赵贵英，张红永，谷立宁，庞二红，常广忠
(衡橡科技股份有限公司，河北 衡水 053000)
摘要：公路桥梁板式橡胶支座的形状系数直接决定了抗压弹性模量标准值，通过对标准全规格系列的计算分析可以看出：由于形状系数的变化导致了抗压弹性模量变化较大且变化不均衡，给橡胶支座的生产和使用带来了问题。
关键词：板式橡胶支座；形状系数；抗压弹性模量中图分类号：TQ336.5
文章编号：1009-797X(2021)19-0001-05
文献标识码：B DOI:10.13520/j.cnki.rpte.2021.19.001
公路桥梁板式橡胶支座（下文简称橡胶支座）是由多层薄钢板与多层橡胶片硫化粘合而成的一种橡胶支座产品，它是连接桥梁上部结构和下部结构的重要结构部件。橡胶支座的主要功能是将桥梁上部结构的反力可靠的传递给墩台，并同时能适应梁体结构所需要的变形（水平位移及转角）。根据这些要求，橡胶支座应在垂直方向具有足够的刚度，从而保证在最大竖向荷载作用下橡胶支座产生一定的变形；在水平方向则应具有一定的柔性，以适应梁体由于受制动力、环境、温度、混凝土的收缩和徐变及荷载作用等引起的水平位移；同时橡胶支座还应适应梁端的转动。
橡胶支座抗压弹性模量计算公式中引入了形状系数的概念，并且在JT/T4-2019《公路桥梁板式橡胶支座》标准 5.4.7款中规定［1］：支座的形状系数S应在5~12范围内，并且给出了计算公式：矩形支座 S=L0a×L0b/2t1(L0a+L0b)，圆形支座：S=D0/4t1 ；式中L0a：矩形支座加劲钢板短边尺寸，L0b：矩形支座加劲钢板长边尺寸，t1：支座中间单层橡胶片厚度；D0：圆形支座加劲钢板直径。
根据上述抗压弹性模量标准值的计算公式：E=5 支座抗剪弹性模量，一般取值为1.0，单位：.4GS2，G：
兆帕（MPa）可以看出：形状系数S直接影响抗压弹性模量标准值，S和E值之间成函数关系。
在上述标准中，给出了形状系数S应在5~12之间的范围，这个范围就对应了抗压弹性模量135~
777.6兆帕（MPa）这么大的标准值范围。为了分析形状系数对于不同的规格到底有什么样的影响，我们对JT/T4-2019标准中的形状系数和抗压弹性模量进行了详细计算。
1 分析讨论
经计算，现有标准规格系列中的形状系数平均值为9.21，根据抗压弹性模量计算公式5.4GS2平均形状系数的对应抗压弹性模量标准值为466.56 MPa。经分析，各规格系列的标准抗压弹性模量值上下偏差较大，相比于平均值存在-65.24%到52.27%的偏差。 将各规格系列按照承压面积由低到高排列，从图1中可以看出抗压弹性模量标准值存在着跳跃式变化，其中部分节点出现了断崖式下降。
实际使用过程中，相近的承压面积对应着相近的承载力。目前规格系列中抗压弹性模量标准值的跳跃性变化，意味着假如支座抗压弹模都在合格范围内，相近放置的支座会因为抗压弹性模量不同即竖向变形量相差较大，这样会发生支座的偏载和受力不均现象。过低的抗压弹性模量标准值会导致制造商选择更软的胶料（定伸强度更低），使支座易产生竖向变形，支座直径较小时不太明显。当支座直径较大，支座单层橡
作者简介：赵贵英（1969-），女，学士，工程师，主要从事橡胶支座工艺研究工作。
收稿日期：2021-05-12
2021年 第47卷
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橡塑技术与装备（橡胶）CHINA RUBBER/PLASTICS TECHNOLOGY AND EQUIPMENT (RUBBER)表1 橡胶支座形状系数和抗压弹性模量标准值统计计算表
序号1234567891011121314151617181920212223242526272829303132333435363738394041424344454647484950515253545556575859606162
支座型号100×150系列Φ150系列125×150系列100×200系列150×150系列125×200系列150×200系列175×175系列125×250系列Φ200系列175×200系列150×250系列200×200系列175×250系列150×300系列Φ250系列200×250系列225×225系列175×300系列200×300系列250×250系列225×300系列200×350系列Φ300系列250×300系列275×275系列225×350系列200×400系列250×350系列300×300系列Φ350系列275×350系列250×400系列300×350系列325×325系列275×400系列250×450系列300×400系列350×350系列275×450系列250×500系列Φ400系列325×400系列300×450系列350×400系列325×450系列300×500系列350×450系列Φ450系列325×500系列300×550系列325×550系列300×600系列325×600系列Φ500系列400×500系列450×450系列400×550系列450×500系列Φ550系列400×600系列450×550系列
承压面积/mm2标准形状系数
15 000 17 671 18 750 20 000 22 500 25 000 30 000 30 625 31 250 31 416 35 000 37 500 40 000 43 750 45 000 49 087 50 000 50 625 52 500 60 000 62 500 67 500 70 000 70 686 75 000 75 625 78 750 80 000 87 500 90 000 96211 96 250 100 000 105 000 105 625 110 000 112 500 120 000 122 500 123 750 125 000 125 664 130 000 135 000 140 000 146 250 150 000 157 500 159 043 162 500 165 000 178 750 180 000 195 000 196 350 200 000 202 500 220 000 225 000 237 583 240 000 247 500
5.48 7.00 6.30 6.11 7.00 7.16 8.06 8.25 7.77 9.50 8.83 8.84 9.50 10.03 9.44 7.50 10.60 10.75 10.52 7.17 7.50 7.72 7.62 9.06 8.21 8.28 8.23 7.98 8.79 9.06 10.63 9.31 9.29 9.78 9.84 9.86 9.71 10.40 10.63 10.34 10.07 8.86 10.89 10.92 8.26 11.47 8.28 8.72 10.00 8.72 8.58 9.04 8.84 9.33 8.17 9.87 10.00 10.29 10.54 9.00 10.67 11.02
标准抗压弹性模量/
MPa162.16 264.60 214.33 201.59 264.60 276.83 350.80 367.54 326.01 487.35 421.03 421.99 487.35 543.24 481.21 303.75 606.74 624.04 597.62 277.61 303.75 321.83 313.55 443.25 363.98 370.22 365.76 343.87 417.23 443.25 610.18 468.05 466.04 516.50 522.86 524.99 509.13 584.06 610.18 577.34 547.59 423.90 640.40 643.93 368.43 710.43 370.22 410.61 540.00 410.61 397.53 441.30 421.99 470.06 360.44 526.05 540.00 571.77 599.89 437.40 614.78 655.78
全规格系列标准抗压弹性模量的平均值/MPa
466.56 466.56 466.56 466.56 466.56 466.56 466.56 466.56 466.56 466.56 466.56 466.56 466.56 466.56 466.56 466.56 466.56 466.56 466.56 466.56 466.56 466.56 466.56 466.56 466.56 466.56 466.56 466.56 466.56 466.56 466.56 466.56 466.56 466.56 466.56 466.56 466.56 466.56 466.56 466.56 466.56 466.56 466.56 466.56 466.56 466.56 466.56 466.56 466.56 466.56 466.56 466.56 466.56 466.56 466.56 466.56 466.56 466.56 466.56 466.56 466.56 466.56
单规格标准弹性模量与全规格抗压弹性模量平均值的相对偏差/%
-65.24-43.29-54.06-56.79-43.29-40.66-24.81-21.22-30.124.46-9.76-9.554.4616.443.14-34.9030.0533.7528.09-40.50-34.90-31.02-32.80-5.00-21.99-20.65-21.60-26.30-10.57-5.0030.780.32-0.1110.7012.0712.529.1325.1930.7823.7517.37-9.1437.2638.02-21.0352.27-20.65-11.9915.74-11.99-14.80-5.41-9.550.75-22.7412.7515.7422.5528.58-6.2531.7740.56
·2·
第47卷 第19期
Copyright©博看网 www.bookan.com.cn. All Rights Reserved.综述与专论 赵贵英 等·关于JT/T4-2019《公路桥梁板式橡胶支座》标准中形状系数取值的探讨续表
序号636465666768697071727374757677787980818283848586
支座型号500×500系列400×650系列450×600系列500×550系列Φ600系列450×650系列500×600系列550×550系列500×650系列550×600系列Φ650系列500×700系列550×650系列600×600系列Φ700系列600×650系列600×700系列650×650系列Φ750系列600×750系列650×700系列650×750系列700×700系列Φ800系列平均值
承压面积/mm2标准形状系数
250 000 260 000 270 000 275 000 282 743 292 500 300 000 302 500 325 000 330 000 331 831 350 000 357 500 360 000 384 845 390 000 420 000 422 500 441 786 450 000 455 000 487 500 490 000 502 655
/
8.17 11.02 8.40 8.56 9.83 8.69 8.92 9.00 9.25 9.40 10.67 9.55 9.76 9.83 9.58 10.23 10.60 10.67 10.28 10.94 9.20 9.53 9.58 10.97 9.21
标准抗压弹性模量/
MPa360.44 655.78 381.02 395.68 521.80 407.79 429.66 437.40 462.04 477.14 614.78 492.49 514.39 521.80 495.59 565.13 606.74 614.78 570.66 646.29 457.06 490.43 495.59 649.84 466.56
全规格系列标准抗压弹性模量的平均值/MPa
466.56 466.56 466.56 466.56 466.56 466.56 466.56 466.56 466.56 466.56 466.56 466.56 466.56 466.56 466.56 466.56 466.56 466.56 466.56 466.56 466.56 466.56 466.56 466.56 466.56
单规格标准弹性模量与全规格抗压弹性模量平均值的相对偏差/%
-22.7440.56-18.33-15.1911.84-12.60-7.91-6.25-0.972.2731.775.5610.2511.846.2221.1330.0531.7722.3138.52-2.045.126.2239.28/
图1 抗压弹性模量标准值变化统计表
胶厚度较厚时产生的竖向变形就非常明显。对于这种情况，市场上客户接受程度有限。如D500、500×500系列的支座标准形状系数为8.17，抗压弹性模量标准值为360.44 MPa。市场上反馈此种标准结构的支座目视变形明显，客户普遍不能接受，经常为此投诉，甚至要求更换支座。
从抗压弹性模量的计算公式E=5.4GS2中可以看
出，支座的抗压弹性模量与支座的抗剪弹性模量和形状系数有关。同一种胶料的胶料硬度相同即抗剪弹性模量相同，两个参数确定后理论上抗压弹性模量也应该偏差不大。但当形状系数较小时，抗压弹性模量为正偏差。当形状系数较大时，抗压弹性模量为负偏差。参考公司积累的大量试验数据，分析产生这样现象的原因是抗压弹性模量的标准值不太合理，导致偏差参
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橡塑技术与装备（橡胶）CHINA RUBBER/PLASTICS TECHNOLOGY AND EQUIPMENT (RUBBER)差不齐。针对抗压弹性模量标准值计算公式的不合理性，同时还可以从我国该计算公式的渊源和国内外的计算公式两个角度进行论证。
我国对支座抗压弹性模量的计算公式也是一直变化的，计算公式的渊源具体明细见表2。根据我国制定这个公式的中交公路规划设计院的说明［2］，该公式
的设计来源是通过对样本数据进行回归方程计算得到的。试验分别是1992做的147块抗压弹性模量试验，2003年修订时又做了42块抗压弹性模量试验。从表中可以可以看出，抗压弹性模量与形状系数的关系从早期的一次函数关系发展成了二次函数关系。因此说明该公式仅是一个经验公式，不是一个固定公式。
表2 我国对支座抗压弹性模量计算公式的规定对比
日期
1988-9-11994-3-12004-6-1
名称
《公路桥梁板式橡胶支座技术条件》《公路桥梁板式橡胶支座》《公路桥梁板式橡胶支座》
标准号
JT 3132.2-1988JT/T4-1993JT/T4-2004
计算公式E=53×S-41.8E=66×S-162E=5.4G×S2
查看国内标准《铁路桥梁板式橡胶支座TB/T
［3］
，该标准的数据来源是1979-19811893—2006》
估算竖向变形量的方法。
年铁道部科学研究院对160块不同硬度、不同规格、不同厚度的板式橡胶支座进行了系统的力学性能试验研究［4］。该标准中未列抗压弹性模量的计算公式，仅给出了不同形状系数的抗压弹性模量标准值，详见表3。根据这些标准值，参考公路桥梁板式橡胶支座标准的公式E=5.4GS2，G=1.1（G值的取值根据《铁路桥梁板式橡胶支座标准图 专桥（02）8148—2001》）反算计算系数，可以看出计算系数并不是一个固定值，交通部标准中的5.4是一个介于中间的数值。因此可以间接论证该公路标准中计算公式仅是一个经验公式。
表3 铁路板式橡胶支座抗压弹性模量E与形状系数S的
关系
S56789101112131415E/MPa270 340 420 500 590 670 760 860 950 1 060 1 180 计算
9.8 8.6 7.8 7.1 6.6 6.1 5.7 5.4 5.1 4.9 4.8
系数
2 结论
（1）应调整现有规格系列中的形状系数，降低各型号支座抗压弹性模量标准值的波动，以9~11的区间为宜。
（2）形状系数宜随着支座承压面积的逐渐增大由低到高逐渐平稳变化。
（3）在橡胶支座产品标准规定了抗剪弹性模量和极限抗压强度要求的前提下，不必再对橡胶支座的抗压弹性模量规定一个标准值或计算公式，改为由制造商自行计算橡胶支座的内部钢板和橡胶层，但制造商要保证批量产品抗压弹性模量相对均匀。参考文献：
[1] [2]
冯苠，刘晓娣，李文杰，等. JT/T4-2019 公路桥梁板式橡胶支座[S].北京:中华人民共和国交通运输部，2019-09-01.赵君黎，徐国平，徐栋.JTG 3362-2018 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范[S].北京:中华人民共和国交通运输部，2018-11-01.[3]
张士臣，臧晓秋，王振华，等. TB/T 1893—2006 铁路桥梁板式橡胶支座[S].北京：中华人民共和国铁道部，2007-05-01.[4] [5]
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EN 1337-3-2005，结构支座—第三部分：橡胶支座[S].布鲁塞尔:欧洲标准化委员会，2005-03.
查看国外标准：欧标（EN 1337-3:2005）中规定E=5.0GS
2［5］
；美标（AASHTO-LRFD-2007）规
定E=6.0GS2；美标（AASHTO-LRFD-2012）规定E=4.8GS2。不同标准的“E”值计算系数是不同的并且相差较大，充分说明抗压弹性模量计算值的不确定性。其中规定的系数也仅为试验值，因此抗压弹性模量作为支座力学性能的判定依据是不够严谨的，参考国外经验，该计算公式仅可以用作为支座设计者提供一种
Discussion on the value of the shape coefficient in the JT/T4-2019
\"Highway Bridge Plate Rubber Bearing\" standard
Zhao Guiying, Zhang Hongyong, Gu Lining, Pang Erhong, Chang Guangzhong
(Sino Rubber Technology Co. LTD., Hengshui 053000, Hebei, China)
·4·
第47卷 第19期
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Key words: plate rubber bearing; shape coefficient; compressive elastic modulus
（R-03）
寿光市发力支持轮胎产业 昊华、福麦斯、龙华、跃龙将被重点培育
Shouguang City is committed to supporting the tire industry! Haohua, Firemax, Longhua, and Yuelong will be
intensively cultivated
近日，寿光市政府部署化工行业分类，提升工程营造产业链可持续发展环境。
进入2021年，寿光市根据早规划、早部署，聚焦目标任务，强化要素支撑，以园区化、基地化、专业化、循环化为导向，促进化工全产业链可持续健康发展，提升化工园区管理水平和产业竞争力，进一步推进化工产业转型升级。
文件中提到，寿光市将重点培育轮胎行业。筛选昊华、福麦斯、龙华、跃龙等轮胎行业重点企业，引进云计算平台和人工智能引擎，实施“轮胎制造+人工智能”，实现生产过程中对温度、压力等关键数据的精准掌控，提高产业智能化发展水平，提升产品质量。力争2021年进入山东省轮胎行业前列企业达到2~3家。
实力雄厚
提到轮胎，首先想到的是企业众多，产业链完整的东营，或者拥有玲珑、赛轮、双星、森麒麟四家上市企业的青岛，其实寿光作为轮胎聚集区，实力同样不容小觑。目前，寿光市有大小轮胎企业数十家，不仅数众多，更有多家企业实力雄厚。
在2021全球轮胎75强中，共有2家当地企业上榜，其中山东昊华轮胎位列第35位，潍坊跃龙橡胶位列第38位。在中国橡胶杂志公示的2021年度中国轮胎企业排名中，山东昊华轮胎位列第11，寿光福麦斯轮胎位列第18，潍坊跃龙橡胶排名21，山东银宝轮胎有限公司排名35。
扩张有力
在当地政府的支持下，近年来寿光轮胎进入“跑马圈地”，海外扩张的新阶段。
2020年3月，昊华轮胎斯里兰卡投资3亿美元建设的高性能子午胎项目，取得山东省发改委和商务厅批准，此外，昊华轮胎计划在山东青岛投资设立实验基地和科研中心，计划在未来几年逐步推动企业进入资本市场，其中长期目标是到2025年，跻身于国内轮胎前3名，世界轮胎前20名。
始建于1994年的福麦斯轮胎，目前拥有半钢子午线轮胎1200万套/年，全钢子午线轮胎100万套/年。2020年9月福麦斯轮胎到铜考察调研，计划在铜陵经开区东部园区投资50亿元，建设“年产500万套全钢子午线轮胎”项目。
2020年4月潍坊市跃龙橡胶有限公司全钢子午线轮胎扩产项目首条轮胎顺利下线，跃龙橡胶二期扩产项目规划投资8000万元，产品主要为全钢子午线轮胎。项目建成后，年可实现增加全钢子午线轮胎40万套产能。
摘编自“轮胎商务网”
（R-03）
2021年 第47卷
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