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摘 要： 随着板式橡胶支座在公路桥梁工程中应用的愈加广泛，板式橡胶支座的使用寿命问题日益成为工程界关心的一个课题。鉴于此，对公路桥梁板式板式橡胶支座的使用寿命与应用对策进行探讨，以期对相关从业人员有所帮助。
关键词： 老化；橡胶；性能
0 前言
在桥梁的整个结构中桥梁支座是个微不足道的部分，造价也不高，但是起着重要的作用。桥梁支座连接着桥梁上部与下部，将上部的荷载安全的传递给下部的桥墩等，而且还具有减震和隔震性能。近年来随着科技技术发展，桥梁支座类型也在不断变化，很多桥梁都采用的是板式板式橡胶支座，板式板式橡胶支座与传统的刚性支座相比，具有构造简单、明显的适应剪切变形的能力、隔震和减震效果显著、安装方便等一系列优点，很快成为我国公路桥梁最主要的支座形式，尤其是板式板式橡胶支座更受到桥梁界的欢迎。随着近年来国家对基础建设投资力度的加大，板式橡胶支座的需求大大增加，同时对板式橡胶支座的性能以及质量问题也引起工程界的格外关注。
1 桥梁板式橡胶支座的使用寿命分析
梁板式橡胶支座的使用寿命与其性能息息相关。板式橡胶支座主要由薄钢板和薄橡胶板高温粘结制成的，其使用的橡胶主要是有天然橡胶和氯丁胶。二者相比，后者性能远远优于前者，即在耐腐蚀、抗老化、抗磨损等方面都有不错的表现。前者在弹性以及抗低温方面要优于后者。板式橡胶支座中加了钢板，钢板与橡胶层紧密粘结在一起，当桥梁上部的荷载传到板式橡胶支座时，橡胶板的横向变形受到约束，从而使板式橡胶支座的抗压能力增强。当板式橡胶支座承载水平荷载时，其橡胶的相对侧移大大减少，使板式橡胶支座保持较小的水平刚度，而不致失稳。一旦支座质量达不到要求，将会造成支座过早的破坏，影响了桥梁的正常使用，甚至威胁到人的生命。
桥梁板式橡胶支座的核心橡胶，有着举足轻重的作用。所以，桥梁支座的生产需要检测橡胶的抗老化性。橡胶的老化是指橡胶在生产、加工、储存或使用过程中，受到湿气、热、氧、光等因素影响而逐渐发生物理及化学变化，使其性能下降，并丧失用途的现象。由于板式橡胶支座是在户外工作，需要忍受长期的水汽、阳光、高低温（室外一般-40℃-80℃）、空气中臭氧、二氧化硫等的作用而产生老化现象。很多工程专家为此对桥梁板式橡胶支座进行科学试验，以期对板式橡胶支座的寿命有个清晰的认识。美国工程师们认为氯丁板式橡胶支座寿命至少在50年以上，其至100年也是可能的.英国权威Lindley则认为天然板式橡胶支座寿命在100年以上，但也未见到有充分的试验依据。20世纪80年代初上海橡胶制品研究所及上海市政工程设计院等单位，曾对支座用橡胶片及在公路上使用17年，铁路上使用10年的支座以及室内贮存了17年和10年的支座，进行了解剖试验，并和新支座的性能作对比，以期估算板式板式橡胶支座的使用寿命。结果显示，板式橡胶支座的老化现象确实存在，特别是支座表层的橡胶更为明显，橡胶硬度增加了10-15度，但中间层橡胶变化较小，硬度变化仅增加5度左右，拉伸强度变化不明显，伸长率下降约20%。1994年我国对使用了20年左右的橡胶板式支座进行了力学性能试验，检测结果十分理想，尽管板式橡胶支座老化深度约5mm，但性能基本没有受到大的影响，仍可继续使用，估计使用寿命在100年左右。日本科学家也对板式橡胶支座进行了类似的试验，他们对使用了17年的氯丁胶板式支座进行了同样的力学性能试验，结果显示该板式橡胶支座拉伸强度下降了15%。伸长率下降了17%，相当于50℃热空气老化50天的性能变化。据此推断出板式橡胶支座使用寿命在85年。另外，试验中也发现，板式橡胶支座的老化速度呈现逐渐降低的趋势并慢慢趋于平稳。而且板式橡胶支座中由于氯丁胶的性能要优于天然橡胶，因此采用氯丁胶的板式橡胶支座其寿命将得到延长，一般寿命都在50年以上。但是在一些低温条件下，尤其是零下30度以下的环境里，天然橡胶具有较好的抗低温性能，因此要选用天然橡胶含量高的板式橡胶支座，当然其寿命就受到一定影响。由此可见，一般桥梁板式橡胶支座使用寿命在50年以上，但是，由于板式橡胶支座是可以更换的，所以，不一定需要非50年不可，但是，由于更换成本过高，加上质量的好坏会影响桥梁的安全，乃至人民财产和生命安全，所以，板式橡胶支座的使用寿命（老化性能）要求越长越好。
2 公路桥梁板式板式橡胶支座应用对策
正如前文所述，公路桥梁板式板式橡胶支座性能优越，使用寿命理想。但从近年来实际情形来看，却并不理想。通过近年来的调查和检测来看，公路桥梁板式板式橡胶支座问题频出，例如广东省清远县新北河大桥的板式橡胶支座使用三年半多数损坏并更换；1995年建成的吉林省某高速公路大桥通车7年支座大部分支座损坏而不得更换。这些事故的发生就是因为支座产品质量低劣导致其使用寿命缩短。我们需要从以下几方面对板式橡胶支座质量进行控制。1、选择适合的板式橡胶支座类型。目前常用的主要是桥梁板式板式橡胶支座，其简单异性、造价不高、施工简单，从而得到广泛应用。但是从性能而言，近年来盘式板式橡胶支座的性能已经远远优于普通的板式板式橡胶支座。盘式板式橡胶支座使用聚醚聚氨酯橡胶代替氯丁橡胶和天然橡胶材料的一种圆盘式板式橡胶支座。承载能力可达到一般板式板式橡胶支座的16倍，不发生过度的变形，并且柔度也适用转角的需要，不发生脱空现象，并且不产生过大的应力传递给其他构件。并且在设计方面比盆式板式橡胶支座和球形支座要相对简单，目前成为大跨度桥梁结构支座的有力竞争者。2、做好支座的试验检测工作。支座进场需提供产品合格证和出厂证明，产品合格证书中应有支座技术性能指标。支座进场前需按批次、单元进行规定频率的抽样检验，各项性能指标均应满足要求。对板式橡胶支座的拉伸强度、脆性温度、永久变形、剥离强度、硬度变化等进行检验，还要对成品平面尺寸
偏差检验、成品厚度进行解剖检验。
参考文献：
[1]庄军生编著，桥梁支座[M].北京：中国铁道出版社，2010.4.
[2]范立础、王志强著，桥梁减隔振设计[M].北京：人民交通出版社，2009.4.
[3]周明华、张蓓，板式橡胶支座的应用前景与质量忧患[J].公路杂志，2009.4.
作者简介：
田建德（1972-），男，汉族，河北衡水人，本科，工程师，衡水橡胶股份有限公司。
关键词： 老化；橡胶；性能
0 前言
在桥梁的整个结构中桥梁支座是个微不足道的部分，造价也不高，但是起着重要的作用。桥梁支座连接着桥梁上部与下部，将上部的荷载安全的传递给下部的桥墩等，而且还具有减震和隔震性能。近年来随着科技技术发展，桥梁支座类型也在不断变化，很多桥梁都采用的是板式板式橡胶支座，板式板式橡胶支座与传统的刚性支座相比，具有构造简单、明显的适应剪切变形的能力、隔震和减震效果显著、安装方便等一系列优点，很快成为我国公路桥梁最主要的支座形式，尤其是板式板式橡胶支座更受到桥梁界的欢迎。随着近年来国家对基础建设投资力度的加大，板式橡胶支座的需求大大增加，同时对板式橡胶支座的性能以及质量问题也引起工程界的格外关注。
1 桥梁板式橡胶支座的使用寿命分析
梁板式橡胶支座的使用寿命与其性能息息相关。板式橡胶支座主要由薄钢板和薄橡胶板高温粘结制成的，其使用的橡胶主要是有天然橡胶和氯丁胶。二者相比，后者性能远远优于前者，即在耐腐蚀、抗老化、抗磨损等方面都有不错的表现。前者在弹性以及抗低温方面要优于后者。板式橡胶支座中加了钢板，钢板与橡胶层紧密粘结在一起，当桥梁上部的荷载传到板式橡胶支座时，橡胶板的横向变形受到约束，从而使板式橡胶支座的抗压能力增强。当板式橡胶支座承载水平荷载时，其橡胶的相对侧移大大减少，使板式橡胶支座保持较小的水平刚度，而不致失稳。一旦支座质量达不到要求，将会造成支座过早的破坏，影响了桥梁的正常使用，甚至威胁到人的生命。
桥梁板式橡胶支座的核心橡胶，有着举足轻重的作用。所以，桥梁支座的生产需要检测橡胶的抗老化性。橡胶的老化是指橡胶在生产、加工、储存或使用过程中，受到湿气、热、氧、光等因素影响而逐渐发生物理及化学变化，使其性能下降，并丧失用途的现象。由于板式橡胶支座是在户外工作，需要忍受长期的水汽、阳光、高低温（室外一般-40℃-80℃）、空气中臭氧、二氧化硫等的作用而产生老化现象。很多工程专家为此对桥梁板式橡胶支座进行科学试验，以期对板式橡胶支座的寿命有个清晰的认识。美国工程师们认为氯丁板式橡胶支座寿命至少在50年以上，其至100年也是可能的.英国权威Lindley则认为天然板式橡胶支座寿命在100年以上，但也未见到有充分的试验依据。20世纪80年代初上海橡胶制品研究所及上海市政工程设计院等单位，曾对支座用橡胶片及在公路上使用17年，铁路上使用10年的支座以及室内贮存了17年和10年的支座，进行了解剖试验，并和新支座的性能作对比，以期估算板式板式橡胶支座的使用寿命。结果显示，板式橡胶支座的老化现象确实存在，特别是支座表层的橡胶更为明显，橡胶硬度增加了10-15度，但中间层橡胶变化较小，硬度变化仅增加5度左右，拉伸强度变化不明显，伸长率下降约20%。1994年我国对使用了20年左右的橡胶板式支座进行了力学性能试验，检测结果十分理想，尽管板式橡胶支座老化深度约5mm，但性能基本没有受到大的影响，仍可继续使用，估计使用寿命在100年左右。日本科学家也对板式橡胶支座进行了类似的试验，他们对使用了17年的氯丁胶板式支座进行了同样的力学性能试验，结果显示该板式橡胶支座拉伸强度下降了15%。伸长率下降了17%，相当于50℃热空气老化50天的性能变化。据此推断出板式橡胶支座使用寿命在85年。另外，试验中也发现，板式橡胶支座的老化速度呈现逐渐降低的趋势并慢慢趋于平稳。而且板式橡胶支座中由于氯丁胶的性能要优于天然橡胶，因此采用氯丁胶的板式橡胶支座其寿命将得到延长，一般寿命都在50年以上。但是在一些低温条件下，尤其是零下30度以下的环境里，天然橡胶具有较好的抗低温性能，因此要选用天然橡胶含量高的板式橡胶支座，当然其寿命就受到一定影响。由此可见，一般桥梁板式橡胶支座使用寿命在50年以上，但是，由于板式橡胶支座是可以更换的，所以，不一定需要非50年不可，但是，由于更换成本过高，加上质量的好坏会影响桥梁的安全，乃至人民财产和生命安全，所以，板式橡胶支座的使用寿命（老化性能）要求越长越好。
2 公路桥梁板式板式橡胶支座应用对策
正如前文所述，公路桥梁板式板式橡胶支座性能优越，使用寿命理想。但从近年来实际情形来看，却并不理想。通过近年来的调查和检测来看，公路桥梁板式板式橡胶支座问题频出，例如广东省清远县新北河大桥的板式橡胶支座使用三年半多数损坏并更换；1995年建成的吉林省某高速公路大桥通车7年支座大部分支座损坏而不得更换。这些事故的发生就是因为支座产品质量低劣导致其使用寿命缩短。我们需要从以下几方面对板式橡胶支座质量进行控制。1、选择适合的板式橡胶支座类型。目前常用的主要是桥梁板式板式橡胶支座，其简单异性、造价不高、施工简单，从而得到广泛应用。但是从性能而言，近年来盘式板式橡胶支座的性能已经远远优于普通的板式板式橡胶支座。盘式板式橡胶支座使用聚醚聚氨酯橡胶代替氯丁橡胶和天然橡胶材料的一种圆盘式板式橡胶支座。承载能力可达到一般板式板式橡胶支座的16倍，不发生过度的变形，并且柔度也适用转角的需要，不发生脱空现象，并且不产生过大的应力传递给其他构件。并且在设计方面比盆式板式橡胶支座和球形支座要相对简单，目前成为大跨度桥梁结构支座的有力竞争者。2、做好支座的试验检测工作。支座进场需提供产品合格证和出厂证明，产品合格证书中应有支座技术性能指标。支座进场前需按批次、单元进行规定频率的抽样检验，各项性能指标均应满足要求。对板式橡胶支座的拉伸强度、脆性温度、永久变形、剥离强度、硬度变化等进行检验，还要对成品平面尺寸
偏差检验、成品厚度进行解剖检验。
参考文献：
[1]庄军生编著，桥梁支座[M].北京：中国铁道出版社，2010.4.
[2]范立础、王志强著，桥梁减隔振设计[M].北京：人民交通出版社，2009.4.
[3]周明华、张蓓，板式橡胶支座的应用前景与质量忧患[J].公路杂志，2009.4.
作者简介：
田建德（1972-），男，汉族，河北衡水人，本科，工程师，衡水橡胶股份有限公司。