IndustryVol . 37 No. 1: 4849 Jan. 2010橡胶小知识开 模 缩 裂这是橡胶模型制品常见的质量问题,因较 多发生在模具的对合线(又称分型线)部位,也 称对合线开裂,通常以撕裂、 歪曲、 凹陷、 摺皱、 锯齿状等形式出现。开模缩裂较多发生在大规 格产品上;而从原材料的角度看,则比较多见于 丁腈胶制品。产生的原因主要有以下几方面:1.合模力不够,导致单位面积所受的压力 偏小是常见原因之一。模腔内的胶料在加热、 加压下产生流动性。流动性越好,则充模越快, 瞬息间就能布满模腔的每个角落。但如

2、果平板压机施加的压力太小,就会导致流淌缓慢,使胶 料来不及流满模腔就出现焦烧,以致影响胶料 的融合,造成裂口等缺陷。由于大型制品的受 压面大,所受的平均合模压力小,导致开模缩裂 的几率升高。2.至于开模缩裂较多发生在分型线两侧, 通常也是胶料流动不足造成的。半成品(胶 料)往大型模压制品模腔充填时,一般分上、 下 模腔放置,胶料受热压后,最后都会汇集到分型 面。如果此时胶料已轻微焦烧,流动性就会大大减弱,成为出现开模缩裂的又一原因。3.丁腈橡胶模型制品相对较易出现开模缩 裂,其原因在于丁腈胶料的自黏性差,给前硫化阶段的流动/融合增添了困难。对高丙烯腈含 量的胶种(如丁腈- 40)来说,这种情况

3、尤为明 显。 如前所述,由于开模缩裂较多发生在大型 厚壁制品,一旦出现,将造成可观的经济损失, 因此需要在生产上对症下药,从各个方面着手,采取有针对性的措施,加以防止。主要须注意 以下几方面:1.模具设计不当是产生这类质量问题的原 因之一,所以模腔内的流胶槽必须确保流畅、 对 称、 均衡。2.胶料的配方设计应着重两点。第一,要 有良好的流动性,门尼黏度适当低些;第二,抗 焦烧性优良,有较长的门尼焦烧时间。3.在模压过程中,要始终保持足够的合模 压力。4.未硫化胶料在入模之前,最好经过预热 (特别在低温季节) ,以缩小料温与硫化高温之 间的温差。5.如果产品属于尺寸很大的厚壁制品,要 尽量采取“

4、 低温长时间 ” 及“ 逐步升温 ” 的硫化工艺。6.合模线两侧应尽量少用脱模剂。 (君 轩)橡 胶 桥 梁 支 座橡胶桥梁支座是一种专用的橡胶减震件, 通常被安装在铁路或公路桥梁的上层结构(桥体)和桥墩之间。它的作用是使桥体所负担的 总荷载(包括静载和活载)有效地传递给桥墩。 它还能适应上层结构变形的需要,使其实际承 载能力与力学计算值相符。可以说,桥梁支座 使上层结构和桥梁墩台两者在受力最小的情况下实现了一体化,从而把由于温度变化、 混凝土 收缩及荷载作用所导致的移动转移给桥墩。随 着国家铁路、 公路设施的迅速发展,和它们配套的橡胶桥梁支座的应用也出现飞快的增长,成 为量大面广的橡胶减震制

5、品。1 类 型 主要分板式和盆式两大类。 板式桥梁支座 因外形呈板状而得名, 通常由胶片和增强(加筋)钢板交替迭合而成, 钢板层数为26层不等。而顶层和底层都是胶片层(如图1所示)。钢板起着加筋作用,阻 止橡胶的侧向膨胀,从而增大了支座的整体抗 压强度,但钢板不允许外露。这类支座依靠自身的剪切变形来适应桥梁的水平变形(伸长或缩 短)。通常板式支座适用于中、 小跨度的桥梁。图1 矩形板式橡胶桥梁支座图2 圆形板式橡胶桥梁支座根据外形,板式支座又分为矩形和圆形两 种,图1为矩形,图2为圆形。后者专门为圆柱 形桥墩配套。圆形板式支座还具有以下特点:(1)变形适应性强,不受方向的局限,可吸收来自桥梁上

6、层结构各个方向的变形;(2)不存在局部应力集中问题,而这在矩形板式支座中则很常见; (3)安装时也不存在方向性问题。聚四氟乙烯(PTFE)面板橡胶支座 构 造上和上述板式支座相同,只是在顶面加覆一层聚四氟乙烯面板层(厚1. 53 mm) (见图3)。其形状也可为矩形或圆形。它与不锈钢 板之间的摩擦系数很小,可以适应大跨度桥梁 较大的水平位移,从而起到“ 活动支座 ” 的作 用。这种支座的力学性能和普通板式橡胶支座 无异,但要求在梁底(与支座四氟乙烯面板)的对应位置预埋不锈钢板,以使两者之间的摩擦 减至最小,活动适应性达到最佳。图3 聚四氟乙烯面板橡胶支座图4 盆式支座(左为活动式,右为固定式)

7、盆式支座 结构比板式支座复杂,由上支座板、 密封圈、PTFE面板、 橡胶块、 下支座组 成,其直径与厚度之比通常取15 /1。它的承载 能力和位移量均大于板式支座,原因是支座本 体被密封在钢盆之内。这样因变形受到约束, 使抗压强度和承载能力都得以大幅度提高;并依靠PTFE面板和梁体底部不锈钢板的超低摩 擦系数(0. 05) ,使位移量明显超过普通结 构的支座,以顺利地实现水平位移。2 材料选用 桥梁支座由几种材料复合制成,选用适当 的胶种和其他材料都很关键。胶种选择 须根据使用要求和环境条 件两方面作考虑。通常包括一定的抗压强度、 良好的弹性、 抗自然老化、 长久的使用寿命(不 短于桥梁的大修

8、周期)。目前使用较集中的胶 种有天然胶、 氯丁胶和三元乙丙胶。它们各有优势:天然橡胶的综合力学性能及耐低温性良 好,特别适合寒冷地带使用;氯丁橡胶的耐天候 老化性能优越,有广泛的适用性,使用量居首 位;三元乙丙橡胶的耐综合老化性能最理想,但 价格昂贵,出于性价比考虑,其使用面不太广。其他材料有钢板和聚四氟乙烯等。钢 板取材于厚度 2 mm的A3 (相当于45号)钢, 具体厚度则根据支座规格而定,经喷砂处理后 涂刷胶粘剂;聚四氟乙烯的相对密度2. 2,厚度 大于2 mm,其表面需经过钠 2 萘络合液的腐蚀处理;不锈钢板的厚度约23 mm (视产品的规 格而定) ,表面粗糙度要小于0. 8m。3 性能要求 总体上应兼具较高的力学性能(因为长期 承受荷载)和良好的耐天候老化性能(因长期在室外条件下使用)。我国交通部部标对几种 常用板式支座的性能规定如表1所示。表1 交通部公路桥梁板式橡胶支座性能要求1)性能氯丁橡胶天然橡胶三元乙丙橡胶邵尔A硬度605605605拉伸强度/MPa,15. 215. 615. 2断裂伸长率/% ,400400350400脆性温度/, - 40- 50- 60恒定压缩永久变形(70 22 h) /% ,202525注: 1)摘自交通部部标JT3132. 2288。(君 轩)94 第37卷第1期橡胶小知识