支座试验作业指导书ZY02021.docx
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支座试验作业指导书ZY02021
文件编号ZY02-021-2009
作业指导书
（支座试验）
编写：
日期：
审核：
日期：
批准：
日期：
受控状态：
持有者姓名：
分发号：
持有者部门：
江苏省交通科学研究院股份有限公司
一、板式橡胶支座检测
1．开展项目………………………………………………………3
2．依据文件………………………………………………………3
3．主要仪器设备…………………………………………………3
4．操作规程……………………………………………………4
5.试验/检测工作程序…………………………………………5
6.安全注意事项………………………………………………7
7.数据处理……………………………………………………8
8.测量不确定度………………………………………………8
9.原始记录表格………………………………………………10
二、球形橡胶支座检测
1．开展项目……………………………………………………14
2．依据文件……………………………………………………14
3．主要仪器设备………………………………………………14
4．操作规程…………………………………………………15
5.试验/检测工作程序…………………………………………16
6.安全注意事项………………………………………………17
7.数据处理…………………………………………………18
8.测量不确定度…………………………………………18
9.原始记录表格………………………………………………19
三、盆式橡胶支座检测
1．开展项目………………………………………………………22
2．依据文件……………………………………………………22
3．主要仪器设备………………………………………………22
4．操作规程…………………………………………………23
5.试验/检测工作程序…………………………………………23
6.安全注意事项………………………………………………24
7.数据处理…………………………………………………25
8.测量不确定度…………………………………………25
9.原始记录表格………………………………………………26
一、板式橡胶支座试验
1.开展项目表
表1开展检测项目
开展检测项目
项目名称
适用范围
目的
抗压弹性模量
适应于各类板式橡胶支座
/
抗剪弹性模量
/
极限抗压强度
/
抗剪粘结性能
/
抗剪老化
/
2．依据文件
表2依据文件
依据文件
依据文件
试验方法
《公路桥梁板式橡胶支座》JT/T4-2004
3．主要仪器设备
表3主要仪器设备
主要仪器设备
仪器名称
规格型号
生产厂家
测量范围
准确度等级
微机控制电液伺服压剪试验机
YAJ—5000
长春试验机厂
0～5000kN
±1%
老化箱
402
/
/
/
配套仪器设备
仪器名称
规格型号
生产厂家
测量范围
准确度等级
游标卡尺
0~200mm
/
0~200mm
0.02mm
厚度塞尺
/
/
0~10mm
0.5mm
4．操作规程
4.1主要技术要求
4.1.1试验室的标准温度为23℃±5℃，且不能有腐蚀性气体及影响检测的震动源。
4.1.2.试验前应将试样直接暴露在标准温度23℃±5℃下，停放24h，以使试样内外温度一致。
4.1.3.试验用试样应在仓库中随机抽取，凡与油及其他化学药品接触过的支座均不能作为样品使用。
4.1.4.摩擦系数试验试验常温要求为（23℃±1℃），低温要求为（-35℃±1℃）。
4.2YAJ—5000型微机控制电液伺服压剪试验机操作步骤
4.2.1.主机上横梁电机3kW。
按横梁上升按钮，横梁上升，上升到最大位置，撞限位开关，电机停转。
按停止按钮后，按下降按钮横梁下降。
用以调整试验空间。
4.2.2.做横向剪切试验时，与主机配合使用。
在下压板小车（其上面放置摩擦板）上放好一块试样（橡胶支座），将另一块试样（橡胶支座）放在剪切拉板上，其上放置摩擦板一起推入压缩空间。
启动主机油泵，按下系统压力“加压”按钮，进行加压，当主机将横向剪切装置压紧后，调整横向剪力装置支撑，调整横向剪力装置拉板高度，使横向剪力装置拉板水平，使车轮与轨道接触，从而消除横向剪力装置的自重。
保持力值不变。
启动横向剪切油泵，按下工作状态“剪切”按钮及系统压力“加压”按钮，进行横向剪切装置操作。
4.2.3.做转角试验时，与主机配合使用。
将一块试样（橡胶支座）放在下压板上，将转角压板放在其上面，将另一块试样（橡胶支座）放在转角板上，一起推入压缩空间，启动主机油泵，按下系统压力“加压”按钮，当主机将转角板及试样压紧后，保持力值不变。
启动转角油泵，按下工作状态“转角”按钮及系统压力“加压”按钮，进行转角试验操作。
4.3402老化箱操作步骤
4.3.1．显示切换：
按SET键可以切换不同的显示状态。
修改数据：
如果参数锁没有锁上，仪表下显示窗显示的数值数据均可通过按←（A/M），↓或↑键来修改。
例如：
需要设置给定值时，可将仪表切换到正常显示状态，即可通过按←（A/M），↓或↑键来修改给定值。
仪表同时具备数据快速增减法和小数点移位法。
按↓键减小数据，按↑键增加数据，可修改数值位的小数点同时闪动（如同光标）。
按住按键并保持不放，可以快速地增加/减少数值，并且速度随小数点右移自动加快（3级速度）。
而按←（A/M）键则可直接移动修改数据的位置（光标），操作快捷。
4.3.2．设置参数：
按SET键并保持约2秒钟，既进入参数设置状态。
在参数设置状态下按SET键，仪表将依次显示各参数，例如上限报警值ALM1，参数锁LOCK等等，对于配置好并锁上参数锁的仪表，只出现操作工需要用到的参数（现场参数）。
用↓↑←（A/M）等键可修改参数值。
按←（A/M）键并保持不放，可返回显示下一参数。
先按←（A/M）键不放接着再按SET键可退出设置参数状态。
如果没有按键操作，约30秒钟后会自动退出设置参数状态。
如果参数被锁上，则只能显示被EP参数定义的现场参数（可由用户定义的，工作现场经常需要使用的参数及程序），而无法看到其它的参数。
不过，至少能看到LOCK参数显示出来。
5．试验/检测工作程序
5.1抗压弹性模量试验
5.1.1.将试样置于试验机的承载板上，上下承载板与支座的接触面不得有油渍；对准中心，精度应小于1%试件短边尺寸或直径。
缓慢加载至压应力为1.0MPa且稳压后，核对承载板四角对称安置的四只位移传感器，确认无误后，开始预压；
5.1.2.预压。
将压应力以（0.03～0.04）MPa/s速率连续地增至平均压应力σ＝10MPa，持荷2min，然后以连续均匀的速度将压应力卸至1.0MPa，持荷5min，记录初始值，绘制应力－应变图，预压三次；
5.1.3.正式加载。
每一加载循环自1.0MPa开始，将压应力以（0.03～0.04）MPa/s速率均匀加载至4MPa，持荷2min，采集支座变形值，然后以同样速率每2MPa为一级逐级加载，每级持荷2min后，采集支座变形数据直至平均压应力σ为止，绘制的应力－应变应呈线性关系。
然后以均匀的速度卸载至压应力为1.0MPa。
10min后进行下一个加载循环。
加载过程连续进行3次。
5.1.4.以承载板四角所测得的变化值的平均值，作为各级荷载下试样的累计竖向压缩变形Δ，按试样橡胶层的总厚度te求出在各级荷载作用下，试样的累计压缩应变εi＝Δci/te。
5.2抗剪弹性模量试验
5.2.1.在试验机的承板上，应使支座顺其短边方向受剪，将试样及中间钢拉板按双剪组合配置好，使试样和中间钢拉板的对称轴和试验机承载板中心轴处在同一垂直面上，精度应小于1％的试件短边尺寸。
为防止出现打滑现象，应在上下承载板和中间钢拉板上粘贴高摩擦板，以确保试验的准确性；
5.2.2.将压应力以（0.03～0.04）MPa/s的速度连续地增至平均压应力σ，绘制应力－时间图。
并在整个抗剪试验过程中保持不变；
5.2.3.调整试验机的剪切试验机构，使水平油缸、负荷传感器的轴线和中间钢拉板的对称轴重合；
5.2.4.预加水平力。
以（0.002～0.003）MPa/s的速度连续施加水平剪应力τ=1.0MPa，持荷5min，然后以连续均匀的速度卸载至剪应力为0.1MPa，持荷5min，记录初始值，绘制－应变图。
预载三次；
5.2.5.正式加载。
每一加载循环自τ=0.1MPa开始，每级剪应力增加0.1MPa，持荷1min，采集支座变形数据，至τ=1.0MPa为止，绘制的应力－应变图应呈线形关系。
然后以连续均匀的速度卸载至剪应力为0.1MPa。
10min后进行下一循环试验。
加载过程应连续进行三次；
5.2.6.将各级水平荷载下位移传感器所测得的试样累计水平剪切变形△s，按试样橡胶层的总厚度te。
求出在各级试验荷载作用下，试样的累积剪切应变γi＝△s/te。
5.3极限抗压强度试验
5.3.1.将试样放置在试验机的承载板上，上下承载板与支座接触面不得有油污，对准中心位置，精度应小于1％试件短边尺寸；
5.3.2.以0.1MPa/s的速率连续的加载至试样极限强度Ru不小于70MPa为止，绘制应力-时间图，并随时观察试样的受力状态及变化情况，试样是否完好无损。
5.4抗剪粘结性能试验
5.4.1.在试验机承载板上，使支座顺其短边方向受剪，将试样及中间钢拉板按双剪组合配置好。
5.4.2.将压应力以（0.03～0.04）MPa/s速率连续均匀加至平均压应力σ，绘制应力－时间图。
并在整个抗剪试验过程中保持不变；
5.4.3.以（0.002～0.003）MPa/s的速度连续施加水平力，当剪应力达到2.0MPa，持荷5min后，水平力以连续均匀的速度连续卸载，在加、卸载过程中绘制应力-应变图。
试验中随时观察试件受力状态及变化情况，水平力卸载后试样是否完好无损。
5.5抗剪老化性能试验
5.5.1.试样置于老化箱内，在70℃±2℃温度下经72h后取出，将试样在标准温度23℃±5℃下停放48h，再在标准试验室温度下进行剪切试验。
5.5.2.试验与标准抗剪弹性模量试验方法步骤相同。
6．安全注意事项
6.1YAJ—5000型微机控制电液伺服压剪试验机
6.1.1.应当定期检查各连接环节是否有松动，并及时加以处理。
在每次试验完成后要及时清擦。
6.1.2.对活动环节还要做到定期可靠的润滑，每次使用“升降横梁”前应将横梁上各注油孔内注入润滑油以防止零件磨损。
对于液压源应及时清擦并检查是否有松动漏油现象，并及时处理。
6.1.3.横梁上升（下降）时，必须按停止钮。
横梁停稳后方可下降（上升）。
在试验过程中，由于某种意外原因，油泵突然停止工作，一定要立即卸除试验力，使油压下降，防止油泵在高压下启动，避免事故。
6.2402型热老化箱
6.2.1.仪器外壳必须有效接地，以保证使用安全。
6.2.2.仪器应放在通风良好的室内水平位置，在其周围不可放置易燃易爆物品。
6.2.3.应在供电线路中安装铁壳的闸刀开关一只，供此箱专用，在外壳接地通电前请检查本箱的电器性能，并应注意是否有断路或漏电现象,本仪器无防爆装置，不得放入易燃易爆物品干燥。
6.2.4.箱内物品放置切勿过挤，必须留出空间，以利热空气循环。
6.2.5.不可任意卸下顶盖，扰乱或改变线路，唯当该箱发生故障时可卸下侧门，按线路逐一检查。
7．数据处理
7.1抗压弹性模量试验结果处理
实测抗压弹性模量计算公式为：
式中：
E1——试样实测抗压弹性模量计算值，精确至1MPa；
ε4、σ4——第4MPa级试验荷载下的压应力和累计压缩应变值；
σ10、ε10——第10MPa级试验荷载下的压应力和累计压缩应变值。
7.2抗剪弹性模量试验结果处理
实测抗剪弹性模量计算公式为：
式中：
G1——试样实测抗压弹性模量计算值，精确至1MPa；
τ1.0、γ1.0——第1.0MPa级试验荷载下的剪应力和累计剪切应变值；
τ0.3、γ0.3——第0.3MPa级试验荷载下的压应力和累计压缩应变值。
8．测量不确定度的报告
8.1测量数学模型：
y=x
8.2最佳测量结果：
y1=x1
8.3方差及灵敏系数：
方差
灵敏系数
8.4标准不确定度计算
测量标准不确定度u（y）包括测量设备示值误差引入的标准不确定度u（y1）、读数不准引入的标准不确定度u（y2）和测量样本的不一致性引入的标准不确定度u（y3）。
）测量设备示值误差引入的标准不确定度u（y1）
u（y1）=
=
为仪器示值误差均匀分布k=
）读数不准引入的标准不确定度u（y2）
u（y2）=
=
e是测量读数时，读数误差均匀分布k=
8.5合成标准不确定u（Re）：
8.6扩展标准不确定度U：
K=2
9.原始记录表格
支座抗压弹性模量记录表
编号：
ZY02-021-2009-01序号：
任务单编号：
试验环境：
试验规程：
样品描述：
仪器设备名称及型号：
试样
样品编号
规格尺寸
橡胶层总厚度te（mm）
形状系数S
试样编号
实测次数
实测E1值（MPa）
E1三次平均值（MPa）
E1与平均值偏差
标准容许值E（MPa）
与标准
偏差值（%）
1
2
3
1
2
3
1
2
3
备注
试验者：
复核者：
日期：
支座抗剪弹性模量、抗剪粘结性能、抗剪老化性能记录表
编号：
ZY02-021-2009-02序号：
任务单编号：
试验环境：
试验规程：
样品描述：
仪器设备名称及型号：
试样
规格尺寸
橡胶层总厚度te（mm）
工作状态
试样编号
实测次数
实测G1值（MPa）
G1三次平均值（MPa）
G1与平均值偏差
标准容许值G（MPa）
与标准
偏差值（%）
1
2
3
1
2
3
1
2
3
备注
试验者：
复核者：
日期：
支座极限抗压强度、摩擦系数记录表
编号：
ZY02-021-2009-03序号：
任务单编号：
试验环境：
试验规程：
样品描述：
仪器设备名称及型号：
试验项目
支座极限抗压
试样编号
规格尺寸
形状系数
S
中间层橡胶片厚度t1（mm）
单层钢板厚度t0（mm）
平均压应力σ（MPa）
极限抗压强度Ru≥70（MPa）
试样工作状态
试验项目
摩擦系数
试件编号
测定次数
摩擦系数μf
备注
1
初始值
稳定值
1
2
3
平均值
2
初始值
稳定值
1
2
3
平均值
3
初始值
稳定值
1
2
3
平均值
试验者：
复核者：
试验日期：
二、球形支座试验检测
1.开展项目表
表1开展检测项目
开展检测项目
项目名称
适用范围
目的
竖向压缩变形
适应于各类球形橡胶支座
/
外观及内在质量
/
支座摩擦系数
/
支座转动力矩
/
2．依据文件
表2依据文件
依据文件
依据文件
试验方法
《球形支座技术条件》GB/T17955-2000
3．主要仪器设备
表3主要仪器设备
主要仪器设备
仪器名称
规格型号
生产厂家
测量范围
准确度等级
微机控制电液伺服压剪试验机
YAJ—5000
长春试验机厂
0～5000kN
±1%
配套仪器设备
仪器名称
规格型号
生产厂家
测量范围
准确度等级
游标卡尺
0~200mm
/
0~200mm
0.02mm
厚度塞尺
/
/
0~10mm
0.5mm
4．操作规程
4.1主要技术要求
4.1.1试验室的标准温度为23℃±5℃，且不能有腐蚀性气体及影响检测的震动源。
4.1.2.试验前应将试样直接暴露在标准温度23℃±5℃下，停放24h，以使试样内外温度一致。
4.1.3.试验用试样应在仓库中随机抽取，凡与油及其他化学药品接触过的支座均不能作为样品使用。
4.1.4.摩擦系数试验试验常温要求为（23℃±1℃），低温要求为（-35℃±1℃）。
4.2YAJ—5000型微机控制电液伺服压剪试验机操作步骤
4.2.1.主机上横梁电机3kW。
按横梁上升按钮，横梁上升，上升到最大位置，撞限位开关，电机停转。
按停止按钮后，按下降按钮横梁下降。
用以调整试验空间。
4.2.2.做横向剪切试验时，与主机配合使用。
在下压板小车（其上面放置摩擦板）上放好一块试样（橡胶支座），将另一块试样（橡胶支座）放在剪切拉板上，其上放置摩擦板一起推入压缩空间。
启动主机油泵，按下系统压力“加压”按钮，进行加压，当主机将横向剪切装置压紧后，调整横向剪力装置支撑，调整横向剪力装置拉板高度，使横向剪力装置拉板水平，使车轮与轨道接触，从而消除横向剪力装置的自重。
保持力值不变。
启动横向剪切油泵，按下工作状态“剪切”按钮及系统压力“加压”按钮，进行横向剪切装置操作。
4.2.3.做转角试验时，与主机配合使用。
将一块试样（橡胶支座）放在下压板上，将转角压板放在其上面，将另一块试样（橡胶支座）放在转角板上，一起推入压缩空间，启动主机油泵，按下系统压力“加压”按钮，当主机将转角板及试样压紧后，保持力值不变。
启动转角油泵，按下工作状态“转角”按钮及系统压力“加压”按钮，进行转角试验操作。
4.3402老化箱操作步骤
4.3.1．显示切换：
按SET键可以切换不同的显示状态。
修改数据：
如果参数锁没有锁上，仪表下显示窗显示的数值数据均可通过按←（A/M），↓或↑键来修改。
例如：
需要设置给定值时，可将仪表切换到正常显示状态，即可通过按←（A/M），↓或↑键来修改给定值。
仪表同时具备数据快速增减法和小数点移位法。
按↓键减小数据，按↑键增加数据，可修改数值位的小数点同时闪动（如同光标）。
按住按键并保持不放，可以快速地增加/减少数值，并且速度随小数点右移自动加快（3级速度）。
而按←（A/M）键则可直接移动修改数据的位置（光标），操作快捷。
4.3.2．设置参数：
按SET键并保持约2秒钟，既进入参数设置状态。
在参数设置状态下按SET键，仪表将依次显示各参数，例如上限报警值ALM1，参数锁LOCK等等，对于配置好并锁上参数锁的仪表，只出现操作工需要用到的参数（现场参数）。
用↓↑←（A/M）等键可修改参数值。
按←（A/M）键并保持不放，可返回显示下一参数。
先按←（A/M）键不放接着再按SET键可退出设置参数状态。
如果没有按键操作，约30秒钟后会自动退出设置参数状态。
如果参数被锁上，则只能显示被EP参数定义的现场参数（可由用户定义的，工作现场经常需要使用的参数及程序），而无法看到其它的参数。
不过，至少能看到LOCK参数显示出来。
5．试验/检测工作程序
5.1竖向压缩变形试验
5.1.1.检验荷载为支座竖向设计承载力的1.5倍。
在试验支座四角均匀放置4个百分表测定竖向压缩变形。
5.1.2.试验时先预压三遍。
试验荷载由零至检验荷载均分为10级，试验时以支座竖向设计承载力1％作为初始压力，然后逐级加压，每级荷载稳压2min后读取百分表数据，直至检验荷载，稳压3min后卸载，往复加载3次。
5.1.3.变形取4个百分表读数的算术平均值，绘制荷载－竖向压缩变形曲线，要求荷载与压缩变形呈线性关系，且支座竖向压缩变形不大于支座总高的1％。
5.2外观及内在质量试验
5.2.1.支座外形尺寸应用钢直尺量测，厚度应用游标卡尺量测，外观质量用目测或量具逐块进行检查。
5.2.2.支座解剖检验，将其沿支座垂直方向锯开，进行规定项目的检测。
5.3支座摩擦系数试验
5.3.1.支座摩擦系数测定应在双剪摩擦装置上进行。
5.3.2.先对支座施加竖向设计荷载，然后用千斤顶施加水平力，由压力传感器记录水平力的大小，支座一发生滑动，即停止施加水平力，由此计算出支座的初始静摩擦系数。
5.3.3.再次对支座施加水平力，使支座连续滑动，由连续滑动过程中的水平力，可计算出支座的动摩擦系数。
5.3.4.聚四氟乙烯板应进行3组试验，以3组试验的平均值作为试验结果。
5.4支座转动力矩试验
5.4.1.支座转动试验应采取双支座转动方式。
试验在常温（23℃±2℃）条件下进行；
5.4.2.首先将试验支座和试验装置组装好，用试验机对试验支座施加竖向荷载，直至支座竖向设计荷载（F）；
5.4.3.用千斤顶以5kN/min的速率施加转动力矩，直至支座跟静摩擦发生转动，此时千斤顶会卸载，记录支座发生转动瞬间的千斤顶最大荷载（Pmax），则试验支座的实测转动力矩为Pmax·L/2（L为转动力臂）。
6．安全注意事项
6.1YAJ—5000型微机控制电液伺服压剪试验机
6.1.1.应当定期检查各连接环节是否有松动，并及时加以处理。
在每次试验完成后要及时清擦。
6.1.2.对活动环节还要做到定期可靠的润滑，每次使用“升降横梁”前应将横梁上各注油孔内注入润滑油以防止零件磨损。
对于液压源应及时清擦并检查是否有松动漏油现象，并及时处理。
6.1.3.横梁上升（下降）时，必须按停止钮。
横梁停稳后方可下降（上升）。
在试验过程中，由于某种意外原因，油泵突然停止工作，一定要立即卸除试验力，使油压下降，防止油泵在高压下启动，避免事故。
7．数据处理
7.1球形支座摩擦系数试验结果处理
式中：
μf——四氟滑板与不锈钢板表面的摩擦系数，精确至0.01；
τ——接触面发生活动时的平均剪应力，MPa；
σ——支座的平均压应力，MPa；
H——支座承受的压应力，kN；
A0——支座有效承压面积，mm2
8．测量不确定度的报告
8.1测量数学模型：
y=x
8.2最佳测量结果：
y1=x1
8.3方差及灵敏系数：
方差
灵敏系数
8.4标准不确定度计算
测量标准不确定度u（y）包括测量设备示值误差引入的标准不确定度u（y1）、读数不准引入的标准不确定度u（y2）和测量样本的不一致性引入的标准不确定度u（y3）。
）测量设备示值误差引入的标准不确定度u（y1）
u（y1）=
=
为仪器示值误差均匀分布k=
）读数不准引入的标准不确定度u（y2）
u（y2）=
=
e是测量读数时，读数误差均匀分布k=
8.5合成标准不确定u（Re）：
8.6扩展标准不确定度U：
K=2
9.原始记录表格
支座极限抗压强度、摩擦系数记录
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