关于JTT4-2019《公路桥梁板式橡胶支座》标准中抗压弹性模量计算系数的探讨

系数的探讨

张红永，赵贵英，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：通过对多组板式橡胶支座力学试验数据的分析，对JT/T4-2019标准中抗压弹性模量标准值计算公式中计算系数的取值进行了探讨，对影响板式橡胶支座力学性能合格率的因素进行了分析

关键词：板式橡胶支座；抗压弹性模量；形状系数；抗压弹性模量计算系数中图分类号：TQ336.4

文章编号：1009-797X(2021)07-0006-05

文献标识码：B DOI:10.13520/j.cnki.rpte.2021.07.002

1　引言

破坏；在A ASHTOM-2015-06(2011)美国标标准中对抗压弹性模量未作规定。

下面的试验数据是某公司近两年来的板式橡胶支座实测抗压弹性模量数据（不完全统计），这些数据的样本不是特意加工的，在加工过程中制造商尽力选择了合适的橡胶配方，以靠近JT/T4—2019标准规定的抗压弹性模量标准值，以提高力学性能合格率。

JT/T4—2019《公路桥梁板式橡胶支座》标准对

支座抗压弹性模量标准值给出了E=5.4GS2的计算公式［1］，并且允许实测值E1在此标准值基础上有正负20%的偏差，公式中的G是抗剪弹性模量标准值，标准规定取1 MPa，S为形状系数，标准中对矩形和圆形支座分别给出了计算公式。在抗压弹性模量标准值这个公式中有一个计算系数：5.4，这是一个通过样本数据进行回归方程计算得到的数值，此文就是对它的取值进行验证和研讨。

1988年我国制定了《公路桥梁板式橡胶支座技术

［2］

条件》（JT 3132.2-88）, 这是我国关于此类产品

2　试验验证情况

2.1　试验设备

名称：微机控制电液伺服压剪试验机， 型号：YJW-5000，参数：最大试验压力：5 000 kN，摩擦、剪切力：1 000 kN，摩擦力：300 kN，精度1%，制造商：上海华龙测试仪器有限公司，精度：1级。

的第一个标准，在此标准中抗压弹性模量标准值的计算公式为：E=53×S-41.8；于1993年9月1日实施的JT/T4-1993标准，规定抗压弹性模量标准值计算公式为E=66S-162；2004年至今采用的抗压弹性模量标准值计算公式一直为E=5.4G×S2。由此可以看出，抗压弹性模量标准值的计算公式是不断变化的。

近年来，对于板式橡胶支座抗压弹性模量的控制有些不同的观点：在GB/T 20688.4-2007中规定实测抗压弹性模量允许偏差为±30%；在EN 1337-3:2005《结构支座-第三部分：橡胶支座》标准中要求［3］：应力应变曲线的斜率不应呈现出一个最大或者最小的高于最大设计荷载的值，不能出现开裂、错位或黏接

2.2　试验方案

将支座如下图1所示放置在试验机上，按照JT/T4-2019附录A的规定对支座施加竖向力，取得竖向变形，并且按照A.4.1.2的公式计算实测抗压弹性模量（E1）结果。再按照附录A抗剪弹性模量试验方法进行试验，取得抗剪弹性模量实测值（G1）。

作者简介：张红永（1986-），男，学士，助理工程师，主要从事橡胶支座研究工作。

收稿日期：2020-11-17

·6·

第47卷 第7期

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张红永 等·关于JT/T4-2019《公路桥梁板式橡胶支座》标准中抗压弹性模量计算系数的探讨数5.4是不断变化的，并不是一个定值，经过上表的实测数据反推得到5.54的平均值，当然这只是一家制造商的试验数据。

（2）抗压弹性模量计算系数5.4有随着形状系数变大而不断变小的趋势。

（3）对于形状系数较小的规格，比如S≤7.5的规格，存在实测抗压弹性模量偏高，甚至超过20%允

图1　板式橡胶支座进行抗压弹性模量试验图片

差的情况；抗压弹性模量和抗剪弹性量两项实测数据偏差的交集达不到抗剪弹性模量允许的偏差±15%，也就是说此范围内的板式橡胶支座力学性能检验合格率降低了。

2.3　试验数据

2.4　试验数据分析

（1） 从上述数据可以看出，抗压弹性模量计算系

表1　JT/T4-2019标准规格系列支座试验数据统计计算表

抗压弹性模

序号123456789101112131415161718192021222324252627282930313233343536373839404142

支座型号Φ150×21Φ150×21Φ150×21Φ150×21Φ150×28Φ150×28Φ150×28Φ150×28Φ150×28Φ150×28Φ150×35Φ150×35Φ150×35200×300×41200×300×41250×250×41250×250×41Φ250×41Φ250×52Φ250×52Φ250×52Φ250×52Φ250×52Φ250×52Φ250×52Φ250×52Φ250×52Φ250×52Φ250×52Φ250×52Φ250×63Φ250×63Φ250×63Φ500×90350×400×69350×400×69350×400×69350×400×69350×400×84350×400×84350×400×99350×400×99

MPa296.3263.2269.6290.1265.9277.8272.5282.1312.6316.5251.2273.3272.6349.8403.6305.5371313.3300.2275.6340.2345.1333.9277.8309.4330.9333.1331.8350.7338.9324.5324.3324.6335370.3383.3377.7377.7410.6361.1367.7375

抗压弹性模抗剪弹性模

量实测值G1/ MPa1.0140.8780.8310.8770.9390.9470.8790.890.980.9570.8740.9420.9140.890.810.9280.9690.9260.9590.8771.0611.0510.9940.8120.9010.9470.9460.920.9320.8821.0170.8960.8890.9890.9280.9490.9010.9011.090.9410.9240.938

/%11.98-0.531.899.640.494.992.996.6118.1419.61%-5.063.293.0225.8645.220.5822.143.14-1.17-9.2712.0013.619.93-8.541.868.949.669.2315.4611.576.836.776.86-6.990.584.112.592.5911.53-1.92-0.131.86

形状系数S量实测值E1 /量实测偏差

7.00 7.00 7.00 7.00 7.00 7.00 7.00 7.00 7.00 7.00 7.00 7.00 7.00 7.17 7.17 7.50 7.50 7.50 7.50 7.50 7.50 7.50 7.50 7.50 7.50 7.50 7.50 7.50 7.50 7.50 7.50 7.50 7.50 8.17 8.26 8.26 8.26 8.26 8.26 8.26 8.26 8.26

抗剪弹性模量实测偏差/%1.40-12.20-16.90-12.30-6.10-5.30-12.10-11.00-2.00-4.30-12.60-5.80-8.60-11.00-19.00-7.20-3.10-7.40-4.10-12.306.105.10-0.60-18.80-9.90-5.30-5.40-8.00-6.80-11.801.70-10.40-11.10-1.10-7.20-5.10-9.90-9.909.00-5.90-7.60-6.20

抗压弹性模量系形状系数S数（5.4）反算值

5.96 6.12 6.62 6.75 5.78 5.99 6.33 6.47 6.51 6.75 5.87 5.92 6.09 7.64 9.68 5.85 6.81 6.01 5.57 5.59 5.70 5.84 5.97 6.08 6.10 6.21 6.26 6.41 6.69 6.83 5.67 6.43 6.49 5.08 5.85 5.92 6.15 6.15 5.53 5.63 5.84 5.86

区间

反算抗压弹性模量系数平均值

S≤7.56.45

8≤S＜95.73

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)续表

抗压弹性模

序号434445464748495051525354555657585960616263646566676869707172737475767778798081828384858687888990919293949596979899100101

支座型号350×400×99350×400×99350×400×99350×400×99350×400×99450×650×90350×450×84400×400×84400×400×84400×400×84400×400×84400×400×84Φ400×69Φ400×69Φ400×69Φ400×99Φ300×52Φ300×52Φ300×52Φ300×52Φ300×63Φ300×74Φ300×74400×450×99400×450×99550×600×130550×600×130550×600×130Φ200×35Φ200×42Φ200×42Φ200×42Φ200×42Φ200×42Φ200×42650×750×148650×750×148650×750×148300×350×76300×350×76350×600×99600×600×110600×600×110600×600×90600×600×90600×600×90600×600×90Φ450×114Φ450×114Φ450×114Φ450×114Φ450×84Φ450×84Φ450×99Φ450×99Φ450×99400×550×84Φ350×63Φ350×63

MPa375409.1414.1414.1459.9453.9364.8421.9421.9421.9421.9476.8431.7431.7430.6418.9426.6483.2440.1439.3442445445458458512.6512.6529.7445.7400.5446446411.5451451519.1519.1523.6447526.9532.4458.4458.4526.5478.5471.9534.2484.5484.5494.7494.7528.9524.3480.2480.2517.5587.2615.9561.1

抗压弹性模抗剪弹性模

量实测值G1/ MPa0.9381.010.9760.9760.9881.0560.8980.9680.9680.9680.9681.0561.0531.0531.0040.9991.0231.1121.0020.9640.9710.9860.9860.9610.9611.0951.0951.1010.950.9531.0331.0330.8790.960.961.0541.0541.0480.9671.0321.0810.9790.9791.1891.0520.9851.0440.9880.9880.9740.9741.1041.0941.0091.0091.0841.0791.2241.067

/%1.8611.1212.4812.4824.9211.28-11.12-0.56-0.56-0.56-0.5612.381.751.751.49-1.27-3.808.96-0.75-0.94-0.330.350.35-3.97-3.977.487.4811.06-8.55-17.82-8.48-8.48-15.56-7.46-7.465.785.786.70-13.491.972.57-12.20-12.200.84-8.35-9.622.31-10.28-10.28-8.39-8.39-2.06-2.91-11.07-11.07-4.172.641.03-7.96

形状系数S量实测值E1 /量实测偏差8.26 8.26 8.26 8.26 8.26 8.69 8.72 8.86 8.86 8.86 8.86 8.86 8.86 8.86 8.86 8.86 9.06 9.06 9.06 9.06 9.06 9.06 9.06 9.40 9.40 9.40 9.40 9.40 9.50 9.50 9.50 9.50 9.50 9.50 9.50 9.53 9.53 9.53 9.78 9.78 9.80 9.83 9.83 9.83 9.83 9.83 9.83 10.00 10.00 10.00 10.00 10.00 10.00 10.00 10.00 10.00 10.29 10.63 10.63

抗剪弹性模量实测偏差/%-6.201.00-2.40-2.40-1.205.60-10.20-3.20-3.20-3.20-3.205.605.305.300.40-0.102.3011.200.20-3.60-2.90-1.40-1.40-3.90-3.909.509.5010.10-5.00-4.703.303.30-12.10-4.00-4.005.405.404.80-3.303.208.10-2.10-2.1018.905.20-1.504.40-1.20-1.20-2.60-2.6010.409.400.900.908.407.9022.406.70

抗压弹性模量系形状系数S数（5.4）反算值

5.86 5.94 6.22 6.22 6.83 5.69 5.34 5.55 5.55 5.55 5.55 5.75 5.22 5.22 5.46 5.34 5.08 5.29 5.35 5.55 5.54 5.50 5.50 5.40 5.40 5.30 5.30 5.45 5.20 4.66 4.78 4.78 5.19 5.21 5.21 5.42 5.42 5.50 4.83 5.34 5.12 4.84 4.84 4.58 4.70 4.95 5.29 4.90 4.90 5.08 5.08 4.79 4.79 4.76 4.76 4.77 5.14 4.46 4.66

区间

反算抗压弹性模量系数平均值

9≤S＜105.187

S≥104.855

·8·

第47卷 第7期

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张红永 等·关于JT/T4-2019《公路桥梁板式橡胶支座》标准中抗压弹性模量计算系数的探讨续表

抗压弹性模

序号102103104105106107108109110111112113114115116117平均值

支座型号Φ350×63Φ350×85Φ350×85Φ350×85Φ350×85Φ350×85Φ350×85Φ350×85Φ350×85Φ350×85Φ350×85Φ350×96400×600×99450×550×84450×550×84450×550×84

/

MPa552.9622.9622.9603.8603.8584.9584.9582.4582.4624.7624.9602.5591.9593.7601.7601.4434.44

抗压弹性模抗剪弹性模

量实测值G1/ MPa1.0481.1641.1641.111.111.0661.0661.031.031.0491.0491.0321.0781.1251.0541.0460.993 7

/%-9.302.182.18-0.95-0.95-4.05-4.05-4.46-4.462.482.51-1.17-3.78-9.47-8.25-8.291.15

抗剪弹性模量实测偏差/%4.8016.4016.4011.0011.006.606.603.003.004.904.903.207.8012.505.404.60-0.621

抗压弹性模量系形状系数S数（5.4）反算值

4.67 4.74 4.74 4.82 4.82 4.86 4.86 5.01 5.01 5.28 5.28 5.17 4.82 4.35 4.70 4.73 5.54

区间

反算抗压弹性模量系数平均值

形状系数S量实测值E1 /量实测偏差10.63 10.63 10.63 10.63 10.63 10.63 10.63 10.63 10.63 10.63 10.63 10.63 10.67 11.02 11.02 11.02 8.886

/5.55

（4）形状系数S在8~10范围内的板式橡胶支座，抗压弹性模量和抗剪弹性模量两项数据的实测偏差的交集在扩大，对于S=9.5，直径200×42的支座，竖向和水平弹性模量相对偏差降低到了5%，也就是说：这种规格的支座进行力学性能检测它的合格率是相对较高的。

（5） 形状系数S＞10的支座，抗压弹性模量标准值相对较高，实测值负偏差变小，抗剪弹性模量开始在正偏差，竖向和水平弹性模量允许偏差的交集又开始变小了，支座的力学性能合格率降低了。

接近越均匀越好，这样使用起来更不易产生应力集中，因为形状系数的大小直接决定了抗压弹性模量标准值的高低（E=5.4G×S2G=1）,因此应该缩小形状系数的差距，最好控制在9~11的范围内，这就要根据支座的平面尺寸反推中间橡胶层。

（4）支座的内部结构即钢板层层数和中间橡胶层可以不作统一规定，由各制造商根据自己的配方，在保证抗剪弹性模量合格的前提下自行计算确定，只要保证批量产品的抗压弹性模量相对偏差不大于某一允许偏差即可，这样就可以保证支座在桥梁安装使用过程中承载和变形能力相对均衡，不发生偏载。

3　试验结论

（1）抗压弹性模量标准值计算系数5.4不够合理，它是一个和形状系数相关的一个变量。

（2）板式橡胶支座各规格的支座抗压弹性模量和抗剪弹性模量允许偏差的交集达不到±15%（±15%是，形状系JT/T4-2019标准抗剪弹性模量的允许偏差）数较低和较高的支座交集更小，所以实测时保抗压和抗剪两项力学性能合格是有一定难度的。

（3）不同规格的板式支座的抗压弹性模量应该越

[5] [3] [4]

参考文献：

[1] [2]

冯苠，刘晓娣，李文杰.公路桥梁板式橡胶支座. 北京:中华人民共和国交通运输部，2019-09-01.

郑学珍.JT 3132.1-88公路桥梁板式橡胶支座技术条件.北京:中华人民共和国交通运输部，1988-09-01.

欧标.EN 1337-3-2005结构支座—第三部分：橡胶支座.布鲁塞尔:欧洲标准化委员会，2005-03.

林达文，彭立群，刘立峰.隔震橡胶支座力学性能试验研究.铁道建筑，2014-02.

秦德生，板式橡胶支座力学性能试验研究和数值模拟.大连理工大学，2008-06-01.

Discussion on the calculation coefficient of compressive elastic modulus in the JT/T4-2019 PLATE TYPE ELASTOMERIC PAD BEARINGS

FOR HIGHWAY BRIDGES STANDARD

Zhang Hongyong, Zhao Guiying, Gu Lining, Pang Erhong, Chang Guangzhong

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)(Sino Rubber Technology Co. LTD., Hengshui 053000, Hebei, China)

Abstract: Through the analysis of the mechanical test data for multiple sets of plate rubber bearings, the value of the calculation coefficient in the calculation formula of the standard value of the compressive elastic modulus in the JT/T4-2019 standard was discussed. The factors affecting the pass rate of the mechanical properties of the plate rubber bearing were analyzed.

Key words: plate rubber bearing; compressive modulus of elasticity; shape factor; compressive elastic modulus calculation coefficient

(R-03)

2020年美国乘用车轮胎产量下降了25.5％

U.S. passenger car tire production fell by 25.5% in 2020

据外媒2月12日报道，受受新冠肺炎疫情影响，美国大部分轮胎厂3~5月停产数周乃至数月，导致2020年美国主要类别轮胎产量均下降了两位数，其中乘用车轮胎产量下降了25.5%，轻型卡车和中型卡车轮胎分别下滑18.5%和21%，下跌至几十年来的最低水平。

美国轮胎制造商协会(USTMA)、《轮胎商务》的数据显示，2020年乘用车轮胎产量为9120万套，为自1955年以来的最低水平。轻型卡车和中型卡车轮胎产量分别下滑至2090万套和1160万套。

相比之下，去年美国替换市场表现则颇为出色，下半年需求强劲回升，截至年底跌幅8.4%，为2.038亿条。2020年，美国轻型卡车、中型卡车轮胎售后市场出货量较2019年增长了1.2%，分别达到3290万套和1920万套，这反映出了该国“宅家”的民众接受在线购物后，“最后一英里”送货业务迅速增长。

轻型卡车轮胎需求上升，因进口量增加而部分得到满足。贸易数据表明，去年进口量与2019年同比增长4.5%，达到2790万套，主要是来自中国台湾(增长30.6%)、日本(增长24.8%)、哥斯达黎加(增长13.3%)和加拿大(增长了11.9%)的出货量增加。

尽管全年轮胎库存逐渐减少，造成特定产品、规格出现短缺，但仍然满足了需求，也最终导致了年底前的一轮价格上涨。

尽管替换乘用车轮胎出货量下滑了8.3%，但乘用胎类别中的某些细分类别却表现出弹性，例如V级和Z级高性能轮胎，其出货量相比2019年反倒略有增加。

去年美国冬季/牵引轮胎的出货量下降了15%，这是5年内第四次下降，如今占所有替换汽车轮胎出货量不到2%。

原配轮胎方面，乘用车和中型卡车出货量均两位数下降，分别为19.6%、轻型卡车出货量下降了8.7%，27.6%；反映出新消费型汽车去年的销量和产量(18.9%)均下降了两位数。

根据《汽车新闻》网站的数据，美国新乘用车、SUV和轻型卡车/货车的销量同比下降了14.4%和20%。在美国售出的1470万辆汽车中，有351万辆(占24%)从北美以外地区进口，而日本占进口量的44%。这些进口的消费型汽车约需1400万条轮胎，而USTMA原配数据中未计入这些轮胎。

USTMA表示，去年美国轮胎出口表现也不佳，所有主要类别出口均下降两位数，分别下降了23.1%、19.5%和27.8%。

国际贸易方面，乘用车、卡车/大客车轮胎进口分别下降8.6%和11.2%，而轻型卡车轮胎进口则增长了4.5%。连续第二年向美国出口轮胎的国家中，泰国在3个主要类别中均独占鳌头，且在这3个类别中的地位愈发稳固。

摘编自“中国橡胶网”

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第47卷 第7期

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