CN104032672A - 高强钢纤维细密钢丝网复合铅芯橡胶支座 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种高强钢纤维细密钢丝网复合铅芯橡胶支座，由上连接钢板、上封板、内部橡胶层、高强细密钢丝网层、钢纤维、铅芯、橡胶保护层、下封板、下连接钢板组成。高强细密钢丝网层按照铅芯设计位置预留铅芯压入孔，并将开孔位置处的高强钢筋做弯钩处理，高强细密钢丝网的上、下两侧掺入杂乱分布的钢纤维，然后与橡胶充分粘合、硫化，压入铅芯，外部硫化橡胶保护层，形成铅芯橡胶垫；上封板和下封板分别与铅芯橡胶垫的上、下表面粘结，上、下封板通过楔块与上、下连接钢板连接，形成支座整体。本发明专利采用高强细密钢丝网替换加劲钢板，使得铅芯橡胶支座的剪切变形能力更强，支座整体重量更轻。高强细密钢丝网的网状结构与钢纤维的掺入，可以使得钢丝网层间的橡胶通过硫化成为整体。

Description

高强钢纤维细密钢丝网复合铅芯橡胶支座

技术领域

本发明属于土木工程、地震工程技术领域，具体涉及一种用高强细密钢丝网代替加劲钢板的铅芯橡胶支座。

背景技术

近几十年来，减隔震支座作为桥梁减隔震的重要措施，获得了越来越多的重视，并取得了重大的发展。其中铅芯橡胶支座因其自身优异的性能而得到广泛应用。铅芯橡胶支座是在一般板式橡胶支座的基础上，在支座中放入铅芯，以改善橡胶支座的阻尼性能的一种抗震支座。铅芯橡胶支座具有较好的滞回特性，耗能能力强，其初始剪切刚度可以达到普通叠层橡胶支座刚度的10倍以上，而屈服后刚度接近与普通叠层橡胶支座刚度，温度、徐变等蠕变变形引起的支座次内力较小。而且，铅芯橡胶支座具有良好的复位能力。

但是，由于铅芯橡胶支座是在一般板式橡胶支座的基础上改进而成，铅芯橡胶支座必然存在一般板式橡胶支座的不足。在支座高度一定的情况下，由于加劲钢板厚度较大，占支座高度的很大一部分，而钢板不参与支座的剪切变形，使得支座整体的剪切变形能力不足，为保证铅芯橡胶支座在地震作用下有比较大的变形，需要应用更大的直径和高度，这样的支座价格贵，且承载力有富余，必然造成一定程度的浪费。因此，有必要对已有铅芯橡胶支座作进一步的改进。

另外，近年来钢纤维在混凝土材料中应用已经逐渐广泛并趋于成熟，杂乱分布的钢纤维能够有效地阻碍混凝土内部微裂缝的扩展、阻滞宏观裂缝的形成和发展，并显著改善了混凝土的抗拉、抗弯、抗冲击、抗疲劳及延性等性能。由此可见，通过钢纤维的三维全截面加固，混凝土结构的整体性明显增强，钢纤维的这种优良特性也可以应用到橡胶支座结构中，通过在橡胶材料中掺入钢纤维，改善橡胶材料的特性和抗疲劳能力，进而增强支座结构的整体性。

发明内容

本发明的目的在于针对现有铅芯橡胶支座剪切能力不足的缺点，提供一种承压能力大、剪切变形能力强的高强钢纤维细密钢丝网复合铅芯橡胶支座。

为达到以上目的，本发明采用的解决方案是：将铅芯橡胶支座的加劲钢板替换为高强细密钢丝网，并在高强细密钢筋网的上、下侧掺入杂乱分布的钢纤维，然后与叠层橡胶充分粘合、硫化。高强细密钢丝网的厚度较原有加劲钢板有大幅下降，从而可以在不增加支座高度的前提下增加橡胶部分的比例，利用橡胶比例的增加来增大支座整体的剪切变形能力。

据此，本发明提出的高强钢纤维细密钢丝网复合铅芯橡胶支座，由上连接钢板1、铅芯橡胶垫、上封板8、下封板5和下连接钢板3组成，其中：所述铅芯橡胶垫由铅芯4、内部橡胶层7、钢纤维9、高强细密钢丝网层6和橡胶保护层2组成，每片高强细密钢丝网层6上、下两侧掺入杂乱分布的钢纤维9，掺有钢纤维的高强细密钢丝网层6和内部橡胶层7自上而下交替排列粘合硫化组成一体，高强细密钢丝网层6按照设计位置布置，交替排列粘合后的高强细密钢丝网层6和内部橡胶层7设有通孔，作为铅芯压入孔，用于灌注铅芯4，交替排列粘合后的高强细密钢丝网层6和内部橡胶层7外围包裹有橡胶保护层2；所述高强细密钢丝网层6由相互垂直交错排列的高强钢丝连接组成框架结构，上封板8、下封板5分别粘结在铅芯橡胶垫的上、下表面，铅芯橡胶垫通过上封板8、下封板5分别与上连接钢板1、下连接钢板3连接。

本发明中，所述上连接钢板1和下连接钢板3分别预留螺栓孔，通过锚固螺栓将支座与主梁和桥墩连接。

本发明中，所述高强细密钢丝网层6开孔位置处的高强钢丝做弯钩处理。

本发明中，所述高强细密钢丝网层6与内部橡胶层7的粘结硫化方式采用现有的铅芯橡胶支座中加劲钢板与橡胶的粘结硫化方式。

本发明中，所述上封板8和下封板5与铅芯橡胶垫的粘结方式采用现有的铅芯橡胶支座的粘结方式。

本发明中，所述上封板8与上连接钢板1、下封板5与下连接钢板3的连接方式采用现有的铅芯橡胶支座的连接方式。

本发明提供的技术方案的优点：

将铅芯橡胶支座的加劲钢板替换为高强细密钢丝网，高强细密钢丝网比加劲钢板厚度小，占支座高度比例小，可以使支座在高度不变的情况下增加橡胶部分的比例，而且高强细密钢丝网两侧掺入杂乱分布的钢纤维，使钢丝网与橡胶能够更好的粘合，不易脱离，高强细密钢丝网呈网状结构，钢丝网层之间的橡胶部分经过硫化可以成为整体，共同参与支座的剪切变形。而且高强细密钢丝网可以弯曲，对支座的剪切变形和转角变形的适应性更好。另外，高强细密钢丝网较加劲钢板的质量轻，可以减轻支座整体的重量。

1) 高强细密钢丝网比加劲钢板厚度小，占支座高度比例小，而支座的剪切变形主要由橡胶部分完成，从而可以在支座高度一定的前提下增大支座的剪切能力，或是在剪切变形一定的情况下，降低支座高度，提高结构稳定性；

2) 由于高强细密钢丝呈网状结构，且其两侧掺入杂乱分布的钢纤维，可以与橡胶层的粘结更为充分，使得分层的橡胶经过硫化之后成为整体，支座整体性能更为可靠；

3) 在不增加支座厚度的情况下，高强细密钢丝网较加劲钢板可以布置的层数更多，从而使得支座的承压能力更强；

4) 高强细密钢丝网较加劲钢板质量轻，从而可以减轻支座整体的重量；

5) 相对于加劲钢板，高强细密钢丝网可以弯曲，对支座剪切变形和转角变形的适应性更强，当支座受力不均匀时不致发生损坏；

6) 在地震时，由于支座的剪切变形能力更大，支座的滞回曲线会更为饱满，铅芯的塑性耗能会更加显著。

附图说明

图1为高强钢纤维细密钢丝网复合铅芯橡胶支座的剖视图。

图2为高强钢纤维细密钢丝网复合铅芯橡胶支座的横剖面图。

图3为高强细密钢丝网与钢纤维局部结构图。

图4为高强细密钢丝网。

图中标号：1为上连接钢板，2为橡胶保护层，3为下连接钢板，4为铅芯，5为下封板，6为高强细密钢丝网层，7为内部橡胶层，8为上封板，9为钢纤维。

具体实施方式

下面通过实施例结合附图作进一步说明。

实施例1：一种高强钢纤维细密钢丝网复合铅芯橡胶支座，由上连接钢板1、上封板8、内部橡胶层7、高强细密钢丝网层6、钢纤维9、铅芯4、橡胶保护层2、下封板5、下连接钢板3组成。高强细密钢丝网层6按照铅芯设计位置预留铅芯压入孔，并将开孔位置处的高强钢丝做弯钩处理，在钢丝网上、下两侧掺入杂乱分布的钢纤维，然后与橡胶层充分粘合、硫化，压入铅芯4，外部硫化橡胶保护层2，形成铅芯橡胶垫；上封板8和下封板5分别与铅芯橡胶垫的上、下表面粘结，上、下封板通过楔块与上、下连接钢板连接，形成支座整体；上连接钢板1和下连接钢板3分别预留螺栓孔，通过锚固螺栓将支座与主梁和桥墩连接。

本发明中，铅芯橡胶垫的形状可根据设计需要进行选择矩形或圆形。

本发明中，高强细密钢丝网的钢丝直径、间距可根据设计需要进行调整。

本发明中，高强细密钢丝网的层数可根据支座受力情况进行设计调整。

本发明中，铅芯的个数可根据支座的设计需要进行调整。

本发明中，高强细密钢丝网上、下两侧的钢纤维数量及形状可根据支座受力进行调整。

本发明在不降低支座竖向承载力的情况下，通过将加劲钢板替换为高强细密钢丝网，使得铅芯橡胶支座的剪切变形能力更强，支座整体重量更轻，且网状结构与钢纤维的掺入，可以使钢丝网层之间的橡胶成为整体，更大的剪切变形也利于铅芯橡胶支座的滞回耗能。

Claims (6)

1.一种高强钢纤维细密钢丝网复合铅芯橡胶支座，由上连接钢板(1)、铅芯橡胶垫、上封板(8)、下封板(5)和下连接钢板(3)组成，其特征在于：所述铅芯橡胶垫由铅芯(4)、内部橡胶层(7)、钢纤维(9)、高强细密钢丝网层(6)和橡胶保护层(2)组成，每片高强细密钢丝网层(6)上、下两侧掺入杂乱分布的钢纤维(9)，掺有钢纤维的高强细密钢丝网层(6)和内部橡胶层(7)自上而下交替排列粘合硫化组成一体，高强细密钢丝网层(6)按照设计位置布置，交替排列粘合后的高强细密钢丝网层(6)和内部橡胶层(7)设有通孔，作为铅芯压入孔，用于灌注铅芯(4)，交替排列粘合后的高强细密钢丝网层(6)和内部橡胶层(7)外围包裹有橡胶保护层(2)；所述高强细密钢丝网层(6)由相互垂直交错排列的高强钢丝连接组成框架结构，上封板(8)、下封板(5)分别粘结在铅芯橡胶垫的上、下表面，铅芯橡胶垫通过上封板(8)、下封板(5)分别与上连接钢板(1)、下连接钢板(3)连接。

2.根据权利要求1所述的高强钢纤维细密钢丝网复合铅芯橡胶支座，其特征在于所述上连接钢板(1)和下连接钢板(3)分别预留螺栓孔，通过锚固螺栓将支座与主梁和桥墩连接。

3.根据权利要求1所述的高强钢纤维细密钢丝网复合铅芯橡胶支座，其特征在于所述高强细密钢丝网层(6)开孔位置处的高强钢丝做弯钩处理。

4.根据权利要求1所述的高强钢纤维细密钢丝网复合铅芯橡胶支座，其特征在于所述高强细密钢丝网层(6)与内部橡胶层(7)的粘结硫化方式采用现有的铅芯橡胶支座中加劲钢板与橡胶的粘结硫化方式。

5.根据权利要求1所述的高强钢纤维细密钢丝网复合铅芯橡胶支座，其特征在于所述上封板(8)和下封板(5)与铅芯橡胶垫的粘结方式采用现有的铅芯橡胶支座的粘结方式。

6.根据权利要求1所述的高强钢纤维细密钢丝网复合铅芯橡胶支座，其特征在于所述上封板(8)与上连接钢板(1)、下封板(5)与下连接钢板(3)的连接方式采用现有的铅芯橡胶支座的连接方式。