¶ 05822 鉛心橡膠支承墊
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¶ 第05822 章 鉛心橡膠支承墊
¶ 1. 通則
¶ 1.1 本章概要
說明橋梁工程所採隔震用鉛心橡膠支承墊(Lead-Rubber Bearing)之材料、施工及檢驗等相關規定。
¶ 1.2 工作範圍
¶ 1.2.1 產品資料送審
¶ 1.2.2 材料及成品規格
¶ 1.3 相關準則
¶ 1.3.1 交通部
交通部頒「公路橋梁耐震設計規範」
1.3.2 美國州公路及運輸協會(AASHTO)
(1)AASHTO Guide Specifications for Seismic Isolation Design 1.3.3 美國材料試驗協會(ASTM)
(1) ASTM A36 Standard Specification for Carbon Structural Steel
(2)ASTM A709 Standard Specification for Structural Steel for
| (2)ASTM A709 | Standard | Specification | for | Structural | Steel | for |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Hot-Rolled, | Carbon, | Structural, | High-Strength | |||
| Low-Alloy, | High-Strength | Low-Alloy | with |
Bridges
(3)ASTM A1011 Standard Specification for Steel, Sheet and Strip,
Hot-Rolled, Carbon, Structural, High-StrengthLow-Alloy, High-Strength Low-Alloy withImproved Formability, and Ultra-High Strength
(4)ASTM D395 Standard Test Methods for Rubber Property –
Compression Set
(5)ASTM D412 Standard Test Methods for Vulcanized Rubber and
Thermoplastic Elastomers – Tension
(6)ASTM D429 Standard Test Methods for Rubber Property –
Adhesion to Rigid Substrates
(7)ASTM D573 Standard Test Methods for Rubber – Deterioration
in an Air Oven
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(8)ASTM D624 Standard Test Method for Tear Strength of
Conventional Vulcanized Rubber andThermoplastic Elastomers
(9)ASTM D1149 Standard Test Method for Rubber Deterioration –
Surface Ozone Cracking in a Chamber
(10)ASTM D2240 Standard Test Method for Rubber Property –
Durometer Hardness
(11) ASTM F3125 Standard Specification for High Strength
Structural Bolts and Assemblies, Steel and AlloySteel, Heat Treated, Inch Dimensions 120 ksi and
150 ksi Minimum Tensile Strength, and MetricDimensions 830 MPa and 1040 MPa MinimumTensile Strength
¶ 1.4 資料送審
承包商應於下列各階段提報相關文件送請工程司核可後始可進行次一階段之作業。
¶ 1.4.1 訂約後
(1) 產品說明書(含製造廠名稱及地址、產品編號或型號、產品功能
及規格、構造示意圖等）。
(2) 品質計畫書：含材料規格、檢驗及試驗規範(含項目、方法、頻
率及合格標準等）、產品標示等。
(3) 產品安裝說明書。
(4) 製造廠派赴工地指導承包商辦理安裝作業之技術人員資歷文件
。
¶ 1.4.2 製造生產前
(1) 原型試體生產前，承包商應提送設計計算書、施工製造詳圖、安
裝計畫等應經工程司核可後再辦理原型試體生產及試驗。
(2) 原型測試後，承包商應提送原型測試報告，並經工程司核可後始
得據以進行製造生產作業。
¶ 1.4.3 進場時
(1) 製造廠出具之產品出廠證明
(2) 依品質計畫書辦理之各項材料及成品試驗報告
(3) 臺灣地區以外之產品尚須附海關蓋章證明之進口報單或相關證
明文件
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¶ 2. 產品
¶ 2.1 材料
鉛心橡膠支承墊材料規格應符合下列規定或經工程司核可之同等品。
2.1.1 層間加勁鋼片：ASTM A1011 Gr. 36 Type 1 或ASTM A36，其厚度
至少0.3cm，不得鍍鋅。
2.1.2 外側鋼板：ASTM A709 Gr.50，其外露面防蝕處理應採下列方式之
一。
(1) 熱浸鍍鋅：鍍鋅層附著量550g/m2 以上。
(2) 油漆：噴砂處理Sa 2½以上，第一道噴無機鋅粉底漆膜厚80μm
以上，另加兩道面漆，該三道漆之總膜厚為160μm 以上。
(3) 金屬熔射：噴砂處理於噴鋁或噴鋅時，分別為Sa 3 及Sa 2½以
上，膜厚為160μm 以上，熔射作業完成1 日內需施封孔處理。
2.1.3 螺栓：ASTM F3125 之A325 或A490。螺栓之防蝕處理方式應經工
程司核可，ASTM F3125 之A490 螺栓不得以熱浸鍍鋅處理。
2.1.4 鉛：鉛純度至少99.9%。
2.1.5 橡膠：橡膠須為天然橡膠。且符合表1 之規定。
| 試驗項目 | ASTM 試驗 | 試驗標準 |
|---|---|---|
| 最小拉力強度(Minimum Tensile Strength)，kgf/cm2 | D412 | 160 |
| 最小拉斷伸長量(Minimum Elongation at Break)，百分比 | 450 | |
| 最大壓力之永久變形量(Maximum Compression Set)，在 70℃下 22 小 時，百分比 | D395 (方法 B) | 25 |
| 最小撕裂強度(Minimum Tear Strength)，kgf/cm | D624 (Die C) | 32 |
| 硬度(Hardness)，Type A | D2240 | 40 ~ 70 |
| 橡膠與鋼片之黏著力(Adhesion to Steel)，kg/cm | D429 (方法 B) | 7.2，破壞須完全發生 在橡膠層內，不可發 生於橡膠與鋼片接合 面 |
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| 試驗項目 | ASTM 試驗 | 試驗標準 |
|---|---|---|
| 抗臭氣能力，20%應變，臭氣濃度 50±5ppm，在 40℃±2℃下 100 小時 | D1149 | 7 倍放大檢視無裂縫 |
| 根據 ASTM D573，在 70℃加速老化(Accelerated Aging)70 小時後，橡膠性 質衰退程度不可超出下列範圍 | ||
| 拉力強度，百分比 | D412 | -10 |
| 拉斷伸長量，百分比 | -15 | |
| 硬度，點(Points) | D2240 | ±10 |
¶ 2.2 原型測試
2.2.1 除設計圖另有註明外，各型式之鉛心橡膠支承墊均須由承包商會同
工程司進行實體試驗，各型式至少需使用2 個依設計圖性能要求所製造之全尺寸原型試體，試體不得再使用於橋梁上。原型測試中每一循環之載重、位移及遲滯行為等均應詳細記錄，全部過程須錄影成電子檔逕交工程司存查。
¶ 2.2.2 實體試驗
實體試驗應使用側向位移與垂直載重控制條件，依下列順序進行試驗：
(1)垂直載重試驗
在垂直載重依序為
2 𝑃𝐿𝐿+ 𝑃𝐸𝑄)下，分別進行垂直載重
試驗。
(2)常態載重試驗
在垂直載重為𝑃𝐷𝐿+ 𝑃𝐿𝐿下，進行20 個循環之反覆載重試驗，每個循環之最大側向位移為隔震元件所受之常態載重包括(溫度變化、潛變、乾縮及載重引致之支承移動或旋轉等)所對應之位移。
(3) 不同變形之特性試驗
在垂直載重為𝑃𝐷𝐿下，進行3 個循環之反覆載重試驗，每種反覆載重之最大側向位移依序為鉛心橡膠支承墊水平設計位移的
0.25、0.50、0.75、1.0、1.25 及1.0 倍。
(4) 性能穩定性試驗
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在垂直載重為𝑃𝐷𝐿下進行10 個循環之反覆載重試驗，每循環之最大側向位移為鉛心橡膠支承墊之水平設計位移。
(5) 鉛心橡膠支承墊穩定度試驗
在垂直載重各為(𝑃𝐷𝐿+循環之反覆載重試驗，每個循環之側向位移為鉛心橡膠支承墊水平設計位移的1.5 倍。
其中𝑃𝐸𝑄為水平及垂直地震所造成之支承垂直載重
𝑃𝐷𝐿為設計靜載重所造成之支承垂直載重𝑃𝐿𝐿為設計活載重所造成之支承垂直載重
¶ 2.2.3 鉛心橡膠支承墊特性之決定
鉛心橡膠支承墊在每個載重循環的有效勁度可由下式決定
𝑖則為
其等效阻尼比ξ𝑒𝑞
− = 該循環試驗中正向及負向之最大剪力
+, 𝐹𝑖𝐹𝑖∆𝑖 = 該循環試驗中正向及負向之最大位移絕對值之平均值i eff K = 該循環的有效勁度
i d E = 消散能力，為2.2.2 節第(3)項試驗中鉛心橡膠支承墊在
不同位移振幅時所得之單一循環迴圈面積。
¶ 2.2.4 實體試驗結果檢核
試驗結果必須滿足下列要求，該試體的行為方可被接受，若其中任一個試驗的測試結果無法符合下列要求，則原型試體須重新設計、製作及測試。
(1) 所有測試之力-位移圖的勁度必須為正值。
(2) 依2.2.2 節第(1)項之試驗，垂直勁度之變異度應在±20%範圍
內。
(3) 依2.2.2 節第(2)項之試驗，在常態載重下，鉛心橡膠支承墊的
變位應在10mm 範圍內。
(4) 依2.2.2 節第(3)項之試驗，每一種試驗位移下任一循環的有效
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勁度與其3 個循環的平均有效勁度之差異必須在±10%以內。即
≤10%
i eff K = 第i 個循環的有效勁度值
eff K = 平均有效勁度
(5) 依2.2.2 節第(3)項之試驗，所有2 個試體的平均有效勁度值之
差不得大於±10%。即
| KA −KB eff eff |
|---|
A eff K ，
B eff K 分別為兩個試體的平均有效勁度
(6) 依2.2.2 節第(3)項之試驗，最後一組之3 個循環，各試體之平
均有效勁度值與設計之有效勁度值差值不得超過15%。各試體平均等效阻尼比及消能能量不得小於設計值之等效阻尼比及消能能量的85%。
(7) 依2.2.2 節第(4)項之試驗，任一循環之有效勁度與第一循環之
差值不得大於20%。任一循環之消能能量不得小於第一循環之70%。
(8) 依2.2.2 節第(5)項之試驗，試體必須保持穩定且不得有明顯之
破壞。
(9) 實體試驗結束後，原型試體不得有可見的破壞發生。
¶ 2.3 性能測試
2.3.1 在進行安裝之前，每個鉛心橡膠支承墊皆須進行下列性能試驗，以
評定其力學特性是否與設計值相同或容許誤差範圍內。
¶ 2.3.2 性能試驗
(1) 垂直載重試驗
每個鉛心橡膠支承墊應在承受1.5(𝑃𝐷𝐿+ 𝑃𝐿𝐿)之垂直載重下5 分鐘後，並於卸載前後觀察其變化。
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(2) 垂直載重及側向位移組合試驗
每個鉛心橡膠支承墊應在垂直載重為 DL P 載重下進行3 個循環之反覆載重試驗，每個循環之最大側向位移應為鉛心橡膠支承墊之水平設計位移。
¶ 2.3.3 性能試驗結果檢核
(1) 依2.2.5 節第(1)項之試驗後，觀察橡膠的膨脹突出，且鋼片和
橡膠層墊間不能有接合不良的情形，在橡膠層表面亦不能產生有三道或三道以上大於2mm 寬或2mm 深的裂縫。
(2) 依2.2.5 節第(2)項之試驗後，每個試體的平均有效勁度與設計
值之差異不超過±15%；每個試體的平均消能能力或等效阻尼比不得小於設計值的85%。
¶ 3. 施工
¶ 3.1 準備工作
承包商應妥為考量採購、設計、送審、製造、測試、檢驗、運輸等相關作業所需時程，否則因而延誤工期，應由承包商負全責。
¶ 3.2 運送
鉛心橡膠應於製造廠組合完成，運送時應提供合適之支撐系統以維持該支承為一完整單元，支承於運送及安裝時須保持完整無損。
¶ 3.3 安裝
3.3.1 支承之安裝計畫及施工圖須先經工程司核可，安裝時應由原製造廠
指派經驗豐富之技術人員(其曾實際指導安裝之橋梁工程內容、施工時程、支承型式、載重及數量等經歷應提報工程司備查)赴現場指導承包商辦理並於安裝前向工程司解說安裝作業，直至工程司認為承包商可自行安裝為止，其費用已包含於相關費用內，不另給付。
3.3.2 支承四周不得有足以防礙支承水平變位之螺栓或其他設備。
3.3.3 鉛心橡膠墊之頂部及底部鋼板表面應與橡膠層熱熔結合處理，暴露
之鋼板表面應有防蝕處理，如2.1.2 節所示。
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¶ 3.4 成品檢驗
(1)各型式鉛心橡膠支承墊依2.2 節辦理原型測試。
(2)每個鉛心橡膠支承墊依2.3 節辦理性能測試。
¶ 3.5 許可差
支承製造之許可差如表2。
表2 支承製造許可差
| 項 目 | 許可差 |
|---|---|
| 橡膠保護層厚度 | ±1.5mm |
| 平面尺寸及高度 | ±6mm |
| 頂面及底面平行差異 | ±1/300 |
¶ 3.6 標示
支承應於側面明顯位置標示其製造廠名稱、製造地點與時間、型式、尺寸、號碼、載重(靜重+活重)及設計位移等資料。
¶ 4. 計量與計價
¶ 4.1 計量
「鉛心橡膠支承墊，註明標稱載重範圍，註明水平載重範圍」係以「組」為計量單位，依實際裝設於橋梁上之鉛心橡膠支承墊數量計量。
¶ 4.2 計價
「鉛心橡膠支承墊，註明標稱載重範圍，註明水平載重範圍」契約單價包括鉛心橡膠支承墊本體及上、下錨碇設施、無收縮水泥砂漿及為完成本項工作所需之一切人工、材料、機具、設備等費用，且進場前依品質計畫辦理之各項材料檢驗、原型測試(含試體費用)及品管測試等一切檢驗測試費用，以及製造廠指派技術人員赴工地指導承包商辦理安裝作業等所需費用均已包含於契約單價內，另無其他給付。
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工作項目名稱 計價單位
鉛心橡膠支承墊，註明標稱載
組
重範圍，註明水平載重範圍
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