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文檔簡介
一、工作簡況
(一)任務來源
《橋梁支座用高分子材料滑板》(JT/T901—2014)標準自2014年頒布實施以來,
在國內公路橋梁支座滑板安裝實踐中獲得廣泛應用,標準中涉及的支座滑板產(chǎn)品是橋梁
支座中的關鍵部件,因此本標準作為支撐各個橋梁支座標準的一個標準,對我國橋梁設
計起到了重要的支撐作用。另外,近年來,我國建設工程抗震防災能力不斷提高,在降
低地震災害風險、減少地震人員傷亡、保障和改善民生方面發(fā)揮了重要作用。黨中央、
國務院高度重視建設工程抗震工作,國家和地方先后發(fā)布了相關法律法規(guī)、產(chǎn)業(yè)政策、
技術標準等,以規(guī)范和鼓勵建筑減隔震行業(yè)的發(fā)展。隨著橋梁和建筑工程支座結構設計
的發(fā)展以及新材料、新技術和新工藝的出現(xiàn),需要對原來標準進行修訂,將標準要求也
要隨之完善和提高,以更好的指導橋梁和建筑支座滑板的選用。
為此,交通運輸部下達了2020年交通運輸標準化計劃(第一批)的通知(交科技
函〔2020〕389號),行業(yè)標準《橋梁支座用高分子材料滑板》(計劃編號:JT2020-20)。
該項目歸口單位是全國交通工程設施(公路)標準化技術委員會,由深州市工程塑料有
限公司負責主持編寫。
(二)標準起草單位
JT/T901—2014《橋梁支座用高分子材料滑板》實施以來,在國內橋梁行業(yè)得到了
廣泛的推廣和應用,此次標準的修訂全國橋梁行業(yè)的相關單位均希望踴躍參與,經(jīng)標委
會精心篩選,僅邀請了在橋梁建設行業(yè)中具有代表性的骨干企業(yè),參與了本標準的修訂
工作。
標準編制組包括橋梁支座滑板生產(chǎn)單位:深州市工程塑料有限公司;橋梁研發(fā)單位:
中交公路長大橋建設國家工程研究中心有限公司、廣東省公路建設有限公司、湖南大學、
武漢鑫拓力工程技術有限公司;應用單位:河北寶力工程裝備股份有限公司、成都市新
筑路橋機械股份有限公司、衡水中鐵建工程橡膠有限責任公司、河北省同創(chuàng)交通工程配
套產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)技術研究院、衡橡科技股份有限公司、衡水通途工程制品有限公司、豐澤智
能裝備股份有限公司、成都市大通路橋機械有限公司;檢測單位:北京市塑料研究所。
參與編制的主要編寫人均為前期調研、討論、試驗驗證的參與者。
1
(三)主要工作過程
編寫組對標準修訂工作高度重視,前期做了大量調研工作,并有序開展各項工作,
主要工作過程如下:
2020年6月,下達2020年交通運輸標準化計劃形成標準修訂計劃;
2020年8月,形成工作大綱和標準草案,并召開了第一次標準工作組討論會。共有
12家橋梁設計單位、用戶、檢驗機構的23名代表參加了本次會議。會上成立了標準制
定工作組,討論并確定了工作原則、標準適用范圍、產(chǎn)品材料、試驗方法以及技術指標
要求等。根據(jù)會議的討論結果,由深州市工程塑料有限公司主持編制標準草案和標準工
作大綱。
2020年9月,召開了標準工作大綱與標準草案技術評審會,標委會組織專家對工作
大綱及標準草案進行了會議審定,并提出評審意見,標準編寫組根據(jù)專家評審意見進行
修改;
2020年10月-11月,標準編寫工作組內部對標準草案征求意見,召開工作組討論
會,并對標準進行修改;
2020年12月-2021年1月,形成征求意見稿及編制說明,組織召開征求意見評審
會;根據(jù)評審會專家反饋意見,對征求意見稿進行修改后提交至標委會開始掛網(wǎng),征求
標委會及社會各方專家意見。
(四)起草人員及任務分工
主要起草人員及任務分工見表1。
表1主要起草人員及任務分工
序號姓名單位工作任務
中交公路長大橋建設國家工程研究標準文本主要起草人,項目總策劃、產(chǎn)品應
1徐源慶
中心有限公司用方向指導。負責標準的編制起草。
項目技術負責人,核心技術指標與檢測項目
2杜文明深州市工程塑料有限公司
的把控。
標準文本編寫、標準1、2、3、4章內容的
3劉萃深州市工程塑料有限公司
編寫。
4宋陶練深州市工程塑料有限公司標準表1、表2、表3的編寫
2
序號姓名單位工作任務
5杜天民深州市工程塑料有限公司5.1、5.2、5.4的編寫
表1UHPF滑板材料物理機械性能指標的
6吳增輝深州市工程塑料有限公司
提供
7杜云鉛深州市工程塑料有限公司6.2材料試驗方法的編寫
表2UHPF滑板材料摩擦磨耗性能指標的
8張宏雋深州市工程塑料有限公司
提供
表3兩種滑板材料無硅脂潤滑條件下摩擦
9于春寶深州市工程塑料有限公司
磨耗性能指標的提供
表3兩種滑板材料荷載壓縮變形性能指標
10李寧深州市工程塑料有限公司
的提供
項目技術指導,核心技術指標與檢測項目的
11莊軍生深州市工程塑料有限公司
指導與把控。
中交公路長大橋建設國家工程研究表4無硅脂潤滑滑板在地震作用下的動摩
12過超
中心有限公司擦系數(shù)指標的確定
中交公路長大橋建設國家工程研究
13張精岳6.1、6.3、6.4試驗方法的編寫
中心有限公司
14吳玲正廣東省公路建設有限公司附錄C表C.1試驗條件數(shù)據(jù)的提供
15王?;酆颖睂毩こ萄b備股份有限公司附錄A的編寫
16劉海亮成都市新筑路橋機械股份有限公司附錄A表A.1試驗條件數(shù)據(jù)的提供
17劉成成都市新筑路橋機械股份有限公司附錄B表B.1試驗條件數(shù)據(jù)的提供
18李英娣衡水中鐵建工程橡膠有限責任公司附錄B的編寫
河北省同創(chuàng)交通工程配套產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)
19郭勇附錄A表A.4試驗條件數(shù)據(jù)的提供
技術研究院
20王廣業(yè)衡橡科技股份有限公司附錄C的編寫
21馬美琴衡橡科技股份有限公司附錄C表C.2試驗條件數(shù)據(jù)的提供
22趙雷衡水通途工程制品有限公司附錄D的編寫
23呂方北京市塑料研究所7檢驗規(guī)則的編寫
24李炯豐澤智能裝備股份有限公司附錄A表A.2試驗條件數(shù)據(jù)的提供
25吳成亮武漢鑫拓力工程技術有限公司附錄A表A.3的試驗條件數(shù)據(jù)的提供
26伍大同成都市大通路橋機械有限公司附錄B表B.2試驗條件數(shù)據(jù)的提供
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二、標準編制原則和確定標準主要內容的依據(jù)
(一)標準編制原則
標準編制堅持以下基本原則:
1.按照GB/T1.1—2020《標準化工作導則第1部分:標準化文件的結構和起草規(guī)
則》的要求進行編寫;
2.按照交通行業(yè)對標準工作的指導意見編寫;
3.標準編寫體現(xiàn)先進性和前瞻性,推動先進成熟技術、成功經(jīng)驗的同時,為新產(chǎn)品、
新技術和新工藝的引入提供了方法和依據(jù);
4.本次標準編寫注重橋梁減隔震滑板設計,橋梁減隔震設計是近年來國家重點提倡
的橋梁設計理念;
5.標準編寫既重視吸取國內近年來各種結構橋梁支座滑板的應用成果,包括《公路
橋梁摩擦擺式減隔震支座》(JT/T852—2013)、《橋梁雙曲面球型減隔震支座》(JT/T
927—2014)以及今年發(fā)布的《公路橋梁抗震設計規(guī)范》(JTG/T2231-01-2020)以及
近來年的唐山大地震和汶川地震的經(jīng)驗教訓,同時也借鑒國際上針對橋梁和建筑減隔震
設計的先進經(jīng)驗,特別借鑒了歐盟標準EN15129-2018《隔震裝置》和美國提出的“基
于性能的抗震設計理念”以及日本提出的“基于性能的抗震設計方法”等標準規(guī)范。
(二)標準修訂內容及依據(jù)
本次標準修訂相對于2014版標準中各章節(jié)內容均有不同程度的更改,其中主要修
訂內容為:增加了一種超高性能聚四氟乙烯滑板新產(chǎn)品,又按照滑板使用功能劃分為有
硅脂潤滑和無硅脂潤滑滑板,其中無硅脂潤滑滑板主要應用于橋梁減隔震支座中。本次
標準修訂主要圍繞橋梁減隔震支座滑板(無硅脂潤滑滑板)相關性能要求對各章節(jié)、條
款內容進行了修訂。
以下是各章節(jié)具體修訂的內容及依據(jù)說明:
1.“1范圍”部分
修改內容:適用范圍增加了“橋梁減隔震支座用滑板”。
4
修改理由:因本標準修訂的主要目的是增加減隔震支座滑板(無硅脂潤滑滑板),
因此在該章內容中要說明該種滑板的適用范圍。
2.“2規(guī)范性引用文件”部分
修改內容:將描述性語言“下列文件對于本文件的應用是必不可少的。凡是注日期
的引用文件,僅注日期的版本適用于本文件。凡是不注明日期的引用文件,其最新版本
(包括所有的修改單)適用于本文件?!毙薷臑椤跋铝形募械膬热萃ㄟ^文中的規(guī)范性
引用而構成本文件必不可少的條款。其中,注日期的引用文件,僅該日期對應的版本適
用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。”
刪除了以下規(guī)范性引用文件:GB/T1040.2塑料拉伸性能的測定第2部分:模塑
和擠塑塑料的試驗試驗條件;GB/T1591低合金高強度結構鋼;GB/T11352一般工程
用鑄造碳鋼件;JT/T4公路橋梁板式橡膠支座;JT/T391公路橋梁盆式支座;TB/T2331
鐵路橋梁盆式支座。
增加了以下規(guī)范性引用文件:GB/T1040.1塑料拉伸性能的測定第1部分:總則;
GB/T1040.3塑料拉伸性能的測定第3部分:薄膜和薄片的試驗條件;GB/T2040銅
及銅合金板材;GB/T32679超高分子量聚乙烯(PE-UHMW)樹脂;GB/T38173聚四氟
乙烯短纖維;HG/T2903模塑用細顆粒聚四氟乙烯樹脂;JB/T7380水霧化CuSn10青
銅粉;JB/T12420電氣用聚醚醚酮模塑料。
修改理由:按GB/T1.1-2020《標準化工作導則第1部分:標準化文件的結構和
起草規(guī)則》的要求,更改描述性語言,規(guī)范性引用文件為文中直接引用的文件,因標準
內容修訂,規(guī)范性文件進行了相應的增加和刪除。
3.“3術語和定義”部分
修改內容:將描述性語言“下列術語和定義適用于本文件”修改為“GB/T20000.1
界定的以及下列術語和定義適用于本文件?!?/p>
修改了下列術語:
高分子材料滑板:由原來的“用聚四氟乙烯、改性聚四氟乙烯、超高分子量聚乙烯
等高分子材料制成的以減小橋梁支座平面或曲面滑動摩擦系數(shù)的板材(簡稱滑板)。”
改為“用聚四氟乙烯、超高分子量聚乙烯等高分子材料及有機或無機材料進行改性制成
5
的具有良好摩擦、磨耗和耐久性能的板材(簡稱滑板)?!?/p>
修改理由:改性聚四氟乙烯屬于聚四氟乙烯中的一種,只是改變了配比和工藝,具
有被包含關系,故可簡化?;宀牧现饕煞质歉叻肿硬牧?,但是還添加一些無機材料
作為添加劑,為了更加反應滑板材料的配方,故本次修編將其補充。
線磨耗率:由原來的“滑板在一定溫度、壓力和滑動速度條件下,與對磨件相對滑
動時,單位距離的磨耗量,單位為微米每千米(μm/km)?!备臑椤盎逶谝欢囟?、
壓力和滑動速度條件下,與對磨件相對滑動時,每千米滑動距離的磨耗量,單位為微米
每千米(μm/km)?!?/p>
修改理由:根據(jù)使用者反饋,單位距離修改為每千米滑動距離更加清晰、明了。
導向槽:由原來的“導向槽guide單向活動支座用于約束支座沿單方向位移的導
槽?!备臑椤皞认驅Р刍錱uideplate單向活動支座用于約束支座沿單向位移的導
板?!?/p>
修改理由:支座導向槽實為支座頂板邊緣的一個焊接凸臺,內側粘貼滑板,修改為
“側向導槽滑板guideplate單向活動支座用于約束支座沿單向位移的導板”將更加
形象,方便理解。
儲脂坑:由原來的“在滑板表面按一定規(guī)則排列模壓成型的凹坑,用于存放硅脂以
減小滑板與對磨件的靜摩擦系數(shù)和磨耗?!备臑椤霸诨灞砻姘匆欢ㄒ?guī)則排列模壓成型
的球冠凹坑,用于存放硅脂?!?/p>
修改理由:因原表述中“以減小滑板與對磨件的靜摩擦系數(shù)和磨耗”是儲脂坑涂抹
硅脂后的作用,而不是儲脂坑的作用,因此在本次修訂時將其刪除,只描述儲脂坑的作
用。
增加了下列術語:
超高性能聚四氟乙烯滑板ultra-highperformancePTFEslidingplates在
承壓狀態(tài)無硅脂潤滑條件下,磨耗距離不小于15km,線磨耗率不大于30μm/km的板材。
編制組調研了國外抗震技術及支座制作技術水平高的規(guī)范、論文及報告,以及結合
實際橋梁工程正常使用工況和地震工況下支座的損傷情況,存在以下主要問題:
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(1)傳統(tǒng)滑板對硅脂的依賴性強,硅脂在支座運動中被帶出,運營后3-5年硅脂
耗盡且難以補充,摩擦系數(shù)不斷增大,加速磨耗;
(2)傳統(tǒng)滑板材質較硬脆,不耐高溫,地震快速運動下(v=200mm/s)滑板易損壞,
導致支座失效或損壞;
(3)BSEN15129-2018Anti-seismicdevice(隔震裝置歐標15129-2018)以及
AASHTOGSID-2014GuideSpecificationsforSeismicIsolation
Design(FourthEdition)(抗震設計規(guī)范-美國州公路及運輸協(xié)會-2014)等規(guī)范中都明
確了支座滑板應該能承受地震動力工況下快速抗剪切的能力,同時具備長距離低磨耗的
能力;
(4)ExperimentalEvaluationofHigh-PerformanceSlidingSurfacesforBridge
Bearings(橋梁支座高性能滑動面試驗評價)文獻中將具有長距離磨耗性能的填充玻璃
纖維的PTFE和超高分子量等滑板定義為高性能滑板材料;
(5)江陰大橋等支座由于日累積位移達到70m,導致支座及伸縮裝置病害嚴重,其
滑板材料的線磨耗率超過300μm/km,因此線磨耗率低于30μm/km(較300μm/km提高
了10倍)的聚四氟乙烯滑板材料可以歸為超高性能聚四氟乙烯滑板(UHPF),類似混
凝材料其強度超過120MPa,將其稱為超高性能混凝土(UHPC)。
(6)理論上分子量大于100萬的材料均叫超高性能材料,而本滑板材料中主要材
料聚乙烯分子量在900萬以上,聚四氟乙烯分子量在400-500萬,均屬于超高分子量材
料,因此將該材料滑板定義為超高性能聚四氟乙烯滑板。
(7)本材料取代了傳統(tǒng)材料使用硅脂的作法,在無硅脂條件下的耐磨性和潤滑性
能均優(yōu)越于有硅脂條件的耐磨性、潤滑性能,因此定義中界定了性能范圍。
刪除了下列術語:
對磨件backingplate與滑板產(chǎn)生相對滑動的金屬板。
刪除理由:因對磨件不是高分子材料滑板,不屬于本標準應該規(guī)定的技術要求范圍,
因此在本次標準修訂時將其刪除。
4.增加了“符號”(見3.2)
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增加理由:按GB/T1.1—2020《標準化工作導則第1部分:標準化文件的結構和
起草規(guī)則》的規(guī)定要求,在適用時列出適用于本標準的符號,以便于使用者更直觀的了
解標準相關內容。
5.按滑板材料分類增加了“超高性能聚四氟乙烯滑板,代號為UHPF?!保ㄒ?.1.1d)
增加理由:伴隨著橋梁建筑技術的成熟,國家對抗震防災工作的重視和隔震技術又
提到了一個新的重視高度,近年來橋梁建設注重減隔震設計,伴隨著橋梁減隔震支座的
產(chǎn)生,減隔震支座滑板也要跟上支座的設計水平。因此增加了超高性能聚四氟乙烯滑板。
編制組調研了國外抗震技術及支座制作技術水平高的規(guī)范、論文及報告,以及結合
實際橋梁工程正常使用工況和地震工況下支座的損傷情況,存在以下主要問題:
(1)傳統(tǒng)滑板對硅脂的依賴性強,硅脂在支座運動中被帶出,運營后3-5年硅脂
耗盡且難以補充,摩擦系數(shù)不斷增大,加速磨耗;
(2)傳統(tǒng)滑板材質較硬脆,不耐高溫,地震快速運動下(v=200mm/s)滑板易損壞,
導致支座失效或損壞;
(3)BSEN15129-2018Anti-seismicdevice以及AASHTOGSID-2014Guide
SpecificationsforSeismicIsolationDesign(FourthEdition)等規(guī)范中都明確了支
座滑板應該能承受地震動力工況下快速抗剪切的能力,同時具備長距離低磨耗的能力;
(4)ExperimentalEvaluationofHigh-PerformanceSlidingSurfacesforBridge
Bearings文獻中將具有長距離磨耗性能的填充玻璃纖維的PTFE和超高分子量等滑板定
義為高性能滑板材料;
(5)江陰大橋等支座由于日累積位移達到70m,導致支座及伸縮裝置病害嚴重,其
滑板材料的線磨耗率超過300μm/km,因此線磨耗率低于30μm/km的聚四氟乙烯滑板材
料可以歸為超高性能聚四氟乙烯滑板(UHPF),類似混凝材料其強度超過120MPa,將其
稱為超高高性能混凝土(UHPC)。
(6)標準編制單位分別于2020年1月和2020年9月對該種材料初始靜摩擦系數(shù)
和線磨耗率性能在國家鐵路產(chǎn)品質量監(jiān)督檢測中心進行了檢測,檢測結果線磨耗率均低
于30μm/km,初始靜摩擦系數(shù)為0.036。
8
6.修改了“按滑板使用功能分類”
修改內容:將原標準中“4.1.2按滑板使用功能分為:
9
a)承壓用滑板(平面及曲面),代號為CY;
b)側向導槽滑板,代號為CD。”
修改為“按滑板使用功能分為:
a)有硅脂潤滑滑板:滑板表面設儲脂坑,涂滿硅脂,可采用PTFE、M-PTFE、M-PE、
UHPF四種滑板材料;主要用于橋梁盆式支座、球型支座、滑板橡膠支座等。代號RH;
b)無硅脂潤滑滑板:滑板表面不設儲脂坑,不涂硅脂,可采用M-PTFE、UHPF兩種
滑板材料;主要用于具有減隔震功能的支座及結構工程支座。代號WRH;
c)側向導槽滑板:在橋梁支座上使用時,不設儲脂坑,不涂硅脂,可采用PTFE、
M-PTFE、M-PE、SF-I四種滑板材料;主要用于支座側向滑移。代號CD?!?/p>
修改理由:因為本次標準修訂主要是增添了無硅脂潤滑滑板材料,而且功能不僅僅
是承壓,還具有減隔震功能,為了能夠讓設計單位和使用者更好的區(qū)分和選擇滑板,有
必要對各類滑板在使用時的狀態(tài)描述清楚,以便于使用者選擇時更加清晰。
7.增加了幾種滑板形狀
增加內容:增加了“平面環(huán)形滑板、球面環(huán)形滑板、雙曲面滑板”
增加理由:隨著橋梁建設的發(fā)展,橋梁支座結構不斷更新,相對應的滑板形狀也要
求更改,因此在此標準中做了增加。
8.增加了“結構”(4.2)
增加理由:讓設計者和使用者更直觀的看出不同形狀滑板的結構示意圖,以便在選
擇使用時更清晰。
9.“5.1外觀”部分
更改內容:將所有滑板外觀要求一起描述,并增加了SF-I滑板的滑動面顏色要求。
更改理由:由于2014版標準未對側向導槽用SF-I滑板表面顏色進行描述,因此有
必要增加。
10.“5.2材料”部分
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增加內容:增加了UHPF無硅脂潤滑滑板的材料要求:“UHPF滑板應采用超高分子
量聚乙烯添加高強度聚四氟乙烯纖維及有機潤滑材料聚醚醚酮,通過偶聯(lián)劑進行改性?!?/p>
增加理由:因為在滑板分類部分增加了UHPF滑板材料,因此有必要對該種滑板材
料描述清楚。
修改內容:
將原標準中對SF-I滑板的材料表述“銅基三層復合滑板的基體高密度銅合金板厚
0.15
度為2.15mm±0.15mm,中間燒結多孔青銅層厚度為0.250mm,表面由80%聚四氟乙烯
0.02
和20%鉛(體積比)組成的填充聚四氟乙烯燒結而成,厚度為0.100mm。其公差要求應
0.1
符合JT/T391的規(guī)定。銅基三層復合滑板成品的總厚度為2.40mm。”修改為“SF-I滑
板應采用高密度銅合金為基材,中間為多孔青銅層,表面為聚四氟乙烯和鉛組成的填充
聚四氟乙烯材料?!?/p>
刪除了滑板對磨件及硅脂的材料要求。
修改理由:原標準中對SF-I滑板的描述將公差要求也包含在了其中,為了段落層
次更加分明,將原標準中的描述分為兩部分,只將材料部分要求在這里進行了描述。
因滑板對磨件屬于滑板使用者采用的材料,不屬于滑板生產(chǎn)廠家所生產(chǎn)的產(chǎn)品,因
此在此標準中刪除。
11.“5.3滑板材料性能”部分
修改內容:原標準中將三種滑板材料力學性能在一個表中統(tǒng)一描述。該標準中將滑
板材料性能分為四張表進行描述。其中,物理機械性能統(tǒng)一為一張表描述;有硅脂潤滑
滑板與無硅脂潤滑滑板的摩擦系數(shù)、線磨耗率與荷載壓縮變形性能分成兩張表描述;無
硅脂潤滑滑板在地震作用下動摩擦系數(shù)單獨描述。
增加內容:增加了PTFE、M-PTFE滑板的拉伸彈性模量性能要求;增加了有硅脂潤
滑滑板UHPF滑板的物理機械性能和摩擦系數(shù)、線磨耗率與壓縮變形指標的性能要求;
增加了M-PTFE、UHPF兩種無硅脂潤滑滑板摩擦系數(shù)、線磨耗率與壓縮變形及在地震作
用下的動摩擦系數(shù)性能指標的要求。
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原標準中滑板力學性能要求見表2。
表2聚四氟乙烯滑板、改性聚四氟乙烯滑板和超高分子量聚乙烯耐磨滑板
力學性能要求
序聚四氟乙烯改性聚四氟乙超高分子量聚
項目
號滑板烯滑板乙烯耐磨滑板
1密度ρ(g/cm3)2.14<ρ≤2.202.0<ρ≤2.100.93<ρ≤0.98
2拉伸強度a(MPa)≥30≥21≥30
3斷裂伸長率a(%)≥300≥300≥250
4球壓痕硬度(H132/60)H(MPa)23≤H≤3326.4≤H≤39.626.4≤H≤39.6
5彈性模量Et(MPa)————680≤Et≤1020
相對滑動速度
0.4
(mm/s)
靜摩擦
21±2≤0.012
在5201-2系數(shù)試驗
硅脂潤滑溫度0±2≤0.018
μs
條件下與
(℃)-35±2≤0.035
6不銹鋼板
相對滑動速度
815
或鍍硬鉻(mm/s)
鋼板滑動動摩擦
試驗溫21±2≤0.005
摩擦系數(shù)系數(shù)
度0±2≤0.012
μdyn
(℃)-35±2≤0.025
在5201-2壓應力(MPa)304545
硅脂潤滑試驗溫度(℃)21±221±221±2
條件下與
相對滑動速度(mm/s)81515
不銹鋼板
摩擦時的往復滑動距離(mm)±10±10±10
線磨耗率累計滑動距離(km)15050
線磨耗率(μm/km)≤15≤5≤5
平均壓應力(MPa)6090180
荷載壓縮試驗溫度(℃)35±235±235±2
變形持荷時間(h)484848
壓縮變形量(mm)≤0.0005h0
注:h0為試件初始外露高度。
a對于厚度大于2mm的滑板,按車削方法制取的試件的拉伸強度和斷裂伸長率,不應低于表中規(guī)定值
的90%。
修改后的標準中滑板材料性能見表3滑板物理機械性能要求;表4有硅脂潤滑滑板
摩擦系數(shù)、線磨耗率與荷載壓縮變形性能要求;表5無硅脂潤滑滑板摩擦系數(shù)、線磨耗
率與荷載壓縮變形性能要求;表6無硅脂潤滑滑板在地震作用下的動摩擦系數(shù)性能要求。
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表3滑板物理機械性能要求
項目PTFEM-PTFEM-PEUHPF
密度ρ(g/cm3)2.14<ρ≤2.202.0<ρ≤2.100.93<ρ≤0.980.95<ρ≤1.05
拉伸強度(MPa)≥30≥21≥30≥21
斷裂拉伸應變(%)≥300≥300≥250≥150
球壓痕硬度H
23≤H≤3326.4≤H≤39.626.4≤H≤39.626.4≤H≤39.6
(H132/60)(MPa)
拉伸彈性模量E
t480≤E≤720600≤E≤900680≤E≤1020600≤E≤900
(MPa)tttt
表4有硅脂潤滑滑板摩擦系數(shù)、線磨耗率與荷載壓縮變形性能要求
項目PTFEM-PTFEM-PEUHPF
相對滑動速度(mm/s)0.4
初始靜
摩擦系21±2≤0.012
試驗溫度
數(shù)0±2≤0.018
(℃)
在有硅脂潤μs
-35±2≤0.035
滑條件下與
相對滑動平均速度
不銹鋼板滑815
(mm/s)
動摩擦系數(shù)動摩擦
21±2≤0.005
系數(shù)
試驗溫度
0±2≤0.012
μd(℃)
-35±2≤0.025
壓應力(MPa)3045
在有硅脂潤試驗溫度(℃)21±2
滑條件下與相對滑動平均速度(mm/s)815
不銹鋼板
摩擦的相對往復滑動距離(mm)±10
線磨耗率累計滑動距離(km)150
線磨耗率(μm/km)≤15≤5
壓應力(MPa)60120180120
荷載壓縮試驗溫度(℃)35±2
變形持荷時間(h)48
壓縮變形量(mm)≤0.0005S0
13
表5無硅脂潤滑滑板摩擦系數(shù)、線磨耗率與荷載壓縮變形性能要求
項目M-PTFEUHPF
相對滑動速度(mm/s)0.4
初始靜摩21±2≤0.07≤0.05
擦系數(shù)μs試驗溫度(℃)0±2≤0.08≤0.06
在無硅脂潤滑
條件下與不銹-35±2≤0.10≤0.07
鋼板滑動摩擦相對滑動平均速度(mm/s)15
系數(shù)
動摩擦21±2≥0.05≥0.03
系數(shù)μd試驗溫度(℃)0±2≥0.06≥0.04
-35±2≥0.08≥0.05
壓應力(MPa)45
試驗溫度(℃)21±2
在無硅脂潤滑
條件下與不銹相對滑平均動速度(mm/s)15
鋼板摩擦時的相對往復滑動距離(mm)±10
線磨耗率
累計滑動距離(km)1015
線磨耗率(μm/km)≤100≤30
壓應力(MPa)120
荷載壓縮試驗溫度(℃)35±2
變形持荷時間(h)48
壓縮變形量(mm)≤0.0005S0
表6無硅脂潤滑滑板在地震作用下的動摩擦系數(shù)性能要求
項目M-PTFEUHPF
無硅脂潤滑滑板在地震相對滑動平均速度(mm/s)200
≥0.05≥0.03
作用下的動摩擦系數(shù)μd試驗溫度(℃)21±2
第3周期與第20周期的摩擦系數(shù)
反復加載次數(shù)相關性≤20
對比變化率(%)
修改理由:本標準2014版的滑板材料主要針對常用的盆式支座和球型支座。近年
來摩擦擺式隔震支座等減隔震支座的公路橋梁上大量應用,因此有必要提供即具有一定
摩擦耗能,且具有良好的耐磨性能的滑板材料,供橋梁減隔震支座使用。因此,在標準
修訂中,根據(jù)近年來我國減隔震支座用高分子滑板的研究和開發(fā)現(xiàn)狀,結合國外相關標
14
準,補充了用于減隔震支座的滑板材料(無硅脂潤滑滑板)。根據(jù)歐洲標準EN15129-2018
減隔震裝置要求,用于減隔震支座的滑板材料應滿足以下要求:
(1)滑板材料不采用硅脂潤滑;
(2)滑板材料應具有良好的蠕變性能,在恒定荷載作用下48h的蠕變變形小于滑
板外露厚度的20%;
(3)對于橋梁支座滑板材料應具有良好的耐磨性能,磨耗距離應能滿足滑動距離
不少于10km的要求。
參照上述要求,標準對無硅脂潤滑滑板制定了荷載壓縮變形和線磨耗率等相關性能
指標和試驗方法。
對無硅脂潤滑滑板在減隔震支座上使用時,一方面應滿足常規(guī)支座的摩擦與磨耗的
性能要求,另一方面應滿足地震作用下摩擦耗能的作用。因此,在標準中除了按常規(guī)支
座使用要求,規(guī)定了在非地震作用下無硅脂潤滑滑板的性能要求,還規(guī)定了地震作用下
無硅脂潤滑滑板的快速動摩擦系數(shù)指標。滑板的動摩擦系數(shù)隨滑動速度增加而增加,通
常地震條件下支座滑板的相對滑動速度在100mm/s---1000mm/s。根據(jù)國外的經(jīng)驗滑動速
度在200--250mm/s時,滑板的動摩擦系數(shù)趨于穩(wěn)定。通過我們對多組無硅脂潤滑滑板
在50,100,150,200和250mm/s速度條件下動摩擦系數(shù)的測定,驗證了上述結論。故
確定無硅脂潤滑滑板動摩擦系數(shù)的測定速度為200mm/s。
對于格式的編排因為該標準中增添了無硅脂潤滑滑板,在4.1.2中按照使用功能分
類分為了有硅脂潤滑滑板、無硅脂潤滑滑板和側向導槽滑板,因為有硅脂潤滑和無硅脂
潤滑兩類滑板的物理機械性能指標試驗方法相同,因此放在一個表中描述,這樣既簡要
清晰,避免了重復,而且可以說明問題;而兩類滑板的摩擦系數(shù)、線磨耗率與荷載壓縮
變形性能試驗條件不同,因此分開描述;對于無硅脂潤滑滑板主要是起到減隔震作用,
因此將無硅脂潤滑滑板在地震作用下的動摩擦系數(shù)單獨進行描述,這樣層次分明,易于
理解,可以指導使用者更好的應用。
12.“5.4工藝要求”部分
(1)修改內容:
15
①將“滑板尺寸d>1200mm板材偏差+0.7mm修改為偏差+0.6mm”;
②將SF-I滑板的尺寸偏差要求由5.2章節(jié)調整至本章節(jié),并將SF-I滑板基層厚度
2.15±0.15mm修改為2.05±0.15mm;
③修改了滑板儲脂坑平面布置圖,并將儲脂坑直徑尺寸公差由Φ8±1mm修改為Φ8
±0.5mm;
修改理由:根據(jù)多年的生產(chǎn)實踐經(jīng)驗,伴隨著客戶方對產(chǎn)品的公差精度要求越來越
嚴格,因此對產(chǎn)品尺寸偏差要求進行修改。
(2)刪除內容:
①刪除了PTFE、M-PTFE、M-PE三種材料滑板具體模壓、燒結工藝參數(shù);
②刪除了PTFE與M-PTFE表面處理方式以及SF-I滑板與基層鋼板的連接方式;
刪除理由:因為產(chǎn)品加工工藝參數(shù)在加工過程中會根據(jù)工藝、設備的改進有所變化,
因此不適合在標準中做出具體要求;對于滑板的表面處理工藝和滑板與基層鋼板的連接
工藝不是滑板生產(chǎn)方所要控制的,因此對這些工藝要求進行刪除;
(3)增加內容:增加了UHPF滑板與SF-I滑板的加工工藝要求。
增加理由:此次標準修訂新增了UHPF滑板,因此有必要增加該滑板的工藝要求,
對于SF-I的加工工藝從其它章節(jié)調整到此章節(jié)描述,以確保標準的邏輯性和完整性。
13.“6試驗方法”部分
(1)增加內容:增加了材料的試驗方法要求。
增加理由:按照GB/T1.1—2020的編寫要求,對于第5章提到的技術要求內容,
均需要在此章給出試驗方法要求。
(2)修改內容:修改了滑板拉伸強度和斷裂拉伸應變的試驗方法要求;修改了滑
板拉伸彈性模量的試驗方法要求;修改了滑板直徑、長度和寬度的測量工具要求。
修改理由:根據(jù)實際試驗方法與JT/T391-2019《公路橋梁盆式支座》、TB/T
2331-2013《鐵路橋梁盆式支座》、TB/T3320-2013《鐵路球型支座》、TB/T1853-2018
16
《鐵路橋梁鋼支座》、GB/T37358-2019《建筑摩擦擺隔震支座》等相關支座標準規(guī)定,
對滑板拉伸強度和斷裂拉伸應變以及拉伸彈性模量的試驗方法進行修改。因為實際不存
在精度0.1mm的鋼直尺,因此有必要對鋼直尺精度要求進行更改。
14.“7檢驗規(guī)則”部分
(1)增加內容:
①增加了正常生產(chǎn)時的型式檢驗要求“正常生產(chǎn)時,密度、拉伸強度、斷裂拉伸應
變、球壓痕硬度、拉伸彈性模量每年進行一次第三方檢驗;摩擦系數(shù)、線磨耗率、荷載
壓縮變形、層間結合牢度、壓縮永久變形每兩年進行一次第三方檢驗”;
②增加了“組批與抽樣”。
增加理由:因檢驗項目多而且檢驗頻次不同,有必要進行分別描述,以便于生產(chǎn)方
和使用方更直觀的了解型式檢驗項目和檢驗周期。對于組批與抽樣的修改是根據(jù)行業(yè)標
準編寫要求,這樣讓使用者更容易理解,使用標準時更容易操作。
(2)修改內容:修改了判定規(guī)則要求。
修改理由:能夠更好的指導滑板生產(chǎn)方在型式檢驗和出廠檢驗時的操作方式,也便
于客戶方驗收時的操作。
15.“附錄A滑板摩擦系數(shù)試驗方法”部分
修改內容:修改了有硅脂潤滑滑板摩擦系數(shù)試驗用試樣示意圖;修改了有硅脂潤滑
滑板靜、動摩擦系數(shù)的試驗方法。
修改理由:根據(jù)相關支座標準要求,摩擦系數(shù)試樣要隨之更改;對于試驗方法的描
述更加具體,這樣可以更好的指導滑板摩擦系數(shù)試驗過程,減小試驗結果誤差。
增加內容:增加了有硅脂潤滑滑板UHPF的摩擦系數(shù)試驗條件;增加了無硅脂潤滑
滑板靜、動摩擦系數(shù)和反復加載次數(shù)相關性試驗方法和試驗條件以及計算方法要求。
增加理由:因該標準中增加了UHPF滑板材料,因此有必要對該種新滑板材料的摩
擦系數(shù)試驗條件進行規(guī)定;標準中同樣新增了兩種無硅脂潤滑滑板材料,無硅脂潤滑滑
板工作原理主要是通過不同摩擦系數(shù)而實現(xiàn)減隔震的功能,因此有必要將無硅脂潤滑滑
17
板的摩擦系數(shù)試驗方法及試驗過程詳細描述,以便得出更加準確的試驗結果,更好的指
導設計單位和用戶方對無硅脂潤滑滑板摩擦系數(shù)指標的驗證工作。
16.“附錄B滑板線磨耗率試驗方法”部分
增加內容:增加了有硅脂潤滑滑板UHPF的線磨耗率試驗條件和無硅脂潤滑滑板線
磨耗率的試驗條件。
增加理由:因該標準中增加了UHPF有硅脂潤滑滑板和兩種無硅脂潤滑滑板,因此
有必要對新增的UHPF有硅脂潤滑滑板和無硅脂潤滑滑板的線磨耗率性能指標試驗過程
進行描述,以便指導試驗過程,確保試驗結果的準確性。
修改內容:線磨耗率計算公式由原來的“磨耗后-磨耗前”改為“磨耗前-磨耗后”。
修改理由:通過咨詢相關專家和檢驗機構專業(yè)人士,確認原標準的規(guī)定是錯誤的,
因此有必要對其進行修改。
17.“附錄C滑板荷載壓縮變形試驗方法”部分
增加內容:增加了有硅脂潤滑滑板UHPF的荷載壓縮變形試驗條件和兩種無硅脂潤
滑滑板荷載壓縮變形的試驗條件。
增加理由:因該標準中增加了UHPF有硅脂潤滑滑板和無硅脂潤滑兩種滑板,因此
有必要對新增的UHPF有硅脂潤滑滑板和無硅脂潤滑滑板的荷載壓縮變形性能指標試驗
過程進行描述,以便指導試驗過程,確保試驗結果的準確性。
18.“附錄D銅基三層復合滑板層間結合牢度和壓縮永久變形試驗方法”部分
修改了SF-I滑板試驗尺寸,由原來的“層間結合牢度試件尺寸為120mm×120mm×
2.5mm,壓縮變形試件尺寸為15mm×15mm×2.5mm?!毙薷臑椤皩娱g結合牢度試樣尺寸應
為120mm×20mm×2.4mm,壓縮永久變形試樣尺寸為15mm×15mm×2.4mm?!?/p>
增加了SF-I滑板壓縮永久變形試驗裝置示意圖。
修改、增加理由:因在本標準5.4.1.2條款中對SF-I滑板的總厚度做了要求,因
此應按照滑板的尺寸要求選取試件。增加SF-I滑板壓縮永久變形試驗裝置示意圖后讓
人更中直觀的理解滑板壓縮永久變形試驗的方法和過程。
18
三、主要試驗的分析綜述報告、技術經(jīng)濟論證或預期的經(jīng)濟效果
(一)主要試驗的分析綜述報告
我國大多數(shù)地區(qū)都處于地震區(qū),5.12汶川地震以后,我國高度重視橋梁的抗震設計。
目前我國的橋梁支座標準中鮮少有減隔震支座無硅脂潤滑專用滑板。因此,本標準添加
減隔震支座無硅脂潤滑專用滑板——改性聚四氟乙烯滑板和超高性能聚四氟乙烯滑板。
其中,超高性能聚四氟乙烯滑板(UHPF)在深中通道橋梁工程、廈門二通道國家重點工
程中獲得了應用,因此我們將超高性能聚四氟乙烯滑板(UHPF)增添到本標準中。
我們經(jīng)過多次試驗并模擬地震工況下的動摩擦系數(shù)證明,本標準中的數(shù)據(jù)真實可
靠,具有穩(wěn)定性和廣泛性。以下為主要試驗報告。
19
密度試驗
滑板密度試驗方法按GB/T1033.1的規(guī)定進行,具體試驗見表7~表10。
表7PTFE密度
試驗次數(shù)檢測日期第一塊第二塊第三塊平均值技術指標判定
第一組2019.9.102.1622.1622.1632.1622.14<ρ≤2.20合格
第二組2020.3.152.1642.1672.1612.1642.14<ρ≤2.20合格
第三組2020.5.102.1682.1622.1652.1652.14<ρ≤2.20合格
平均值2.1642.14<ρ≤2.20合格
表8M-PTFE密度
試驗次數(shù)檢測日期第一塊第二塊第三塊平均值技術指標判定
第一組2019.9.102.0662.0682.0692.0682.0<ρ≤2.10合格
第二組2020.3.72.0662.0672.0692.0672.0<ρ≤2.10合格
第三組2020.5.102.0702.0732.0712.0712.0<ρ≤2.10合格
平均值2.0692.0<ρ≤2.10合格
表9M-PE密度
試驗次數(shù)檢測日期第一塊第二塊第三塊平均值技術指標判定
第一組2019.9.90.9320.9310.9310.9310.93<ρ≤0.98合格
第二組2020.3.70.9320.9340.9350.9340.93<ρ≤0.98合格
第三組2020.5.100.9330.9350.9360.9350.93<ρ≤0.98合格
平均值0.9330.93<ρ≤0.98合格
表10UHPF密度
試驗次數(shù)檢測日期第一塊第二塊第三塊平均值技術指標判定
第一組2019.9.100.9620.9670.9630.9640.95<ρ≤1.05合格
第二組2020.3.70.9730.9700.9720.9720.95<ρ≤1.05合格
第三組2020.5.100.9690.9710.9690.9700.95<ρ≤1.05合格
平均值0.9690.95<ρ≤1.05合格
20
球壓痕硬度試驗
滑板球壓痕硬度試驗方法按GB/T3398.1的規(guī)定進行,荷載132N、持荷時間60s,
具體試驗見表11~表14。
表11PTFE球壓痕硬度
試驗次數(shù)檢測日期第一塊第二塊平均值技術指標判定
第一組2019.9.1028262723≤H≤33合格
第二組2020.3.727272723≤H≤33合格
第三組2020.5.1027282823≤H≤33合格
平均值2723≤H≤33合格
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