CN103276667B - 芯控盆式支座 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种芯控盆式支座，该支座由下座板和依次叠放于内座腔及外座腔之间的橡胶板，内密封圈，外密封圈，钢垫板，聚四氟乙烯滑板，以及与不锈钢板焊接的带有限位块的上座板组成，所述下座板由内座腔、外座腔与座体整体铸造而成，所述座体通过下锚杆组件与桥梁下部结构连接，所述上座板通过上锚杆组件与桥梁上部结构连接，所述上座板的与限位块整体铸造而成，所述限位块外侧裹覆一层橡胶缓冲垫，本发明受力机理明确，在满足桥梁正常运营阶段所需的竖向承载功能、水平变位功能、有限转动功能的同时，又可以限制桥梁在地震作用下产生过大的位移，具有保护支座、防止落梁及缓冲碰撞的功能。

Description

芯控盆式支座

技术领域：

本发明涉及一种桥梁支座，特别是一种芯控盆式支座。

背景技术：

桥梁是一种“头重脚轻”的结构，上部结构是“头”，下部结构是“脚”，而桥梁支座就是负责连接“头”与“脚”的构件。桥梁结构长期承受多种不同形式的荷载作用，如结构重力、汽车荷载、风荷载、地震作用等，作为桥梁重要组成部分之一的桥梁支座担负着有效传递这些荷载作用的责任。

目前，在我国的桥梁支座体系中，应用最为广泛的是板式橡胶支座、盆式橡胶支座和球型钢支座；对于跨径较大的桥梁，通常采用盆式橡胶支座和球型钢支座；考虑到造价的因素，盆式橡胶支座更受青睐。盆式橡胶支座可以有效传递静力作用下的竖向荷载、水平荷载与转动作用，但是在地震等偶然作用下，盆式橡胶支座的表现却差强人意。

通过历次震害调查发现，盆式橡胶支座的主要破坏形式是位移过大引起的支座剪坏，引起的次生灾害是桥梁上部结构落梁或碰撞现象。支座破坏使得桥梁结构不能正常运营，而由于支座破坏后的情况不可预测，潜在震害会显得异常复杂；上部结构落梁是桥梁结构震害中最难修复且危害最为严重的一种，是桥梁设计人员尽力避免的一种震害形式，而只有确保支座正常工作，落梁破坏才能得到有效控制；上部结构碰撞与落梁是相辅相成的一种震害形式，根本原因在于支座失效而导致的变形不可控。因此，合理设计盆式橡胶支座是保证桥梁地震安全的一项重要举措，应受到足够的重视。

鉴于现有盆式橡胶支座不具备控制自身变形的功能，因而导致其抗震性能严重不足的现状，因此有必要研发一种满足地震作用下桥梁大变形需求的支座。

发明内容：

有鉴于此，本发明特公开了一种芯控盆式支座，本支座既具备常用支座的竖向承载功能、水平变位功能、有限转动功能，还具备偶然作用如地震作用下的限位功能，可全面满足桥梁的设计要求。

本发明基于“支座必须具备限位功能”的思想，从桥梁正常使用和震害调查出发，在支座的设计中有机融入限位功能，使得支座的安全性能得到极大提升。在具体设计时，首先依托橡胶的大变形特征以满足支座的有限转动功能，其次依托约束橡胶和钢结构优良的抗压缩性能满足支座的竖向承载功能，再次依托聚四氟乙烯滑板卓越的性能满足支座的水平变位功能，最终依托上座板中心部位设置的挡块式限位装置以满足支座的限位功能。

本发明的工作机理是：在正常使用阶段，当桥梁的上、下部结构发生相对位移时，该支座利用不锈钢板和聚四氟乙烯滑板之间较小的摩擦系数以缓慢滑动；在偶然作用如地震作用下，当上述相对位移超过支座的设计位移量时，限位块外侧裹覆的橡胶缓冲垫与内座腔接触，限制了位移的进一步增大。本支座限位功能的实现得益于限位块与上座板之间的抗剪功能，限位能力的大小应根据桥梁下部结构的承载能力分析确定。

本发明的芯控盆式支座由下座板和依次叠放于内座腔及外座腔之间的橡胶板，内密封圈，外密封圈，钢垫板，聚四氟乙烯滑板，以及与不锈钢板焊接的带有限位块的上座板组成，其特征在于：所述下座板由内座腔、外座腔与座体整体铸造而成，所述内座腔和外座腔共用同一圆心，所述座体通过下锚杆组件与桥梁下部结构连接，所述橡胶板采用环形构造，嵌入内座腔和外座腔包围的空间，其顶面内圈及外圈位置均开有槽口，所述内密封圈采用两层至三层黄铜圈叠置而成，嵌入橡胶板顶面的内侧槽口，所述外密封圈采用两层至三层层黄铜圈叠置而成，嵌入橡胶板顶面的外侧槽口，所述钢垫板整体铸造而成，置放于橡胶板与内密封圈及外密封圈构成的顶平面之上，钢垫板顶面外侧开有豁口，内侧设置有环形槽，所述聚四氟乙烯滑板嵌入钢垫板顶面内侧所设的环形槽中，所述不锈钢板中心开有矩形孔，顶面与上座板焊接，底面安置于聚四氟乙烯滑板之上，其间填充硅脂润滑油，所述限位块外侧裹覆一层橡胶缓冲垫，与上座板整体铸造而成，平面形状由条相同的圆弧组成，其直径等于内座腔内壁的直径，所述上座板通过上锚杆组件与桥梁上部结构连接。

本发明的安装工艺为：在安装芯控盆式支座之前，采用临时固定措施将下座板与上座板连成整体，待施工桥梁下部结构时，在桥墩支承垫石处预留套筒孔，其直径应为下锚杆组件中套筒直径的两倍至三倍，深度稍大于套筒长度，其次在桥墩支承垫石上标出芯控盆式支座的位置中心线，然后整体吊装支座，将下锚杆组件的套筒穿过下座板和预留套筒孔，接着用环氧砂浆或无收缩砂浆灌注预留套筒孔，最后将上座板作为桥梁上部结构现浇模板的一部分进行浇筑。

本发明受力机理明确，在满足桥梁正常运营阶段所需的竖向承载功能、水平变位功能、有限转动功能的同时，又可以限制桥梁在地震作用下产生过大的位移，具有保护支座、防止落梁及碰撞的功能。

附图说明：

图1为芯控盆式支座的组装结构图。

图2为芯控盆式支座的剖面图。

具体实施方式：

本发明的芯控盆式支座由下座板14和依次叠放于内座腔11及外座腔12之间的橡胶板10，内密封圈8，外密封圈9，钢垫板7，聚四氟乙烯滑板5，以及与不锈钢板3焊接的带有限位块4的上座板2组成，其特征在于：所述下座板14由内座腔11、外座腔12与座体13整体铸造而成，所述内座腔11和外座腔12共用同一圆心，所述座体13通过下锚杆组件15与桥梁下部结构连接，所述橡胶板10采用环形构造，嵌入内座腔11和外座腔12包围的空间，其顶面内圈及外圈位置均开有槽口，所述内密封圈8采用两层至三层黄铜圈叠置而成，嵌入橡胶板10顶面的内侧槽口，所述外密封圈9采用两层至三层层黄铜圈叠置而成，嵌入橡胶板10顶面的外侧槽口，所述钢垫板7整体铸造而成，置放于橡胶板10与内密封圈8及外密封圈9构成的顶平面之上，钢垫板7顶面外侧开有豁口，内侧设置有环形槽，所述聚四氟乙烯滑板5嵌入钢垫板7顶面内侧所设的环形槽中，所述不锈钢板3中心开有矩形孔，顶面与上座板2焊接，底面安置于聚四氟乙烯滑板5之上，其间填充硅脂润滑油，所述限位块4外侧裹覆一层橡胶缓冲垫6，与上座板2整体铸造而成，平面形状由4条相同的圆弧组成，其直径等于内座腔11内壁的直径，所述上座板2通过上锚杆组件1与桥梁上部结构连接。

本实施例中，在安装芯控盆式支座之前，采用临时固定措施将下座板14与上座板2连成整体，待施工桥梁下部结构时，在桥墩支承垫石处预留套筒孔，其直径应为下锚杆组件15中套筒直径的两倍至三倍，深度稍大于套筒长度，其次在桥墩支承垫石上标出芯控盆式支座的位置中心线，然后整体吊装支座，将下锚杆组件15的套筒穿过下座板14和预留套筒孔，接着用环氧砂浆或无收缩砂浆灌注预留套筒孔，最后将上座板2作为桥梁上部结构现浇模板的一部分进行浇筑。

Claims (3)

1.一种芯控盆式支座，由下座板（14）和依次叠放于内座腔（11）及外座腔（12）之间的橡胶板（10），内密封圈（8），外密封圈（9），钢垫板（7），聚四氟乙烯滑板（5），以及与不锈钢板（3）焊接的带有限位块（4）的上座板（2）组成，其特征在于：所述下座板（14）由内座腔（11）、外座腔（12）与座体（13）整体铸造而成，所述内座腔（11）和外座腔（12）共用同一圆心，所述座体（13）通过下锚杆组件（15）与桥梁下部结构连接，所述橡胶板（10）采用环形构造，嵌入内座腔（11）和外座腔（12）包围的空间，其顶面内圈及外圈位置均开有槽口，所述内密封圈（8）采用两层至三层黄铜圈叠置而成，嵌入橡胶板（10）顶面的内侧槽口，所述外密封圈（9）采用两层至三层黄铜圈叠置而成，嵌入橡胶板（10）顶面的外侧槽口，所述钢垫板（7）整体铸造而成，置放于橡胶板（10）与内密封圈（8）及外密封圈（9）构成的顶平面之上，钢垫板（7）顶面外侧开有豁口，内侧设置有环形槽，所述聚四氟乙烯滑板（5）嵌入钢垫板（7）顶面内侧所设的环形槽中，所述不锈钢板（3）中心开有矩形孔，顶面与上座板（2）焊接，底面安置于聚四氟乙烯滑板（5）之上，其间填充硅脂润滑油，所述限位块（4）外侧裹覆一层橡胶缓冲垫（6），与上座板（2）整体铸造而成，平面形状由4条相同的圆弧组成，其直径等于内座腔（11）内壁的直径，所述上座板（2）通过上锚杆组件（1）与桥梁上部结构连接。

2.根据权利要求1所述的芯控盆式支座的安装方法，其特征在于：在安装芯控盆式支座之前，采用临时固定措施将下座板（14）与上座板（2）连成整体，待施工桥梁下部结构时，在桥墩支承垫石处预留套筒孔，其直径应为下锚杆组件（15）中套筒直径的两倍至三倍，深度稍大于套筒长度，其次在桥墩支承垫石上标出芯控盆式支座的位置中心线，然后整体吊装支座，将下锚杆组件（15）的套筒穿过下座板（14）和预留套筒孔，接着用环氧砂浆或无收缩砂浆灌注预留套筒孔，最后将上座板（2）作为桥梁上部结构现浇模板的一部分进行浇筑。

3.根据权利要求2所述的芯控盆式支座的安装方法，所述预留套筒孔的直径为下锚杆组件（15）中套筒直径的2.5倍。