CN103276666A

CN103276666A - 软钢阻尼支座

Info

Publication number: CN103276666A
Application number: CN2013102331729A
Authority: CN
Inventors: 燕斌; 廖崇庆; 孙振
Original assignee: Beijing Guodaotong Highway Design & Research Institute Co Ltd
Current assignee: Beijing Guodaotong Highway Design & Research Institute Co Ltd
Priority date: 2013-06-13
Filing date: 2013-06-13
Publication date: 2013-09-04

Abstract

本发明公开了一种软钢阻尼支座，该支座由上连接组件、滑动软钢组件、支座本体、下连接组件组成，所述上连接组件由顶板螺栓、顶板、挡块、不锈钢板组成，顶板螺栓穿过顶板与桥梁上部结构连接，所述滑动软钢组件由聚四氟乙烯滑板、上连接板、软钢、下连接板、锚栓组成，所述锚栓穿过下连接板与底板将二者连接，所述支座本体由两块相同规格的在水平面内分列放置的加劲橡胶板组成，与顶板和底板通过螺栓进行连接，所述下连接组件由底板、底板螺栓组成，底板螺栓穿过底板与桥梁下部结构连接，本发明受力明确，制作简单，既可满足桥梁在正常使用阶段的要求，又能增大桥梁结构的整体阻尼、吸收地震能量，适用于烈度较大地区的桥梁工程。

Description

软钢阻尼支座

技术领域：

本发明涉及一种桥梁减隔震支座，特别是一种软钢阻尼支座。

背景技术：

减隔震设计理论是桥梁抗震理论的重要组成部分，该理论依靠减隔震装置优越的减震耗能特性达到将地震作用与结构响应“隔离”的目的。减隔震装置是实现减隔震设计理论的核心要素。

减隔震装置必须满足三个基本要求：具有一定的柔度（柔性支承），用来延长结构周期，降低地震力；具有良好的耗能能力，用来降低支承面处的相对变形，以便使位移在设计允许的范围内；具有一定的刚度和屈服力，以满足正常使用荷载下（如风，制动力等）结构不发生屈服和有害振动。

目前常用的减隔震装置主要包括减隔震支座和阻尼器，然而这些减隔震装置往往不能同时具备或不能很好满足上述三个基本要求。以叠层橡胶支座为例，由于其剪切刚度明显低于桥墩的侧向刚度，可以实现延长桥梁振动周期的目的，同时也可以满足正常运营阶段不同合作的要求，但由于其是弹性构件，不具备耗能能力，往往会造成过大的结构位移；以阻尼器为例，虽具备良好的耗能能力，但不具有改变结构动力特性的能力，往往只能与支座并联使用；以铅芯支座及高阻尼橡胶支座为例，虽然可以基本满足减隔震装置的要求，但其最大的问题在于阻尼比有限，即耗能的能力有限。

针对现有减隔震装置不能同时具备或不能很好满足减隔震设计三个基本要求的现状，有必要开发一种既能延长桥梁振动周期、满足正常运营阶段要求，又能高效耗能的减隔震装置。

发明内容：

鉴于现有减隔震装置本身存在的缺陷，本发明特公开一种软钢阻尼支座，该支座既能延长桥梁的振动周期、满足正常运营阶段的要求，又具备优越的耗能能力。

本发明以减隔震支座为基本构件，通过引入软钢（即弹塑性钢）实现增大阻尼的目的。在支座本体的选择上，以力学性能稳定和制作方便的叠层橡胶板、铅芯橡胶板、高阻尼橡胶板为主受力构件，主要承受上部结构传递而来的竖向荷载、水平荷载，并依靠本身的变形能力以适应上部结构的位移。在耗能装置的选择上，采用软钢这种具有饱满滞回特性的弹塑性材料，可大幅提高支座的阻尼；同时，软钢相对于粘滞型液体而言易于制作和维护，所占体积较小。由于软钢本身也具有一定的刚度，为消除其对正常使用阶段的影响，特允许其在发生一定位移，仅在地震作用下发挥作用。

本发明的软钢阻尼支座由上连接组件、滑动软钢组件、支座本体、下连接组件组成，其特征在于：所述上连接组件由顶板螺栓、顶板、挡块、不锈钢板组成，所述顶板螺栓穿过顶板与桥梁上部结构连接，所述挡块焊接在顶板下部，所述不锈钢板在挡块包围范围内与顶板焊接，所述滑动软钢组件由聚四氟乙烯滑板、上连接板、软钢、下连接板、锚栓组成，所述软钢由规格相同的多片弹塑性钢片组成，与上连接板和下连接板焊接，所述聚四氟乙烯滑板与上连接板采用硫化连接，与不锈钢板之间填充硅脂润滑油，所述锚栓穿过下连接板与底板将二者连接，所述支座本体由两块相同规格的在水平面内分列放置的加劲橡胶板组成，与顶板和底板通过螺栓进行连接，所述加劲橡胶板选用叠层加劲橡胶板、铅芯加劲橡胶板、高阻尼加劲橡胶板、超高阻尼加劲橡胶板中的一种，所述下连接组件由底板、底板螺栓组成，所述底板螺栓穿过底板与桥梁下部结构连接。

本发明的安装工艺为：施工下部结构时，在支座垫石内预留孔洞，其直径取底板螺栓直径的两倍到三倍，深度略大于底板螺栓的长度，随后整体吊装软钢阻尼支座，将底板螺栓穿过底板和预留空洞以安置在支座垫石之上，然后用环氧砂浆或无收缩砂浆灌注预留孔洞，最后将顶板螺栓紧固在顶板上，以顶板为模板现场浇筑上部结构。

本发明的工作机理是：在正常使用阶段、小震作用及中震作用下，软钢阻尼支座中的支座本体发挥作用，而软钢仅随支座一起滑动；在大地震作用下，当软钢顶部钢板与限位挡块接触时，软钢开始发挥作用，桥梁上部结构在地震作用下往复运动，而支座本体和软钢共同消耗地震能量，实现了降低结构刚度、增大结构阻尼的目的，有效地降低了地震作用的影响。

本发明受力明确，制作简单，可同时满足减隔震设计装置的三个基本要求，适用于高烈度区简支梁桥、连续梁桥的新建及加固工程。

附图说明：

图1为软钢阻尼支座的组装结构图。

图2为软钢阻尼支座的剖面图。

图3为软钢阻尼支座的侧剖图。

具体实施方式：

本发明的软钢阻尼支座由上连接组件100、滑动软钢组件200、支座本体10、下连接组件300组成，所述上连接组件100由顶板螺栓1、顶板2、挡块3、不锈钢板4组成，所述顶板螺栓1穿过顶板2与桥梁上部结构连接，所述挡块3焊接在顶板2下部，所述不锈钢板4在挡块3包围范围内与顶板2焊接，所述滑动软钢组件200由聚四氟乙烯滑板5、上连接板6、软钢7、下连接板8、锚栓9组成，所述软钢7由规格相同的多片弹塑性钢片组成，与上连接板6和下连接板8焊接，所述聚四氟乙烯滑板5与上连接板7采用硫化连接，与不锈钢板4之间填充硅脂润滑油，所述锚栓9穿过下连接板8与底板11将二者连接，所述支座本体10由两块相同规格的在水平面内分列放置的加劲橡胶板组成，与顶板2和底板11通过螺栓进行连接，所述加劲橡胶板选用叠层加劲橡胶板、铅芯加劲橡胶板、高阻尼加劲橡胶板、超高阻尼加劲橡胶板中的一种，所述下连接组件300由底板11、底板螺栓12组成，所述底板螺栓12穿过底板11与桥梁下部结构连接。

本实施例中，挡块3由4个钢条封闭焊接而成，其高度大于不锈钢板4、聚四氟乙烯滑板5、及上连接板厚度之和。

本实施例中，弹塑性钢片通过在矩形钢片两侧各挖去1个半圆形的缺口形成。

本实施例中，组装软钢阻尼支座时，先将滑动软钢组件200、支座本体10与下连接组件300连接，再将上连接组件100置于滑动软钢组件200和支座本体10之上，采用螺栓连接顶板2与上连接板6，其中上连接板6位于挡块3所包围范围的正中位置。

本实施例中，施工下部结构时，在支座垫石内预留孔洞，其直径取底板螺栓12直径的两倍到三倍，深度略大于底板螺栓12的长度，随后整体吊装软钢阻尼支座，将底板螺栓12穿过底板11和预留空洞以安置在支座垫石之上，然后用环氧砂浆或无收缩砂浆灌注预留孔洞，最后将顶板螺栓1紧固在顶板2上，以顶板2为模板现场浇筑上部结构。

Claims

1.一种软钢阻尼支座，由上连接组件（100）、滑动软钢组件（200）、支座本体（10）、下连接组件（300）组成，其特征在于：所述上连接组件（100）由顶板螺栓（1）、顶板（2）、挡块（3）、不锈钢板（4）组成，所述顶板螺栓（1）穿过顶板（2）与桥梁上部结构连接，所述挡块（3）焊接在顶板（2）下部，所述不锈钢板（4）在挡块（3）包围范围内与顶板（2）焊接，所述滑动软钢组件（200）由聚四氟乙烯滑板（5）、上连接板（6）、软钢（7）、下连接板（8）、锚栓（9）组成，所述软钢（7）由规格相同的多片弹塑性钢片组成，与上连接板（6）和下连接板（8）焊接，所述聚四氟乙烯滑板（5）与上连接板（7）采用硫化连接，与不锈钢板（4）之间填充硅脂润滑油，所述锚栓（9）穿过下连接板（8）与底板（11）将二者连接，所述支座本体（10）由两块相同规格的在水平面内并列放置的加劲橡胶板组成，与顶板（2）和底板（11）通过螺栓进行连接，所述加劲橡胶板选用叠层加劲橡胶板、铅芯加劲橡胶板、高阻尼加劲橡胶板、超高阻尼加劲橡胶板中的一种，所述下连接组件（300）由底板（11）、底板螺栓（12）组成，所述底板螺栓（12）穿过底板（11）与桥梁下部结构连接。

2.根据权利要求1所述的软钢阻尼支座，其特征在于：在水平力作用下，支座本体（10）发生侧向变形，滑动软钢组件（200）在挡块（3）限定的范围内滑动，当上连接板（6）与挡块（3）接触时，滑动软钢组件（200）开始发挥作用，通过软钢（7）的变形增大阻尼，吸收地震能量。

3.根据权利要求1所述的软钢阻尼支座的安装方法，其特征在于：施工下部结构时，在支座垫石内预留孔洞，其直径取底板螺栓（12）直径的两倍到三倍，深度略大于底板螺栓（12）的长度，随后整体吊装软钢阻尼支座，将底板螺栓（12）穿过底板（11）和预留空洞以安置在支座垫石之上，然后用环氧砂浆或无收缩砂浆灌注预留孔洞，最后将顶板螺栓（1）紧固在顶板（2）上，以顶板（2）为模板现场浇筑上部结构。