耐老化板式橡胶支座的制作方法

本实用新型属于橡胶支座，特别是指一种耐老化板式橡胶支座。

背景技术：

20世纪50年代，国外在桥梁上开始使用橡胶支座，橡胶支座与金属支座相比，具有结构简单、加工制作容易、造价低、建筑高度小、安装方便，并有减震、隔振、变形量大等一系列优点，在桥梁工程中开始广泛应用。我国自上世纪60年代首次使用板式橡胶支座以来，在20世纪70年代末相继研制成四氟板式橡胶支座和盆式橡胶支座。板式橡胶支座几乎成为中小跨径公路桥梁的唯一支座型式。《公路桥梁板式橡胶支座》(中华人民共和国交通行业标准，jt/t4-2004)中对于板式支座的橡胶制作材质进行了如下要求：一是常温型橡胶支座应采用氯丁橡胶生产，耐寒性橡胶支座应采用天然橡胶生产；二是对于包括橡胶的硬度、拉伸强度、扯断伸长率、脆性温度、耐臭氧老化、热空气老化等一系列物理机械性能指标进行了明确限定，规定橡胶原料不得使用再生胶或粉碎后的硫化橡胶；三是对于支座的外观质量提出了明确要求，规定支座不允许出现以下的现象：①四侧面裂纹、钢板外露；②掉块、崩裂、机械损伤；③钢板与橡胶粘接处开裂或剥离。

板式橡胶支座在实际使用中由于如下原因会导致其病害产生：一是设计选型不合理；二是施工质量差；三是养护管理不善；四是橡胶支座的老化；五是部分生产企业所制作的橡胶支座的产品质量差。由于受荷载、环境因素的综合作用，引起橡胶的组成、结构的变化，出现老化龟裂现象，逐步失去原有的优良性能，甚至丧失使用功能。就申请人了解的范围而言，由于上述原因在应用中板式橡胶支座布置5年内基本不会呈现病害，使用5-10年时一些支座呈现外鼓和裂纹的现象，使用15年时一些板式橡胶支座呈现压溃现象，20年以上压溃现象增加，外鼓裂纹现象呈现，需要及时更换桥梁板式橡胶支座。由于橡胶老化是不可逆转的过程，实质是橡胶支座的失效过程。研究表明，橡胶支座在使用初期老化速度快，随着时间的增加，老化速度减缓，并趋于平稳。另外，橡胶材料的老化与橡胶品种有关：氯丁胶的耐老化性能较好，耐低温性能差；天然橡胶耐低温性能好，而耐老化性能差。随着对橡胶支座劣化程度调查研究的深入，橡胶支座的耐久性已被人们所认识。橡胶老化不仅会造成包括支座的抗压能力、抗剪切能力等力学性能指标的降低及其表面质量的下降，而且成为影响板式支座使用寿命的主要原因之一，支座的病害直接影响桥梁运营安全并已引起管养部门的重视。因此延缓支座的橡胶老化，已成为减少支座病害、延长其使用寿命的有效手段及本领域技术人员的主要研究方向。

根据新修订的《公路桥梁板式橡胶支座》(jt/t4-2019)要求，用于公路桥梁的板式橡胶支座的使用寿命应不低于15年，从而不仅使板式橡胶支座的耐老化研究迫在眉睫，同时也成为广大桥梁支座生产企业、桥梁施工及管养单位的现实需求。

申请人未在国内专利数据库中发现与本申请相关的专利文献报道。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种耐老化板式橡胶支座，能够有效提高现有板式橡胶支座的耐老化性能，提高板式橡胶支座的使用寿命，进而有效降低桥梁维护成本，为桥梁正常使用提供稳定的技术保障。

本实用新型的整体技术构思是：

耐老化板式橡胶支座，包括采用普通板式橡胶支座或四氟滑板式橡胶支座组成的本体；所述的本体侧边缘弹性包覆有宽度与本体侧边缘适配且以硅橡胶为制作材质的防护圈。

申请人需要说明的是：

为有效避免外部环境与本体的接触，防护圈的宽度与本体侧边缘适配是指防护圈的宽度不小于本体侧边缘的宽度。由于硅橡胶制品具有如下特性：一是耐低温弹性，可在-50℃～-60℃低温下正常工作；二是耐高温特性，硅橡胶具有较好的耐高温性能，可在250℃～300℃环境中长期使用而不发生性质改变；三是具有卓越的电性能；四是具有优良的物理机械性能，包括硬度，抗张强度，伸长率等；五是其耐气候性较好，具有优良的耐氧、耐臭氧，耐紫外线照射性能，长期在室外使用不龟裂；六是具有优良的生理惰性，硅橡胶本身对人类是惰性的，无臭、无味、无毒，此外硅橡胶还具有低表面活性和低吸温性等特性。

由于硅橡胶制品具有上述较好的性能，使本实用新型在使用状态(即支座上、下表面与梁体及桥墩接触，同时支座侧面外露)下可有效减少外界环境与本体橡胶的接触，进而延缓因外界环境影响对支座造成的老化速度。

本实用新型的具体技术构思还有：

所述的普通板式橡胶支座包括圆形普通板式橡胶支座或矩形普通板式橡胶支座，四氟滑板式橡胶支座包括圆形四氟滑板式橡胶支座或矩形四氟滑板式橡胶支座。

为便于防护圈与支座的装配，优选的技术方案是，所述的防护圈采用一体化成型的整体结构。

为便于防护圈与支座在使用中的装配，同时便于防护圈的制作及运输，优选的技术方案是，所述的防护圈采用首尾相连的带状结构形成，其邻接部采用粘接配合。

更进一步，所述的防护圈采用首尾依次相连的分段式结构形成，其邻接部采用粘接配合。

申请人需要说明的是，采用带状结构及分段式结构形成的防护圈可以独立制作并运输，在装配好支座后独立安装防护圈，带状结构及分段式结构形成的防护圈可采用现有的挤出成型、滴胶工艺、固态热压成型、液态射出成型工艺成型，粘接连接可以采用包括但不局限于瞬间快干胶、rtv室温硫化硅橡胶粘合剂、htv高温硫化硅橡胶粘合剂等粘接方式，或采用魔术贴等方法粘接连接，因其属于现有技术，申请人在此不再赘述。

由于硅橡胶具有较好的弹性，在满足防护圈与本体有效贴合、减少本体侧边缘与外界接触的前提下，同时避免防护圈因超张而破裂或断裂，优选的技术实现手段是，所述的防护圈2的周长为d，本体1的侧边缘周长为d，0.5d≤d≤d。防护圈长度应结合硅橡胶的具体材质、使用环境、本体形状及规格等因素确定，因其属于现有技术，申请人在此不再赘述。

为验证本实用新型应用后板式橡胶支座的耐老化效果，申请人进行了如下试验：

一、硅橡胶材料性能

二、现有板式橡胶支座本体用氯丁橡胶胶料及本实用新型的耐老化板式橡胶支座用硅橡胶胶料耐臭氧性能对比试验

三、试验场所：河北宝力工程装备股份有限公司

四、试验时间：2019年2月15日

五、参与人员：王希慧、李金红、苏志国、陈健

六、检测产品：硅橡胶材料性能测试取3组平行试样进行；现有板式橡胶支座本体用氯丁橡胶胶料及本实用新型的耐老化板式橡胶支座用硅橡胶胶料耐臭氧性能对比试验也分别取3组平行试样进行。

试验结果：通过硅橡胶材料性能测试说明硅橡胶具有极强的耐老化及耐臭氧能力。通过对比实验说明，在试验条件为(100pphm，20％伸长率，40℃×96h)时，本实用新型的耐老化板式橡胶支座用硅橡胶胶料与现有板式橡胶支座用氯丁橡胶胶料的耐臭氧老化性能相当；在试验条件为(150pphm，20％伸长率，40℃×96h；200pphm，20％伸长率，40℃×96h)时，本实用新型的耐老化板式橡胶支座用硅橡胶胶料相比现有板式橡胶支座用氯丁橡胶胶料的耐臭氧老化性能有了显著提高，说明本实用新型的耐老化板式橡胶支座中被防护圈包裹的胶料的耐臭氧性能优于现有板式橡胶支座的胶料。

本实用新型所取得的技术进步在于：

1、本实用新型针对现有板式橡胶支座的结构缺陷，结合支座的应用环境，采用宽度与本体侧边缘适配且以硅橡胶作为制作材质的防护圈对使用状态下的板式橡胶支座进行防护，极大避免了使用状态下支座与外部环境的接触，其耐老化性能显著提高，经申请人试验，本实用新型的耐老化橡胶支座用胶料的耐臭氧老化性能相比现有产品显著提高，大幅度延长了板式橡胶支座的使用寿命，有效保障了公路桥梁的运营安全，极大降低了公路桥梁的管养成本。

2、采用防护圈作为提高支座耐老化性能的主要技术解决措施，同时采用防护圈一体化成型，分段成型或条状成型的不同结构，一是在不改变现有板式橡胶支座结构且成本增加较少的前提下，零部件制作、安装方便且易于实现标准化生产；二是可以根据实际需要。针对性选择不同方式完成防护圈的生产与安装。

3、采用防护圈作为支座的防护，因硅橡胶具有良好的弹性、物理机械性能及耐老化性能，一是防护圈可以与本体形成紧密贴合并随本体形状变化进行相应的形变，进而保持防护圈与本体侧边缘形成较好的包覆效果，减小外界与支座本体的表面接触；二是长期使用可有效避免外部环境对支座本体的侵蚀，进而对支座本体形成有效防护。

附图说明

图1采用圆形普通板式橡胶支座作为本体的本实用新型的外形图。

图2是图1的a-a向视图。

图3是采用矩形四氟滑板式橡胶支座作为本体的本实用新型的外形图。

图4是图3的b-b向视图。

附图中的附图标记如下：

1、本体；2、防护圈。

具体实施方式

以下结合实施例对本实用新型做进一步描述，但不应理解为对本实用新型的限定，本实用新型的保护范围以权利要求记载的内容为准，任何依据说明书所做出的等效技术手段替换，均不脱离本实用新型的保护范围。

实施例1

本实施例的整体结构如图1、2所示，包括采用圆形普通板式橡胶支座组成的本体1；所述的本体1侧边缘弹性包覆有宽度与本体1侧边缘适配且以硅橡胶为制作材质的防护圈2。

所述的防护圈2采用一体化成型的整体结构，或者采用首尾相连的带状结构形成，其邻接部采用粘接配合；或者采用首尾依次相连的分段式结构形成，其邻接部采用粘接配合。

所述的防护圈2的周长为d，本体1的侧边缘周长为d，0.5d≤d≤d。

实施例2

本实施例的整体结构如图3、4所示，包括采用矩形四氟滑板式橡胶支座组成的本体1；所述的本体1侧边缘弹性包覆有宽度与本体1侧边缘适配且以硅橡胶为制作材质的防护圈2。

所述的防护圈2采用一体化成型的整体结构，或者采用首尾相连的带状结构形成，其邻接部采用粘接配合；或者采用首尾依次相连的分段式结构形成，其邻接部采用粘接配合。

所述的防护圈2的周长为d，本体1的侧边缘周长为d，0.5d≤d≤d。