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CCS P28
团 体 标 准
T/CCTAS 294—2025
公路桥梁高性能聚氨酯支座
High-performance polyurethane bearings for highway bridges
(此版本未经出版审核,仅供参考,以最终出版发布为准)
2026-01-01 实施
2 0 2 5 - 1 2 - 2 6 发 布
中国交通运输协会 发 布
T/CCTAS 294—2025
目 次
前言 I
1 范围 1
2 规范性引用文件 1
3 术语和定义 1
4 分类与结构 2
5 技术要求 4
6 试验方法 9
7 检验规则 10
8 标志、包装、运输和贮存 12
附 录A(规范性附录)高性能聚氨酯支座的设计计算 13
附 录B (规范性附录)聚氨酯聚合物耐水性能试验方法 15
附 录C (规范性附录)聚氨酯聚合物耐霉变性能试验方法 17
附 录D(规范性附录)高性能聚氨酯支座力学性能试验方法 20
附 录E (规范性附录)桥梁高性能聚氨酯支座水平疲劳性能试验方法 26
附 录F (规范性附录)桥梁高性能聚氨酯支座耐水性能试验方法 27
T/CCTAS 294—2025
前 言
本文件按照GB/T 1.1—2020《标准化工作导则 第1部分:标准化文件的结构和起草规则》的规定 起草。
请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。
本文件由中国交通运输协会新技术促进分会提出。
本文件由中国交通运输协会标准化技术委员会归口。
本文件起草单位:华中科技大学、湖北省交通规划设计院股份有限公司、盾护达(武汉)科技有限 公司、中交第一公路勘察设计研究院有限公司、云南省交通规划设计院有限公司、河北省交通规划设计 研究院有限公司、河北高速集团工程咨询有限公司、云南创新设计研究院有限公司、湖南省交通规划勘 察设计院有限公司、山东省交通规划设计院集团有限公司、中铁工程设计咨询集团有限公司、大连市市 政设计研究院有限责任公司、北京国道通公路设计研究院股份有限公司、北京市市政工程设计研究总院 有限公司、柳州东方工程橡胶制品有限公司、河北宝力工程装备股份有限公司、衡水泰威新材料有限公 司、中钢集团郑州金属制品研究院有限公司、武汉中和工程技术有限公司、恒为检验检测认证(河北) 集团有限公司、上海兰德公路工程咨询设计有限公司、山东金衢设计咨询集团有限公司、上海浦东工程 建设管理有限公司、临沂市公路事业发展中心、临沂市公路勘察设计院有限公司、上海市政交通设计研 究院有限公司、山东杰瑞数智科技有限公司、济南市交通运输事业发展中心。
本文件主要起草人:袁涌、常英、富志鹏、赵素锋、资道铭、杨超、赵力国、高航、王思启、陈彦 猛、王录学、代忠、李靖、白洪涛、张家元、刘黎阳、贺耀北、史铭楷、何林楠、何家荣、甘荣树、 付强、马金亮、陈光、邓卓维、莫曲浪、尤海鱼、于坤,徐常泽、刘鑫、戴风、罗秋清、彭文理、赵国 武、徐兴良、张志伟、马汝杰,周正、陈建华、谢晓晖、卢继明、高树增、赵彬、徐鹏威、贾栋、韦 亮陆、李世军、孔骁、叶维强、张兵兵、卢钢、徐伟博、王溧、焦烽智、黄宜、胡彪、李峰、廖崇庆、 张洪金。
I
T/CCTAS 294—2025
公路桥梁高性能聚氨酯支座
1 范围
本文件规定了公路桥梁高性能聚氨酯支座的分类、结构、型号和规格,技术要求,试验方法,检验 规则,标志、包装、运输和贮存等内容。
本文件适用于竖向承载力不小于300kN的公路桥梁高性能聚氨酯支座的生产、检验和使用。
2规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文件, 仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本 文件。
GB/T 528 硫化橡胶或热塑性橡胶拉伸应力应变性能的测定
GB/T 531 硫化橡胶邵尔A 硬度的试验方法
GB/T 699 优质碳素结构钢
GB/T 700 碳素结构钢
GB/T 1682 硫化橡胶低温脆性的测定单试样法
GB/T 1688 硫化橡胶伸张疲劳的测定
GB/T 1690 硫化橡胶或热塑性橡胶耐液体试验方法
GB/T 1741 漆膜耐霉菌性测定法
GB/T 3077 合金结构钢
GB/T 3274 碳素结构钢和低合金结构钢热轧薄钢板及钢带
GB/T 3280 不锈钢冷轧钢板和钢带
GB/T 3512 橡胶热空气老化试验方法
GB/T 6031 硫化橡胶或热塑性橡胶硬度的测定(10~100 IRHD)
GB/T 7759 硫化橡胶、热塑性橡胶常温、高温和低温下压缩永久变形测定
GB/T 7760 硫化橡胶或热塑性橡胶与硬质板材粘合强度的测定90°剥离法
GB/T 7762 硫化橡胶耐臭氧老化试验静态拉伸试验法
GB/T 20688.1 橡胶支座第1部分:隔震橡胶支座试验方法
GB/T 20688.2 橡胶支座第2部分:桥梁隔震橡胶支座
HG/T 2502 5201硅脂
JT/T 722 公路桥梁钢结构防腐涂装技术条件
JT/T 901 桥梁支座用高分子材料滑板
JT/T 1062 桥梁减隔震装置通用技术条件
3 术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。
1
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3.1
高性能聚氨酯支座 High-performance polyurethane bearing
用于公路桥梁工程中,具备支承结构、传递荷载、适应梁体变形等功能,以高性能聚氨酯弹性体为 核心材料,与多层加劲钢板叠层交错聚合、硫化而成的支座。
3.2
摩擦型高性能聚氨酯支座 Friction-Type High-performance polyurethane bearing
支座与梁体上预埋钢板和支承垫石直接接触,通过接触面的摩擦力,实现剪切变形的高性能聚氨酯 支座。
3.3
滑动型高性能聚氨酯支座 Sliding-Type High-performance polyurethane bearing
由高性能聚氨酯支座、滑板、不锈钢钢板、支座上钢板等组成,并能适应梁体变形的高性能聚氨酯 支座。
3.4
连接型高性能聚氨酯支座 Connecting-Type High-performance polyurethane bearing
通过支座预设的锚固螺栓和套筒结构连接梁体与支承垫石,实现剪切变形的高性能聚氨酯支座。 3.5
支座本体 Bearing Body
高性能聚氨酯弹性体材料与多层加劲钢板叠层交错聚合、硫化而成的支座部分。
3.6
聚氨酯聚合物 Polyurethane Polymer
聚氨酯弹性体材料通过聚合反应形成的聚合物。
4 分类与结构
4.1 分类
4.1.1 支座按使用功能分为:
a) 摩擦型高性能聚氨酯支座,代号为FT;
b) 滑动型高性能聚氨酯支座,代号为ST;
c) 连接型高性能聚氨酯支座,代号为CT。
4.1.2 支座按适用温度范围分为:
a) 常温型支座,适用温度范围为-25℃~60℃,不单独设置代号;
b) 耐寒型支座,适用温度范围为-40℃~60℃,代号F。
4.2结构
4.2.1 摩擦型高性能聚氨酯支座
支座由聚氨酯聚合物和加劲钢板组成,且钢板全部包在聚氨酯聚合物内,结构示意见图1。
2
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标引序号说明:
1——聚氨酯聚合物;
2——加劲钢板。
图1 摩擦型高性能聚氨酯支座结构示意
4.2.2滑动型高性能聚氨酯支座
支座由聚氨酯聚合物、加劲钢板、滑板、不锈钢板、支座上钢板、围板等组成,结构示意见图2。
3
标引序号说明:
1——支座上钢板; 2——不锈钢板;
3——滑板;
4——加劲钢板;
5——聚氨酯聚合物;
6——围板。
图2 滑动型高性能聚氨酯支座结构示意
4.2.3 连接型高性能聚氨酯支座
支座由高性能聚氨酯聚合物、加劲钢板、封层钢板、套筒、连接螺栓、支座上钢板、支座下钢板等 组成,结构示意见图3。
标引序号说明:
1——套筒; 6——聚氨酯聚合物;
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2——锚固螺栓;
3——上预埋钢板; 4——连接螺栓;
5——支座上钢板;
7——加劲钢板;
8 ——封层钢板;
9——支座下钢板。
图3连接型高性能聚氨酯支座结构示意
4.3型号
支座型号表示方法见图4
□ ( 口 ) □×□-e□(□)
耐寒型
滑动型支座设计滑动位移量(摩擦型和连接型无此项) 支座安装高度
——支座直径
— 摩 擦 型 (FT), 滑动型 (ST), 连接型 (CT) — —高性能聚氨酯支座名称代号
图4支座型号表示方法
示例1:
摩擦型高性能聚氨酯支座本体直径D=520mm, 安装高度H=135mm的常温型支座型号表示为:
HPUB(FT)520×135。
示例2:
滑动型高性能聚氨酯支座本体直径D=520mm, 安装高度H=102mm, 滑动位移为100mm 的耐寒型支座 型号表示为:
HPUB(ST)520×102-e100(F)。
示例3:
连接型高性能氨酯支座本体直径D=520mm, 安装高度H=241mm的常温型支座型号表示为:
HPUB(CT)520×241。
5 技术要求
5.1 一般要求
5.1.1 使用环境温度
常温型:支座的适用温度范围为-25℃~60℃;
耐寒型:支座的适用温度范围为-40℃~60℃。
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5.1.2 设计使用寿命
正常运营及维护下支座设计使用寿命不低于50年。
5.1.3 高性能聚氨酯支座设计参数
支座设计参数符合表1规定。
表1高性能聚氨酯支座设计参数
项 目
参数
竖向承载力(kN)
≥300
设计压应力(MPa)
15~30
水平剪切模量(MPa)
2.0~3.5
剪切等效阻尼比(%)
8~15
5.2 支座本体外观
支座本体外观表面应光滑平整,外观质量应符合表2的规定。
表2支座本体的外观质量要求
项 目
质 量 指 标
缺料
不允许
气泡
单个表面气泡面积不超过50mm², 总气泡面积不超过100mm²
无压力下凹凸不平
凹凸不超过2mm,面积不超过50mm²,不得多于3处
肉眼可见杂质
不允许
钢板与聚氨酯聚合物黏结处开裂或剥离
不允许
侧面裂纹、加劲钢板外露
不允许
掉块、崩裂、机械损伤
不允许
5.3 尺寸偏差
5.3.1 支座本体和组装成品尺寸
支座本体和组装成品的尺寸允许偏差应符合表3的规定。
表 3 支座本体和组装成品的尺寸允许偏差
项 目
范 围
尺寸允许偏差
支座本体
直径D
D≤500mm
0~+5mm
500mm
0~+1%
高度
——
±2.5%h与±4.0mm两者中的较小值
平面度
直径尺寸的1/200与±2.5mm的较小值
组装成品
高度
±3%H与±6.0mm两者中的较小值
平面度
连接钢板对角线尺寸的1/200与±4mm的较小值
5
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5.3.2钢板
连接钢板和预埋钢板平面尺寸的允许偏差应符合表4的规定,厚度的允许偏差应符合表5的规定; 连接钢板和预埋钢板及封层钢板螺栓孔、螺纹孔位置的允许偏差应符合表6的规定,不锈钢板符合表7、 8的规定。
表4连接钢板和预埋钢板平面尺寸的允许偏差 (单位:毫米)
钢板厚度t
钢板边长
(A、B)<1000
(A、B)≥1000
20
±2.0
±2.5
30
±2.5
±3.0
50
±3.5
±4.0
表5连接钢板和预埋钢板厚度的允许偏差 (单位:毫米)
钢板厚度t
钢板边长
(A、B)<1000
(A、B)≥1000
20
±0.7
±0.8
30
±0.8
±0.95
50
±0.9
±1.1
表6螺栓孔、螺纹孔位置的允许偏差 (单位:毫米)
钢板边长
允许偏差
(A、B)≤500
±0.8
500<(A、B)≤1000
±1.2
(A、B)>1000
±2.0
表7 不锈钢板允许偏差
表面粗糙度(Ra)
≤0.8μm
表面硬度
HV150~HV200
表面平面度
≤0.3%上钢板对角线尺寸
注:不锈钢板应与支座上钢板焊接固定。
表8不锈钢板厚度要求 (单位:毫米)
支座直径D
厚度(tf)
≤500
2.0
>500
3.0
6
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5.3.3滑板
滑板最小公称厚度为6mm, 尺寸偏差应符合表9的规定。外露厚度尺寸允许偏差应大于3.0 ¹mm。
表9滑板尺寸偏差 (单位:毫米)
直径中
直径偏差
厚度偏差
≤600
0~+1.5
0~+0.50
>600
0~+2.0
0~+0.75
5.4 材料
5.4.1 聚氨酯聚合物性能
聚氨酯聚合物性能应符合表10的规定。
表10聚氨酯聚合物的机械性能要求
序号
性能
试验项目
要 求
1
拉伸性能
拉伸强度(MPa)
≥25
2
扯断伸长率(%)
≥400
3
热空气老化性能
(70℃,336h)
拉伸强度变化率(%)
±35
4
扯断伸长率变化率(%)
±15
5
100%拉应变时的定伸应力变化率(%)
±15
6
耐水性能
(23℃,168h)
拉伸强度变化率(%)
±30
7
扯断伸长率变化率(%)
±15
8
拉伸疲劳
(23℃,1~3Hz)
100%应变200万次
不断裂
9
黏合性能
聚氨酯聚合物与金属黏合强度(kN/m) (90°剥离试验)
≥30
10
恒定压缩性能
压缩永久变形(70℃,24h)(%)
≤50
11
脆性性能
脆性温度(单试样法)
-50℃无脆性开裂(耐寒型-60℃)
12
耐臭氧性能
外观变化[臭氧浓度3×10-⁶(体积分 数),20%伸长率,40℃±2℃,96h]
不应出现龟裂
13
耐霉变性能
耐霉变性能等级
不低于1级
5.4.2钢材
钢材应符合下列规定
a) 加劲钢板应采用符合GB/T 3274中不低于Q235B性能的钢板,同一支座中应使用相同厚度加劲 钢板,不应使用拼接钢板,其厚度不应小于2mm;
b) 支座封层钢板应采用符合GB/T 3274 中不低于Q355B性能的钢板;
c) 支座连接钢板应采用符合GB/T 3274中不低于Q235B性能的钢板;
d) 套筒应符合GB/T 699或GB/T 3077的性能规定;锚栓材料的化学成分和力学性能应符合 GB/T 699、GB/T 700和GB/T 3077 的有关规定;
e) 预埋钢板应采用符合GB/T 3274中不低于Q235B 性能的钢板;
7
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f) 不锈钢钢板应采用06Cr17Ni12Mo2或06Cr19Ni13Mo3或06Cr19Ni11Ti 牌号的镜面加工不锈钢板; 沿海桥梁和跨海桥梁支座不锈钢板应采用022Cr17Ni12Mo2或022Cr19Ni13Mo3牌号不锈钢板,其性能应 符合GB/T 3280的规定。
5.4.3滑板材料
滑动型高性能聚氨酯支座宜采用改性超高分子量聚乙烯耐磨滑板,其性能符合JT/T901 相关规定。
5.4.4硅脂
滑动型高性能聚氨酯支座应采用5201-2硅脂,其性能应符合HG/T 2502中一等品的规定。
5.5 支座力学性能
高性能聚氨酯支座力学性能应符合表11的规定。
表11 高性能聚氨酯支座力学性能要求
序号
性能
试验项目
要求
1
压缩性能
竖向刚度
K,±30%
2
剪切性能
水平等效刚度
K±20%
3
等效阻尼比
≥0.8号。
4
剪切性能相关性
剪应变相关性
水平等效刚度和等效阻尼比的 允许变化率为±30%
5
压应力相关性
6
加载频率相关性
7
重复加载次数相关性
8
温度相关性
常温型水平等效刚度:40℃:±20%,0℃: 0%~+35%,-10℃:0%~+50%,-25℃:0%~
+80%。
9
极限性能
水平极限性能
滑动型不作要求;摩擦型和连接型在设计 压应力下,当剪切位移分别达到200%T和 250%T时,剪力-位移曲线单调递增,且无明显 的破坏迹象。
10
竖向极限抗压性能
支座设计荷载的7倍和极限抗压强度≥ 175MPa中的较大值。
11
耐久性能
老化性能
水平等效刚度和等效阻尼比的允许变化率 为±20%。
12
徐变性能
60年推算结果徐变量≤10%T。
13
水平疲劳性能
5000次水平等效刚度允许变化率为±30%, 支座表面不允许开裂。
14
耐水性能
竖向压缩刚度和水平等效刚度、等效阻尼 比变化率≤35%。
15
竖向疲劳性能
200万次无开裂,竖向刚度和水平刚度、等 效阻尼比变化不超过±30%。
5.6工艺要求
5.6.1 单件支座的聚氨酯聚合物应一次浇注完成。
8
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5.6.2 支座本体内部质量应满足下列要求:
a) 锯开后单层聚氨酯聚合物单层 t₁ 的厚度应均匀;t₁≤5mm 时,其允许偏差为±0.6mm;58mm 时,其允许偏差为±1mm。
b) 支座侧面保护层不应小于10mm;
c) 支座本体第一形状系数S₁不应小于12,且不应大于30;支座本体第二形状系数S₂不应小于4。 形状系数按照附录A的规定进行计算;
d) 钢板与聚氨酯聚合物黏结应牢固,且无离层现象。
5.6.3滑动型支座安装前应擦洗滑板表面干净后,注满硅脂润滑。
5.6.4滑动型支座应设置防尘罩,构造要便于拆装。
5.6.5 支座外露钢板防腐应符合JT/T 722的规定。
5.6.6梁体坡度超过8‰时,梁体应设计梁底调平钢板。
6试验方法
6.1 外观
可采用目测、手感方法或使用量具逐件进行检查。
6.2 尺寸
6.2.1 支座尺寸测量前应在环境温度下静置24h 及以上。
6.2.2 支座外形尺寸应采用游标卡尺测量。
6.2.3 支座直径应在两个垂直交叉的位置测量,测量值应取实测平均值。
6.2.4支座高度应在圆周上均布4个点进行测量,测量值应取实测平均值。
6.3 聚氨酯聚合物材料
聚氨酯聚合物材料性能应符合表10的规定,其试验要求按表12进行,试验前应在标准温度(23℃) 下静置24h及以上,且应在标准温度下进行。
表12 聚氨酯聚合物材料性能试验要求
序号
性能
试验项目
试件
试验方法
工
拉伸性能
拉伸强度(MPa)
II型试样
按GB/T 528的规定进行
2
扯断伸长率(%)
3
热空气老化性能
拉伸强度变化率(%)
一
按GB/T 3512的规定进行
4
扯断伸长率变化率(%)
5
100%拉应变时的定伸应力变化率(%)
6
耐水性能
拉伸强度变化率(%)
一
按附录B的规定进行
7
扯断伸长率变化率(%)
9
T/CCTAS 294—2025
8
拉伸疲劳试验
200万次
II型试样
按GB/T 1688的规定进行
9
硬度
硬度(邵尔A型)
一
按GB/T 6031的规定进行
10
黏合性能
聚氨酯聚合物与金属黏合强度(kN/m)
一
按GB/T7760的规定进行
11
恒定压缩性能
压缩永久变形(%)
A型试样
按GB/T7759的规定进行
12
脆性性能
脆性温度(单试样法)
一
按GB/T1682的规定进行
13
耐臭氧性能
外观变化[臭氧浓度3×10-⁶(体积分 数),20%伸长率,40℃±2℃,96h]
一
按GB/T7762的规定进行
14
耐霉变性能
耐霉变性能等级
一
按附录C的规定进行
6.4 支座力学性能
6.4.1 支座力学性能和相关性能试验前应在标准温度静置48h及以上,且应在标准温度下进行试验。 6.4.2 支座力学性能试验方法如表13所示。
表13 支座力学性能试验方法
序号
性能
试验项目
试验方法
1
压缩性能
竖向刚度
按附录D规定的方法进行
2
剪切性能
水平等效刚度
按附录D规定的方法进行
3
等效阻尼比
4
剪切性能相关性
剪应变相关性
5
压应力相关性
6
加载频率相关性
7
重复加载次数相关性
8
温度相关性
9
极限性能
水平极限性能
10
竖向极限抗压性能
11
耐久性能
老化性能
12
徐变性能
13
水平疲劳性能
按附录E规定的方法进行
14
耐水性能
按附录F规定的方法进行
15
竖向疲劳性能
按附录D规定的方法进行
6.5 工艺
支座内部质量试验应进行解剖,抽取一块聚氨酯聚合物胶层数大于三层的支座,将其沿中心部位垂 直锯开,从中间胶层取样,测量胶层厚度,观察钢板与聚氨酯聚合物黏结情况。
10
T/CCTAS 294—2025
7 检验规则
7.1 检验分类
检验分为型式检验和出厂检验。
7.2 型式检验
7.2.1有下列情况之一时,应进行型式检验:
a) 新产品或老产品转厂生产的试制定型鉴定;
b) 正常生产后,如聚氨酯弹性体材料配方、工艺、结构等有改变,可能影响产品性能时;
c) 正常生产时,每五年进行一次检验;
d) 产品停产一年以上,恢复生产时;
e) 国家质量监督机构或用户提出进行型式试验要求。
7.2.2 型式检测有效性的认可,大规格可以涵盖小规格。
7.3 出厂检验
支座出厂检验为每批产品交货前应进行的检验;
a) 出厂检验应由工厂质检部门进行,确认合格后方可出厂;
b) 出厂时应附有产品质量合格证明文件。
7.4 检验项目及检验频次
出厂检验和型式检验项目及检验频次见表14。
表14 检验项目及检验频次
序号
试验项目
技术要求
试验方法
型式检验
出厂检验
检验频次
11
T/CCTAS 294—2025
1
外观
5.2
6.1
+
+
100%
2
尺寸
5.3
6.2
+
+
100%
3
聚氨酯聚合物性能
5.4.1
6.3
+
一
7.5
4
内部质量
5.6.2
6.5
+
一
7.5
5
压缩性能
5.5
6.4.2
+
+
7.5
6
剪切性能
5.5
6.4.2
+
+
7.5
7
剪切性能相关性
5.5
6.4.2
+
一
7.5
8
极限性能
5.5
6.4.2
+
一
7.5
9
耐久性能
5.5
6.4.2
+
一
7.5
滑动型高性能聚氨酯支座不进行剪切性能检验。 注:“+”为检验项目,“-”为非检验项目。
7.5判定规则
7.5.1当全部型式检验项目均合格时,判定型式检验合格;当检验结果有不合格项目时,则判定型式检 验不合格,需要重新送样全项检测。
7.5.2 产品出厂检验采用随机抽样的方式进行力学性能检验,随机抽样每批次宜不少于总数的20%,且 不少于3件;若有一项不合格,则应从该批产品中随机再抽取双倍试件,对不合格项目进行复检,若仍 有一项不合格,则判定该批产品不合格。
8 标志、包装、运输和贮存
8.1 标志
8.1.1每个成品支座应标志牌,其内容应包括产品名称、规格型号、生产厂家、生产日期。
8.1.2滑动型支座附件应标注安装方向指示,示出“横桥向”或“纵桥向”标志
8.2包装
8.2.1支座应根据分类、规格分别包装。
8.2.2包装应牢固可靠,包装外面应注明产品名称、规格、出厂日期。
8.2.3每批次产品应附有产品合格证和产品说明书。
8.3 运输
8.3.1 支座运输中应避免阳光直接暴晒、雨雪浸淋,并应保持清洁,不应接触尖锐物或影响聚氨酯混合 材料性能的酸、碱、油类、有机溶剂等物质。
8.3.2装卸时应避免磕碰划伤,支座应放置于平整的表面,避免压伤和机械损伤。
8.4 贮存
8.4.1 贮存支座的库房应干燥通风,支座应堆放整齐,保持清洁,不应与酸、碱、油类、有机溶剂等相 接触,并应距热源1m 以上且不能与地面直接接触。
8.4.2叠层贮存时,注意防止支座坠落损坏;支座贮存期不宜超过一年。
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附 录 A
(规范性附录)
高性能聚氨酯支座的设计计算
A.1 形状系数
支座的第一形状系数S₁ 和第二形状系数S₂ 按式(A.1) 和式(A.2) 计算。
式中:
D₀——支座本体内部加劲钢板直径(mm);
t,——支座本体内部单层聚氨酯聚合物的厚度(mm); T—— 支座本体内部聚氨酯聚合物总厚度(mm)。
A.2 支座竖向压缩刚度
支座竖向压缩刚度设计值按式(B.3)计算:
式中:
K——支座竖向压缩刚度(N/mm);
G——聚氨酯聚合物剪切模量(MPa); A。——加劲钢板有效承压面积(mm²); T——聚氨酯聚合物的总厚度(mm);
a——— 次相关系数,宜根据产品试验确定的修正系数进行修正。 A.3 支座水平等效刚度
支座水平等效刚度设计值按式(A.4)计算:
式中:
K—— 支座水平等效刚度(N/mm);
G——聚氨酯聚合物剪切模量(MPa); d—— 圆形支座本体外径(mm);
(A.1)
(A.2)
(A.3)
(A.4)
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T—— 聚氨酯聚合物总厚度(mm)。
A.4 等效阻尼比
支座等效阻尼比设计值按式(A.5)计算:
(A.5)
式中:
W——剪力一剪切位移滞回曲线的包络面积,单位为牛顿毫米(N·mm), 由试验确定。 K——支座水平等效刚度(N/mm);
T—— 聚氨酯聚合物总厚度(mm); y—— 剪应变
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附 录 B
(规范性附录)
聚氨酯聚合物耐水性能试验方法
B.1 试样
B.1.1 试验采用生产支座材料制备的试片,按GB/T 1690的规定进行取样。考虑空气中水分对材料性能 的影响,样品应当在21d内完成试验项目。型式检验的样品,应采用生产样品时的材料同步制作试片。 B.1.2 试样厚度为2.0mm±0.2mm。天平称重精度0.01g, 如果试样厚度大于2.2mm,应将厚度处理到2.0mm ±0.2mm。不同厚度的试样测试结果不具有可比性。
B.2 试样数量
每组准备3张试片,其中1张作为备用。
B.3 试样调节
采用与产品同步制作的试片,应在完成固化后,按标准温度静置24h 及以上,然后在100±2℃条 件下干燥2h 以去除试片停放过程中吸附空气中的水分,随后在标准温度下密封静置0.5h, 用天平称重。
B.4 试验步骤
B.4.1 取1张调理完成的试片,裁片制作5根I 型试样,在电子拉力机上依据 GB/T 528要求,进行拉伸 强度和扯断伸长率两项指标的检测。
B.4.2 取另外1张调理完成的试片,裁片制作5根I 型试样。
B.4.3 恒温水浴箱温度调整到23℃,达到恒温1h 后,完全浸入水中,维持环境正常通风。在水中保持
168 h, 让试样充分吸水。取出试片,用滤纸或棉绒布擦干试件。采用天平称重,与浸水前对比 计算吸水率。
B.4.4 取出试样,在100℃条件下干燥16h, 消除表面吸附水的影响。采用天平称重,与浸水前对比计 算溶解率。
B.4.5 试样在标准温度下密封静置24h, 方可进行性能测试。
B.4.6 在电子拉力机上依据 GB/T 528 要求,进行拉伸强度和扯断伸长率两项指标的检测。
B.5 数据处理
依据GB/T 1690的规定计算。
B.6 试验报告
试验报告应包括以下内容:
a) 样品描述:试样原有状态描述和样品制备方法;
b) 试样描述:试样编号、试样尺寸、调节时间、浸泡温度、浸泡时间;
c) 试验装置:试验装置介绍;
d) 耐水性能试验前检测数据(拉伸强度、扯断伸长率);
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e) 耐水性能试验后检测数据(拉伸强度、扯断伸长率);
f) 试验结论;
g) 试片拉伸前后比对照片。
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附 录 C
(规范性附录)
聚氨酯聚合物耐霉变性能试验方法
C.1 主要设备与材料
C.1.1 恒温恒湿培养箱(温度25℃~30℃、相对湿度≥85%)、高压灭菌锅、湿度计、天平(精确度0.01g)、
离心机霉菌孢子液喷雾箱、生物安全柜(也可用超净工作台)、冰箱。
C.1.2 无色玻璃试管、90mm 无色玻璃培养皿、400mm 无色玻璃培养皿、三角瓶(容量为50mL、100mL、 250mL 和500mL)、无色玻璃漏斗、酒精灯、喷雾器铝板(或玻璃、木片、马口铁片等)、玻璃或塑料密 闭容器、接种环。
C.1.3 用100份无离子水(蒸馏水)加0.005份分散剂(吐温80),按10mL/支分装到无色玻璃试管中, 放入高压灭菌锅内(121℃ 0.10MPa~0.11MPa)灭菌30min 后备用。
C.1.4 无机盐培养基、无机营养液和马铃薯培养基,均按 GB/T 1741—2020 中第5.2节进行培养和制 备。
C.2 试验样品的准备
C.2.1 聚氨酯聚合物的准备
支座加工条件下或依照支座加工工艺条件,制作尺寸为150mm×150mm×2mm 的标准试样,完全固化 后备用。
用无腐蚀性的清洗剂清洗干净试片表面,然后将表面用细纱布打磨一遍,确保脱模剂材料清除干净, 然后切割成9张50mm×50mm 大小的小片:
a) 将3张试片置于老化箱内,在100℃条件下老化70h;
b) 将老化后的3张试片以及另外6张试片分别做好记号;
c) 将试片在室温下置于缓慢流动的自来水中冲洗24h,取出试片在室温下晾干后备用。 C.2.2 阳性对照样品
在试验过程中用3张50mm×50mm的无菌定性滤纸作为阳性对照样品,该滤纸本身不具备防霉功能。
C.3 霉菌菌种及混合霉菌孢子(种子)悬浮液的制备
C.3.1 试验菌种宜从表 B.1 中选择,所有菌种均来自国家或省级微生物菌种保藏中心的典型菌种,可 根据高分子混合料组成和支座使用环境适当增减。
表D.1 试验检验菌种
序号
中文名称
拉 丁 名
1
黑曲霉
Aspergillus niger
2
黄曲霉
Aspergillus flavus
3
球毛壳霉
Chaetomium globosum
4
腊叶芽枝霉
Cladosporium herbarum
5
宛氏拟青霉
Paecilomyces varioti
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6
桔青霉
Penicillium citrinum
7
绿色木霉
Trichoderma viride
8
出芽短梗霉
Aureobasidium pullulans
9
链格孢
Alternata alternata
10
土曲霉
Aspergillus terreus
C.3.2 霉菌菌种培养与孢子悬浮液的制备应按GB/T 1741中第6.2条进行。
C.4 试验步骤
C.4.1 培养基平皿的准备
选用90mm 无色玻璃培养皿,将足够的营养盐倒入无菌培养皿中,培养基厚度为3mm~6mm。
C.4.2 接种
C.4.2.1 试验样品
培养皿中的培养基凝固后,表面放上样品,把准备好的孢子悬浮液均匀接种到整个样品与周围培养 基的表面,待样品表面水分稍干后盖好皿盖。每种样品做3个平行样本。
C.4.2.2 阳性对照
将无菌过滤纸分别平放在营养盐培养基上,并将准备好的孢子悬浮液均匀接种到整个滤纸与周围培 养基的表面,稍干后盖好皿盖。
C.4.2.3 阴性对照
取3张未做老化试验的样本作为阴性对照样品,分别平放在无菌的无机营养盐培养基上,每个样品 接上与样品相同接种量的无菌水,稍干后盖好皿盖。
C.4.3 培养
C.4.3.1 温度、湿度控制
把已接种的试验样品、阳性对照样品和阴性对照样品放在培养箱中,温度控制在25℃~30℃,在相 对湿度不低于85%的条件下培养。
C.4.3.2 培养时间
培养7d后检查阳性对照样品上接种菌的活力,如果在任何一张滤纸上肉眼都看不到霉菌生长,则该 试验被认为无效,应重新进行试验。若滤纸上肉眼可清楚看到霉菌生长,则继续培养至28d, 检查结果。
C.5 结果观察
试验结束,立即检查样品的外观,必要时对样品进行影像记录。如果试验仅检查直观效果,样品应 从培养箱拿出,直接从正面或侧面观察样板表面霉菌、菌体、菌丝生长情况。经检验的样品应先用肉眼 检查,如有必要再用放大镜(放大倍数约为50倍)进行检查。阴性对照样品肉眼不应观察到霉菌生长; 阳 性对照样品应按下列等级评定表述霉变程度。
a)0 级:在放大约50倍下无明显长霉;
b)1 级:肉眼看不到或很难看到长霉,但在放大镜下可明显看到长霉;
c)2 级:肉眼明显看到长霉,在样品表面的覆盖面积为10%~30%;
d)3 级:肉眼明显看到长霉,在样品表面的覆盖面积为30%~60%;
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e)4 级:肉眼明显看到长霉,在样品表面的覆盖面积大于60%。
C.6 试验报告
试验报告应给出试验所采用的培养方法、测试周期。
试验报告应包括下列内容:
a) 样品描述:原有状态描述和样品制备方法;
b) 试样描述:试样编号、试样尺寸;
c) 试验装置;
d) 试验菌种;
e) 试验过程:试验温度、试验湿度、培养方法、起始时间、培养周期;
f) 试验结论:霉变等级、霉变面积;
g) 霉变试验前后比对照片。
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附 录 D
(规范性附录)
高性能聚氨酯支座力学性能试验方法
D.1 试样
试件宜采用足尺支座,受试验设备能力限制时,可选用缩尺支座进行试验,缩尺直径不小于200mm。 试件应在标准温度(23±2)℃静置48h及以上。
D.2 竖向压缩刚度
压力
(F₂,δ₂)
1.3P
0.7P
(F₁,δ₁)
压缩位移
图 D.1 竖向刚度试验加载方法
加载方法:按图D.1所示加载方法,0-1.3P-0.7P(第1次加载),0.7P-1.3P-0.7P(第2次加载),0.7P-1.3P-0 (第3次加载),对试件循坏施加竖向荷载3次。按式(D.1) 计算竖向压缩刚度。
(D.1)
式中:
p— 设计竖向压力(kN);
K—— 支座竖向压缩刚度(kN/mm);
δ₂——第3次加载至至1.3P时的压缩量 (mm); δ₁——第3次加载至0.7P时的压缩量 (mm)。
D.3 水平剪切性能
D.3.1 水平等效刚度及等效阻尼比性能
20
T/CCTAS 294—2025
剪力
(F₁,X₁)
第三圈滞回曲线
剪切位移
滞回面积=△W
(F₂,X₂)
图 D.2 水平剪切性能滞回计算示意图
在标准温度条件下,对试件施加大小为设计压应力的竖向力,并在试验过程中保持恒定。以频率为 0.02 Hz,水平方向往复循环3次,水平剪切位移为±100%T, 水平剪切性能应取第3次循环的测试值。 水平等效刚度K 按式(D.2)计算,等效阻尼比ξ按式(D.3)计算。
21
式中:
F——正方向最大位移时候的水平试验力(kN);
F₂——负方向最大位移时候的水平试验力 (kN);
X₁——产生应变时的最大水平位移(mm),X₁=TeY;
X₂——产生应变时的最小水平位移(mm),X₁=T. (- γ)。
式中:
(D.2)
(D.3)
△W——滞回曲线的包络面积。
D.4 力学相关性
D.4.1 剪应变相关性
在标准温度条件下,对试件施加大小为设计压应力的竖向力,并在试验过程中保持恒定,然后以频 率0.02Hz, 分别进行50%T 、100%T 、175%T水平剪切变形试验,其中基准剪应变为设计剪应变100%I。 每个试验水平剪切变形试验分别进行3次循环加载,取第3次滞回曲线,按式(D.2) 和式(D.3) 计算水平等 效刚度、等效阻尼比,并与基准值进行比较。
D.4.2 压应力相关性
在标准温度条件下,以0.02Hz的频率,±100%T振幅的正弦波,分别在0.5、1.0、1.5和2.0倍的设计 竖向压应力下对试件进行水平加载,基准压应力宜为1.0倍设计竖向压应力。每个试验压应力下分别进
T/CCTAS 294—2025
行3次循环加载,取第3次滞回曲线,按(D.2) 和 式(D.3) 计算水平等效刚度、等效阻尼比,并与基准值进 行比较。每个试验压应力试验之间,试件需要放置48h。
D.4.3 加载频率相关性
在标准温度条件下,对试件施加大小为设计压应力的竖向力,并在试验过程中保持恒定。然后以士 100%T 振幅的正弦波,分别以0.005Hz 、0.02Hz 、0.05Hz 、0.1Hz 、0.3Hz 的频率进行试验,基准频率宜 为0.02Hz。每个试验频率下分别进行3次循环加载,取第3次滞回曲线,按(D.2)和 式(D.3) 计算水平等效 刚度、等效阻尼比,并与基准值进行比较。各频率试验之间,试件需要放置48h。
D.4.4 重复加载次数相关性
在标准温度条件下,对试件施加大小为设计压应力的竖向力,并在试验过程中保持恒定。然后以 0.02Hz的频率,±100%T振幅的正弦波,对试件反复加载50次循环,测定第5、10、20、30和50次循环 加载的剪切性能,基准值宜取第3次循环的测试值。按(D.2) 和 式(D.3) 计算水平等效刚度、等效阻尼比, 并与基准值进行比较。
D.4.5 温度相关性
温度相关性试验温度分别为-25℃、-10℃、0℃、23℃、40℃。
对试件施加大小为设计压应力的竖向力,并在试验过程中保持恒定,然后以0.02Hz 的频率、±100%T 振幅的正弦波,对试件进行加载,其中基准温度为23℃。每个试验温度下分别进行3次循环加载,取第3 次滞回曲线,按(D.2) 和 式(D.3)计算水平等效刚度、等效阻尼比,并与基准值进行比较。各温度试验之 间,试件需要放置48h。
试件放入温度控制箱前,应在标准温度条件下放置满8h。试验指定温度下,试件在温度控制箱中满 24h 后,转移至试验装置并完成试验总用时应不超过30min。
D.4.7 抗剪粘滑性能
在标准温度条件下,支座上下通过普通钢板过渡,与上下钢压板相接触,以0.03MPa-0.04MPa 的速 率对试件施加竖向压应力至设计值o, 并在试验过程中保持恒定,然后以10mm/min 的缓慢速率施加水 平位移至200%剪切应变对应的水平位移值,确认无滑移和明显开裂,保持2分钟后卸载。试验示意图如 图D.3所示。
标引序号说明:
1——上下钢压板;
2——支座本体。
图D.3 抗剪粘滑性能试验示意图
22
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D.5 极限性能
D.5.1 水平极限性能试验
水平极限性能试验方法按GB/T 20688.1中第6.5条的规定进行。竖向连续加载至设计压应力后,施 加水平推力,当剪切位移达到250%T (高摩擦型为200%T) 时,支座不破坏。
D.5.2 竖向极限抗压性能试验
竖向连续加载到达设计压应力的7倍,且极限抗压强度≥175MPa, 支座不破坏。
D.5.3 支座完成极限试验后不应在工程中使用。
D.6 耐久性能
D.6.1 老化性能
在老化试验前,在标准温度静置48h及以上先测定试件的竖向刚度及水平性能作为基准值,再将试 件置于80℃恒温箱内168h后取出,冷却至试验温度48h再进行相关试验。
在标准温度条件下,对试件施加大小为设计压应力的竖向力,并在试验过程中保持恒定,然后以 0.02Hz 频率、±100%Z振幅的正弦波,对试件进行加载,各老化试件分别进行3次循环加载,取第3次滞 回曲线,按(D.2) 和 式(D.3) 计算水平等效刚度、等效阻尼比,并与基准值进行比较。
D.6.2 徐变性能
2
23
标引序号说明:
1——上下压板;
2——位移采集器;
3——上下封板或垫板; 4——支座本体;
5——位移补偿机制;
6——力传感器;
7——加载装置;
8——温度湿度记录仪
图D.4 徐变性能试验示意图
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D.6.2.1 加载制度
试验过程中,支座无水平位移,通过加载装置施加设计持续的竖向荷载,保持竖向荷载不变,压力 波动小于±2%,当压力值稳定1min无下降后,将唯一采集器压缩位移取为零点。试验示意图如图D.4 所示。
D.6.2.2 温度控制
实验温度控制为23℃,湿度范围为50%±5%,试验过程中进行温度监控。当温度为23℃时试验时 长不低于1000h。
D.6.2.3 试验数据采集
在试验过程中记录压缩位移曲线,位移采集装置为四个,在支座四个角对称布置,测量根据时间按 照10nh 进行分段,n为非负整数,前期采样频率需保证每个阶段测量值不少于10个,以100~110h为例, 共计9小时,采样间隔不得低于54min/次。
24
D.6.2.4 徐变计算方法
当温度不是23℃时,需要将竖向压缩位移值按照公式 (D.4) 换算为23℃的值:
△H₂₃=△H₁+nt(T-23)a
式中:
4H₂3—— 为23℃时竖向压缩位移变化值;
4HT—— 为 T℃ 时竖向压缩位移变化值;
a——为支座线性热膨胀系数,计算如公式(D.5):
式中:
(D.4)
(D.5)
H₂₃—— 为23℃时支座总高度;
H₁—— 为T℃ 时支座总高度;
h₂₃——为23℃时支座胶层总厚度。
支座的徐变应变计算如公式(D.6):
(D.6)
当试验温度为23℃,从100h和1000h的测试数据,采用最小二乘法拟合确定公式 (D.7) 中的系数a 和b, 并计算支座在任意时刻的徐变量:
lge=lga+blgt (D.7)
D.6.3 竖向疲劳性能
D.6.3.1 加载制度
水平位移为0%剪应变保持不变,竖向加载波可为三角波或者正弦波,采用力控制加载,控制精度 不低于±5%,竖向荷载最小值为不考虑活荷载下的设计竖向压力,宜取0.7倍设计竖向压力,最大值为
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考虑活荷载下的设计竖向压力,加载装置在最大竖向力范围内加载频率不低于3Hz, 加载频率不低于1Hz。 竖向荷载总加载次数不少于200万次或直至支座明显破坏。
D.6.3.2 温度控制
实验室温度控制为23℃,试验过程中进行温度监控,如支座本体温度超过40℃,应减小加载频率或 暂停加载以降低支座温度。
D.6.3.3 试验数据采集
在试验过程中记录压缩位移曲线,位移采集频率不低于加载频率的10倍。在试验过程中分别在5000 次、5万次、20万次、50万次、100万次、150万次和200万次分别将支座取下,置于标准温度下24小时后, 进行压缩性能和剪切性能(100%剪应变)测试,记录压缩性能、水平性能随加载次数的变化。
2
标引序号说明:
1——上下压板;
2——位移采集器;
3——上下封板或垫板;
4——支座本体。
图 D.5 竖向疲劳试验测试示意图
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T/CCTAS 294—2025
附 录 E
(规范性附录)
高性能聚氨酯支座水平疲劳性能试验方法
E.1 试样
试件宜采用足尺支座,受试验设备能力限制时,可选用缩尺支座进行试验,缩尺支座模型:直径≥ 400mm; 聚氨酯聚合物单层厚度≥4mm; 加劲钢板厚度≥2mm。
试件应在标准温度放置48h及以上。
E.2 试样数量
试样选用1件外观和尺寸检验合格的支座。
E.3 试验步骤
E.3.1 试验宜在专用试验机上进行,试验机应满足平稳、连续加载的要求。
E.3.2 试验按下列步骤进行:
在标准温度条件下,对中安装好试样。
a) 加载试验前,应对支座进行预压,预压荷载为支座竖向设计承载力,预压次数为3次;
b) 预压完成后,竖向连续加载至设计压应力;以0.02Hz的频率、±100%T振幅的正弦波进行水平 剪切变形预加载,重复3次;
c) 正式加载时,保持竖向压应力不变,然后水平方向以0.02Hz的频率、±100%T振幅的正弦波, 对试件进行10000次循环加载。
E.3.3 每完成200次循环加载后,卸压停放8h, 再进行下一个200次循环加载。
E.3.4 第一个200次循环加载周期内的第3次滞回曲线,按式(D.2)计算水平等效刚度,作为基准值。
E.3.5 在前5000次,每个1000次循环加载周期内,取周期内的第3次滞回曲线,按式(D.2) 计算水平等 效刚度,与基准值进行比较。
E.4 试验结果
疲劳试验后,拆开支座观察,承压板、封板和聚氨酯聚合物材料各部件应无明显破坏现象。
E.5 试验报告
试验报告应包括下列内容:
a) 提供试验装置及试验概况:试验设备、试验荷载,试验支座规格、试验支座高度;
b) 描述试验过程及试验结果,记录试验过程中的异常情况;
c) 绘制支座的加载次数-水平等效刚度和加载次数-等效阻尼比曲线;
d) 提供支座在5000次水平剪切变形加载作用后的水平等效刚度和等效阻尼比结果,并对试验结果 做出评定;
e) 拍摄10000次后试验照片,观察是否有裂纹出现。
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T/CCTAS 294—2025
附 录 F
(规范性附录)
高性能聚氨酯支座耐水性能试验方法
F.1 试样
试件宜采用足尺支座,受试验设备能力限制时,可选用缩尺支座进行试验,缩尺支座模型:直径≥
200mm。
试件应在标准温度放置48h及以上。
F2 试样数量
应采用与产品同步制作的流程,制作符合规定的缩尺模型试件1件。
F.3 试验步骤
F.3.1 依据附录D的要求,检测试件的竖向压缩刚度、水平等效刚度和等效阻尼比。
F.3.2 将表面无污染的支座完全浸入室内环境温度的水槽中,维持环境正常通风,保持180d, 让支座 充分吸水。当吸水时间达到要求后,取出支座,放置标准温度的恒温室,静置48h, 然后进行相关试验。
F.3.3 检测浸水后试件的竖向压缩刚度、水平等效刚度和等效阻尼比,浸水前后应采用相同的加载频 率。
F.3.4 产品试验过程中和试验结束后,不应出现局部异常、破损、脱胶、开裂等可见缺陷。
F.4 试验报告
试验报告应包括下列内容:
a) 试验装置及试验概况:试验设备、试验支座规格,试验竖向荷载、试验水平加载的频率;
b) 绘制耐水性能试验前后,竖向加载的压力变形曲线和水平加载滞回变形曲线;
c) 记录支座在浸水前后的竖向压缩刚度、水平等效刚度和等效阻尼比的测试值,并对试验结果做 出评定;
d) 提供试验前、试验中和试验后支座的照片。
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