DC 01 thi nghiem goi cau cao su TLMT 07 08 19 OK

Đề cương thí nghiệm gối cao su cốt bản thép

ĐỀ CƯƠNG THÍ NGHIỆM
GỐI CẦU CAO SU CỐT BẢN THÉP
1. PHẠM VI ÁP DỤNG
1. Đề cương này được áp dụng để thí nghiệm các loại gối cầu được sử dụng cho Dự án
"Đầu tư xây dựng đường cao tốc Trung Lương – Mỹ Thuận" theo các tiêu chuẩn có liên quan
và chỉ dẫn kỹ thuật của dự án.

2. TIÊU CHUẨN ÁP DỤNG
Tiêu chuẩn áp dụng: ASTM D4014; AASHTO M251; 22TCN 217-94; ASTM
A570 và chỉ dẫn kỹ thuật của Dự án
3. THÔNG SỐ KỸ THUẬT
3.1. Thông số kỹ thuật của gối cầu cao su cốt bản thép
Chỉ tiêu thí nghiệm

Ký hiệu

Giá trị

Đơn vị

Tải trọng thiết kế

VTK

280

kN

3.2. Thông số kỹ thuật của vật liệu chế tạo gối
TT

Chỉ tiêu thí nghiệm

Tiêu chuẩn thí
nghiệm

Giá trị cho
phép

TCVN 1595-1:2007

60 ± 5

I

Cao su

1

Độ cứng Shore A

3

Cường độ chịu kéo của cao su

4

Độ dãn dài khi đứt của cao su

5

Sự thay đổi độ cứng Shore A (70h ở 100oC)

<+ 15

6

Sự thay đổi cường độ chịu kéo (70h ở 100oC) TCVN 2229 :2007

>-15 %

7

Sự thay độ dãn dài khi đứt (70h ở 100oC)

>-40 %

8

Biến dạng nén dư tại (22h ở 70oC)

9

Hư hại do ozon (20%;50pphm, 40±2oC ở
96h)

ISO 1431L1-2012

không nứt

10

Độ bám dính của cao su với cốt bản thép

TCVN 4867:1989

7 kg/cm

TCVN 4509-2006

≥ 1550 N/cm2
> 350 %

ASTM D395 - 03
Phương pháp B

35 %

Trang 3/8


Đề cương thí nghiệm gối cao su cốt bản thép

TT

Chỉ tiêu thí nghiệm

Tiêu chuẩn thí

nghiệm

Giá trị cho
phép

TCVN 10308:2014

100 N/cm2

11

Modun trượt vật liệu cao su

II

Thép (AASHTO M270M)

1

Giới hạn bền

MPa

400 Min

2

Giới hạn chảy

MPa

250 Min

3

Độ giãn dài

%

23 Min

4. QUY TRÌNH LẤY MẪU VÀ TẦN SUẤT THÍ NGHIỆM
4.1. Gối hoàn chỉnh
-

Gối được chọn ngẫu nhiên từ lô gối sử dụng cho dự án

-

Số lượng gối cần thiết để thí nghiệm cho 01 tần suất như sau.

Chỉ tiêu thử nghiệm

Số lượng mẫu

Moduyn trượt gối cao su cốt bản thép

02

Nén ngắn hạn

01

4.2. Vật liệu chế tạo gối
Các mẫu thử vật liệu chế tạo gối được gia công từ mẫu gối thí nghiệm đến kích
thước yêu cầu để thí nghiệm.

5. PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM GỐI CẦU
5.1. Thí nghiệm tải trọng nén thẳng đứng
Thí nghiệm tải trọng nén thẳng đứng với tải trọng nén thí nghiệm bằng 1.5 tải trọng
nén thiết kế lớn nhất (VTN = 1.5VTK)
Tiêu chuẩn áp dụng: TCVN 10308 :2014; Chỉ dẫn kỹ thuật của dự án
Ghi chú:
1. Mẫu thử
2. Đồng hồ đo biến dạng
3. Khung gia tải và hệ thống kích thủy lực

Sơ đồ thí nghiệm
Trang 4/8


Đề cương thí nghiệm gối cao su cốt bản thép
a.

Thiết bị thí nghiệm:

-

Khung gia tải 650T và hệ thống kích thủy lực;

-

Đồng hồ đo biến dạng, độ chính xác 0.01mm;

-

Các thiết bị phụ trợ khác.

b.

Mẫu thử - Sample
01 gối hoàn chỉnh.

c.

Trình tự thực hiện
Các
bước

Công tác thực hiện

Bước 1

Lắp đặt gối vào vị trí nén trong khung gia tải

Bước 2

Lắp đặt 4 đồng hồ đo biến dạng tại 4 góc của gối

Bước 3

Ghi nhận các giá trị ban đầu

Bước 4

Tăng tải trọng thí nghiệm theo từng cấp với VTN = 0.2VTK; 0.4VTK; 0.5VTK;
0.6VTK; 0.8VTK; 1.0VTK; 1.25 VTK ;1.5VTK. Tại mỗi cấp giữ 3 phút, ghi lại giá trị
trên các đồng hồ đo biến dạng

Bước 5

Sau khi giữ hết 15 giờ, trước khi giảm tải phải quan sát bằng mắt để kiểm tra
xem gối có bị phồng rộp, nứt hay không, ghi nhận các giá trị trên đồng hồ tại
cấp tải 1.5VTK

Bước 6

Giảm tải về "0", quan sát và đánh giá tình trạng của gối.

d.

Thu thập và phân tích kết quả

-

Số liệu thí nghiệm được ghi trong bảng sau
Cấp lực

Lực

Số đọc trên đồng hồ đo biến dạng
Đồng hồ 1

Đồng hồ 2

Đồng hồ 3

Đồng hồ 4

0.0 Vmax
0.1 Vmax
0.2 Vmax
0.4 Vmax
0.5 Vmax
0.6 Vmax
0.8 Vmax
1.0 Vmax
1.25 Vmax
Trang 5/8


Đề cương thí nghiệm gối cao su cốt bản thép

Cấp lực

Lực

Số đọc trên đồng hồ đo biến dạng
Đồng hồ 1

Đồng hồ 2

Đồng hồ 3

Đồng hồ 4

1.5 Vmax

-

Thu thập và phân tích kết quả dựa trên tiêu chuẩn TCVN 10308 :2014.

5.2. Thí nghiệm moduyn trượt của gối (theo tiêu chuẩn TCVN 10308 :2014).
Thí nghiệm môđun trượt của gối cầu được tiến hành dưới tác dụng của tải trọng
nén bằng 800N/cm2, tải trong ngang H đo ở biến dạng ngang 0.3 và 0.7 Hcs (Hcs: tổng
chiều dày phần cao su của gối).
Sơ đồ thí nghiệm

Ghi chú:
1 - Bản đệm thép
2 - Bản đệm thép
3 - Mẫu thử
a.

Thiết bị thí nghiệm:

-

Khung gia tải 650T và hệ thống kích thủy lực;

-

Đồng hồ đo biến dạng, độ chính xác 0.01mm;

-

Các thiết bị phụ trợ khác.

b.

Mẫu thử
02 gối hoàn chỉnh

c.

Trình tự thực hiện:
Các
bước

Công tác thực hiện

Bước 1

Lắp đặt 02 gối cùng chủng loại vào vị trí nén trong khung gia tải.

Bước 2

Tác dụng vào bản thép một lực nén không đổi đủ để gây ra trong gối ứng suất
nén 800N/cm2

Bước 3

Tác dụng lực đẩy ngang N vào tấm bản thép để tạo ra dịch vị ngang bằng
Trang 6/8


Đề cương thí nghiệm gối cao su cốt bản thép
Các
bước

Công tác thực hiện
0.9Hcs (Hcs: tổng chiều dày các lớp cao su)

Bước 4

Đưa lực đẩy ngang về không (N = 0)

Bước 5

Tăng dần lực đẩy ngang cho tới khi độ chuyển dịch của gối tương ứng bằng
0.3Hcs và 0.7Hcs, đồng thời ghi nhận giá trị lực ngang N tại mỗi chuyển dịch
đó.

Bước 6

Giảm tải ngang về không.

Bước 7

Giảm tải trọng nén thẳng đứng về không.

d.

Thu thập và phân tích kết quả
Đọc các trị số lực N1 và N2 tạo ra các dịch vị ngang tương ứng bằng 0.3Hcs và
0.7Hcs. Moduyn trượt của gối được tính theo công thức:

Trong đó: a, b là kích thước của gối cầu
5.3. Thí nghiệm vật liệu chế tạo gối
-

Kiểm tra độ cứng của cao su bằng thiết bị Shore A

-

Đo kiểm tra lại kích thước của mẫu thử sau khi được gia công

-

Mẫu thử sau khi gia công đã đạt kích thước quy định ta tiến hành lắp lên máy kéo
xác định được độ bền kéo đứt và độ giãn dài khi đứt của cao su.

-

Thử nghiệm lão hóa: Mẫu thử sau khi gia công đã đạt kích thước quy định cho mẫu
vào tủ sấy và sấy với nhiệt độ, thời gian đúng như quy định (100oC; 70h). Sau khi
đủ thời gian sấy tiến hành lắp lên máy kéo xác định được thay đổi tính chất bền
kéo, thay đổi độ dãn dài, thay đổi độ cứng.

-

Thử nghiệm nén dư: Mẫu được gia công theo đúng kích thước quy định ta tiến
hành đo chiều cao mẫu sau đó nén mẫu trong khuôn bằng kích thước quy định
trong tiêu chuẩn, cho mẫu được nén trong khuôn vào tủ sấy đủ thời gian. Sau đó bỏ
mẫu ra khỏi khuôn đo lại chiều cao mẫu xác định được biến dạng nén dư.

-

Thử nghiệm ozone: Mẫu thử sau khi gia công đã đạt kích thước quy định kẹp mẫu
vào khuôn đúng biến dạng 20%. Sau đó cho vào máy Ozone dặt đúng nồng độ
ozone, nhiệt độ và thời gian quy định. Đủ thời gian ta tiến hành bỏ ra quan sát nứt
gẫy

Trang 7/8


Đề cương thí nghiệm gối cao su cốt bản thép
-

6.

Thử nghiệm mẫu moduyn trượt cao su : Mẫu được gia công theo đúng kích thước
quy định . Sau đó ta tiến hành đo kích thước mẫu và đưa lên máy kéo, kéo theo các
cấp ứng với các chuyển vị, ghi lại giá trị lực ứng theo
CÁC TIÊU CHÍ LOẠI BỎ GỐI

-

Với bất kỳ gối cao su nào, mẫu thí nghiệm sẽ bị loại bỏ theo các tiêu chí sau:

+

Quan sát bằng mắt để kiểm tra khả năng liên kết giữa các lớp cao su với cốt bản
thép (hiện tượng phồng rộp gữa các lớp cao su và cốt bản thép);

+

Nếu thấy các lớp cao su (các lớp đàn hồi) có nhiều vết nứt hoặc có ít nhất 3 vết nứt
mà chiều rộng vết nứt 2mm;

Trang 8/8