高阻尼橡胶支座在海水干湿循环作用下的性能劣化规律研究

发布时间：2020-04-26 10:06

【摘要】：随着社会的发展、经济水平的提高和综合国力的增强,我国对海洋资源开发的重视程度日益增强,跨海大桥等一系列大型近海工程的建设方兴未艾。跨海大桥的建设,时间跨度少则几年多则十几年,而且需要投入巨大的人力物力。如果不能保证其抗震安全性,那么一旦遭遇地震,我们将有可能遭受不可挽回的惨重损失。减隔震设计在跨海大桥中的广泛应用则解决了这一问题,极大提高了跨海大桥的抗震安全性。高阻尼橡胶支座集竖向承载能力、恢复力和阻尼(吸收能量)于一体,且具备环保优势,倍受跨海大桥的设计者们青睐。但设置于跨海大桥上的高阻尼橡胶支座因其工作环境而遭受海水侵蚀、大气氧化、太阳紫外线等各种外界因素的长期作用,尤其由于阴晴等气象原因,设置位置较低的支座将遭受海水侵蚀和大气氧化的交替循环作用,即海水干湿循环作用。然而目前国内外关于高阻尼橡胶支座耐久性的研究,大多集中于内陆环境所用高阻尼橡胶支座老化、疲劳等耐久性的研究,关于海洋环境下高阻尼橡胶支座耐久性的研究还鲜有报道。而高阻尼橡胶支座作为跨海隔震桥梁的核心部件之一,是确保桥梁抗震安全性的重要构件,其耐久性的重要性不言而喻。因此,本文结合我国沿海的实际情况,系统地展开海洋环境下高阻尼橡胶支座耐久性的研究,主要研究工作及成果如下:1.参照国内外关于海水干湿循环作用下混凝土性能劣化规律的相关研究,结合跨海大桥上高阻尼橡胶支座的工作环境和我国沿海城市的实际气候条件,从高阻尼橡胶材料的劣化机理出发,以Arrhenius公式为理论基础,制定合理的实验室人工加速海水干湿循环试验方案,并设计制作与之配套的高阻尼橡胶支座试件和高阻尼橡胶材料试样。2.对高阻尼橡胶支座试件展开实验室人工加速海水干湿循环试验,定期取样并进行竖向压缩性能、水平剪切性能(含基本性能、剪应变相关性、极限剪切性能)及竖向拉伸性能(含轴向拉伸、剪切拉伸下的滞回性能)等力学试验,然后通过对试验结果进行对比分析获得海水干湿循环作用下高阻尼橡胶支座力学性能的时变规律,并拟合一系列公式描述这些规律以供工程实践参考。3.对高阻尼橡胶材料试样展开与高阻尼橡胶支座等同的实验室人工加速海水干湿循环试验,定期取样并进行硬度测试和单轴拉伸试验,然后通过对试验结果进行对比分析获得海水干湿循环作用下高阻尼材料力学性能(含硬度、定伸应力、拉伸强度和拉断伸长率)的时变规律,并拟合一系列公式描述这些规律。4.选择Mooney-Rivlin模型来描述高阻尼橡胶材料的超弹性行为,结合橡胶材料力学试验的结果获得本构常数,使用ABAQUS对本文高阻尼橡胶支座进行有限元分析,并用有限元分析结果与支座力学试验结果进行对比,完成对海水干湿循环作用下高阻尼橡胶支座性能劣化规律的进一步探讨。
【图文】：

图 1-1 高阻尼橡胶支座竖向压缩滞回曲线 图 1-2 高阻尼橡胶支座水平剪切滞回曲线(2)水平变形特性高阻尼橡胶支座在受到水平剪力时，其内部橡胶层发生不受钢板层约束的水平剪变形，支座呈现出柔软的水平特性，具有较小的水平剪切刚度。支座有效承压部分 (

图 1-1 高阻尼橡胶支座竖向压缩滞回曲线 图 1-2 高阻尼橡胶支座水平剪切滞回曲线(2)水平变形特性高阻尼橡胶支座在受到水平剪力时，其内部橡胶层发生不受钢板层约束的水平剪变形，支座呈现出柔软的水平特性，具有较小的水平剪切刚度。支座有效承压部分 (
【学位授予单位】：广州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U443.361

【参考文献】

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3 刘亚东;田杰;;橡胶隔震支座拉伸性能试验研究[J];建筑科学;2015年07期

4 陈家照;黄闽翔;王学仁;王s，

本文编号：2641381