尤溪橡胶支座内局部橡胶层的不均匀性会造成局部胶层开裂

尤溪橡胶支座基本设计参数：成品高28 mm；中间层橡胶厚度5~；加劲钢板厚2~；钢板层数4。该支座内部有四层加劲钢板，有三层被隔离的橡胶层，每层橡胶层厚度都为5mm。二层2。5mm的保护层。支座成品可以视为由三块设计厚度均为5~的单层橡胶层支座叠合而成。
    橡胶与钢板局部应力集中发生在橡胶与钢板连接面的边缘处。即，半径坐标与半径比值(r/ R- 0。99)处。给出了不同形状系数的橡胶支座内部橡胶与钢板连接面的边缘处的竖向应力，以及径向应力和剪切应力分布梯度变化。当S取7和r/R取0。99时，在竖向压力与水平剪力共同作用下，观测试样橡胶与钢板接合(应力集中)部位的变化，通过图像采集与处理技术捕获了橡胶内部空穴的萌生与发展过程。空穴处的橡胶与加劲钢板之间发生了剥离现象，造成橡胶层损伤。
    将橡胶层内部空穴或裂纹的损伤量定义为空穴直径或空穴#大宽度与支座侧面橡胶保护层厚度之比。当空穴#大宽度等于橡胶保护层厚度时，加劲钢板失去橡胶层保护(表面开裂)时。损伤量等于1。
    1、支座的形状系数是设计支座时的关键设计参数，它与剪切模量共同决定了支座成品的抗压应力压变特征曲线和橡胶支座萌生空穴临界应变(力学性能)。
    2、支座成品宏观力学性能(CS 。 E,参数)对橡胶层厚度的不均匀不敏感，影响小。而橡胶支座局部胶层的形状系数((S)和局部胶层力学性能对胶层厚度的不均匀性则极为敏感。胶层厚度的不均匀分布将导致部分胶层力学性能(如刚度、应力集中系数)提高，另一部分胶层的力学性能(刚度、应力集中系数)迅速下降。因此，通过常规力学性能检测并不能反映胶层不均匀性造成的局部胶层的力学性能下降现象。
    3、由于支座内局部橡胶与钢板(柔性与刚性)连接面的边缘处存在着较高的应力集中现象。当橡胶与钢板边沿处应力大于橡胶撕裂强度或粘接强度时，将导致支座内部萌生空穴或产生裂纹，随之裂纹扩展，必将造成表面损伤，逐渐使支座功能失效。

    4、当压应力大于6 MPa时，观察到橡胶层内部的空穴在主应力方向呈锐角状，损伤率为0 。 04。这正是内部胶层裂纹源，橡胶层内部的空穴与裂纹源将直接影响支座的耐久性。所以支座设计应力不应大于6 MPa。日本和美国规范规定的支座设计应力均小于10 MPa。
    5、在橡胶支座的生产与检测时，应高度重视由于支座内局部橡胶层的不均匀性对支座耐久性能的影响。生产时务必严格按设计要求加工与控制，保证橡胶层的均匀分布。检测时，应特别重视橡胶支座的解剖检验，必须严格按照支座内在质量解剖检验标准执行，严防不符合规定的橡胶支座流入工程，影响桥梁工程的安全性和耐久性。
    橡胶支座广泛应用于公路铁路和市政桥梁工程，橡胶支座通常采用多层薄钢板作为加劲层与橡胶叠合形成放置加劲钢板层主要是起到阻止橡胶横向变形，提高橡胶支座的竖向抗压刚度的目的。同时橡胶支座具有较大的水平剪切变形能力，以满足上部结构对桥梁支座要求的使用功能。