杭州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。