CN104164835A - 一种桥梁用高阻尼减振橡胶支座 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种桥梁用高阻尼减振橡胶支座，包括橡胶支座本体和设置在橡胶支座本体上下两端的连接钢板，橡胶支座本体包括减振橡胶体、异形隔板和异形封钢板，每片异形隔板都为凸出和凹陷间隔设置的波浪形圆片，异形封钢板与减振橡胶体之间的硫化粘接面也沿圆周方向间隔形成凸出或凹陷的光滑曲面。本发明的桥梁用高阻尼减振橡胶支座，通过合理设计异形隔板与异形封钢板，可以起到控制竖向刚度的目的，还可以提供较大的水平限位力，适应常规的水平变形和防止由地震等荷载引起的结构超量位移，改进了现有减振橡胶支座的限位装置通过单独设置剪力装置产生限位作用的技术，减少了安装部件数，节约了空间，降低了工程建造成本。

Description

一种桥梁用高阻尼减振橡胶支座

技术领域

本发明属于土木工程消能减振控制技术领域，具体涉及一种桥梁结构用具有水平限位和防老化功能的高阻尼减振橡胶支座。

背景技术

随着近年国家铁路客运专线建设的推进，大量的减振或隔震支座得以运用，目前应用最为广泛的是盆式橡胶支座和球型钢支座等，它们的作用是将梁端支点的集中反力比较均匀地传递给墩台，同时保证桥跨结构在承受载荷或温度变化时，能够适应这种变化带来的变形，即梁端转动和自由端水平伸缩，基本属于静力范畴，尚无法有效缓解动载荷带来的竖向与水平向的振动影响。橡胶材料具有良好的弹性，可以有效的达到减振效果，但采用普通橡胶材料制成的橡胶支座耗能能力有限，且橡胶自身在长期的自然环境下会存在一定的老化现象，对其性能及使用寿命有一定的影响。

中国专利CN201865043U公开了一种桥梁减震支座，该桥梁减震支座在上板和下板之间设置橡胶体，橡胶体内设置有相互平行的加强钢板。这种结构在目前是普遍使用的，但该支座本身的水平刚度较小，在正常水平作用力下（如大风），水平变形会较大，不利于保持桥梁等工程结构的稳定性，故一般工程结构还需要专门配置抗剪和限位等装置（例如有的橡胶减振支座采用了专设剪力卡榫的方案），从而提高了工程建造成本。

此外，现行的支座体系普遍是在支座本体实施抗剪和限位功能的方案，与之对应的，现有的标准设计桥梁也均统一预留安装支座的螺栓孔位置，而未专门预留多余的抗剪和限位装置的位置。为了节约成本，并且结合现有桥梁和支座的标准体系，同时也方便既有非减振类支座更换为减振类支座，有必要提出一种利用支座本体实现减振及常规使用等各项功能的橡胶减振支座。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的不足，提供了一种具有水平限位功能的桥梁用高阻尼减振橡胶支座。

本发明为解决这一问题所采取的技术方案是：

本发明的桥梁用高阻尼减振橡胶支座，包括橡胶支座本体和设置在橡胶支座本体上下两端的连接钢板，连接钢板与橡胶支座本体通过连接螺栓固定；橡胶支座本体包括减振橡胶体、异形隔板和异形封钢板，减振橡胶体位于上下两块异形封钢板中间，并包围在异形封钢板的外周，多片异形隔板均匀设置于减振橡胶体内部，异形隔板和异形封钢板通过橡胶硫化成为一个整体，每片异形隔板都为凸出和凹陷间隔设置的波浪形圆片，异形封钢板与减振橡胶体之间的硫化粘接面也沿圆周方向间隔形成凸出或凹陷的光滑曲面。

所述的减振橡胶体外周壁的外露橡胶表面涂覆有防老化涂层。

本发明具有的优点和积极效果是：

本发明的桥梁用高阻尼减振橡胶支座，通过合理设计异形隔板与异形封钢板，可以起到控制竖向刚度的目的，还可以提供较大的水平限位力，适应常规的水平变形和防止由地震等荷载引起的结构超量位移，改进了现有减振橡胶支座的限位装置通过单独设置剪力装置产生限位作用的技术，减少了安装部件数，节约了空间，降低了工程建造成本。

附图说明

图1是本发明的高阻尼减振橡胶支座的结构示意图；

图2是本发明的高阻尼减振橡胶支座的剖面结构示意图。                                                                                   

附图中主要部件符号说明：

1：连接钢板            2：连接螺栓

3：减振橡胶体          4：异形隔板

5：异形封钢板          6：防老化涂层

7：橡胶支座本体。

具体实施方式

以下参照附图及实施例对本发明进行详细的说明。

本发明提供了一种减振、耗能、利用橡胶体进行自我调节水平限位功能以及防老化的高阻尼减振橡胶支座。

图1是本发明的高阻尼减振橡胶支座的结构示意图；图2是本发明的高阻尼减振橡胶支座的剖面结构示意图。如图1和图2所示，本发明的桥梁用高阻尼减振橡胶支座，包括橡胶支座本体7和设置在橡胶支座本体上下两端的连接钢板1，连接钢板1与橡胶支座本体7通过连接螺栓2固定。

橡胶支座本体7包括减振橡胶体3、异形隔板4和异形封钢板5。减振橡胶体5位于上下两块异形封钢板5中间，并包围在异形封钢板5的外周，减振橡胶体3外周壁的外露橡胶表面涂覆有防老化涂层6。

橡胶支座本体7的异形封钢板5的外露端面设置螺纹孔，与连接钢板1连接，通过连接螺栓2固定。

多片异形隔板4均匀分布于减振橡胶体3内部，异形隔板4和异形封钢板5通过橡胶硫化成为一个整体，每片异形隔板4都为凸出和凹陷间隔设置的波浪形圆片，异形隔板4和异形封钢板5与减振橡胶体3之间的硫化粘接面都沿圆周方向间隔形成凸出或凹陷的光滑曲面，数量在1~10之间。异形隔板4和异形封钢板5的制作满足结构设计限位位移及设计限位荷载。

在竖向动荷载的作用下，橡胶支座本体7因竖向压缩而引起的水平向膨胀会受到异形隔板4的约束，通过调整异形隔板4的约束刚度，可以起到控制支座竖向刚度的作用，使支座刚度保持在竖向减振的最优刚度范围内。

本实用通过设置异性封钢板起到控制支座橡胶横向膨胀的目的，从而起到控制支座竖向刚度的作用，使支座竖向刚度保持在最优减振刚度范围内。此外，本发明还可以提供较大的水平限位力，以防止由地震等荷载引起的结构超量位移，改变了现有减振橡胶支座的限位装置通过单独设置剪力装置产生限位作用的技术问题，减少了安装部件数，节约了空间，降低了工程建造成本。

本发明的桥梁用高阻尼减振橡胶支座，具有如下优点：

1、橡胶体3采用高阻尼橡胶支座，施加动载荷时，会产生一定的振动，高阻尼橡胶支座由于橡胶自身的弹性，可以很大程度降低动载荷产生的振动；同时由于高阻尼橡胶的阻尼性能，相较普通橡胶支座，可将部分振动能量转换成热能，大大降低振动能，极大的减少了振动的传递和扩散；

2、高阻尼橡胶支座的外露橡胶表面涂覆橡胶防老化涂层，能够避免或延缓橡胶的老化，可进一步保证支座性能的稳定性，提高支座的使用寿命。

3、异形隔板与异形封钢板采用金属材料，是支座的一部分。支座在活载等竖向动荷载作用下，会使橡胶产生竖向压缩和横向膨胀，而异形隔板和异形封钢板可以约束橡胶所产生的横向膨胀，从而在一定程度上控制竖向变形，进而使支座的实际刚度保持在理论最优减振刚度范围内，这一点是对普通橡胶盆式支座只能完全约束橡胶横向膨胀变形的一种改进。

4、在温度、大风、地震等荷载作用下，所支撑的桥梁会产生一定的水平位移。当位移比较小时，减振支座的橡胶部分可以提供一定的限位功能，保证梁体正常的水平位移和变形；当所产生的位移较大时，通过橡胶材料的剪切变形不足以适应变形的要求，内部的异形隔板与封钢板的限位功能就会起到主导作用，从而控制梁的水平位移在安全范围内，保护桥梁结构不受破坏。

在减振橡胶支座设计的正常水平作用力下（如温度、风等），本发明通过橡胶支座发生水平变形来适应梁的水平位移和变形，在此情况下，异形隔板4之间以及异形隔板4与异形封钢板5之间没有大位移变形。当减振橡胶支座由于地震等原因达到地震设计水平力时，减振橡胶支座发生变形，且水平荷载不大于异形隔板4的设计限位荷载时，结构物带动连接钢板1发生水平运动，异形隔板4之间以及异形隔板4与异形封钢板5之间由于橡胶变形由剪切变形转变为压缩变形，刚度急剧增大，开始起自我调节水平限位功能，限制减振橡胶支座继续发生水平运动，起到水平方向限位作用，起到保持工程结构稳定性作用。

异形隔板4与异形封钢板5通过橡胶硫化成为一个整体，其设计限位载荷与材料强度和结构形式有关。为了保证限位荷载控制在设计范围内，异形隔板4与橡胶的材料强度可根据减振橡胶支座的水平荷载与变形的关系设计选用，可选用金属材料。可以通过在异形隔板4与异形封钢板5的硫化粘接面设计异形曲面来调整其限位载荷。

减振橡胶体3的外露橡胶表面涂覆防老化涂层6，避免或延缓了橡胶的臭氧老化，可大大保证支座性能的稳定并提高支座的使用寿命。防老化涂层可以通过涂覆或者喷涂的方式覆盖于外露橡胶表面。

对上述实施例的描述是便于工程技术人员更好的理解本发明，而熟悉本领域技术的人员可以很容易的对上述实施例做出各种修改，因此，根据本发明思想做出的改进和修改都应该落在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种桥梁用高阻尼减振橡胶支座，包括橡胶支座本体（7）和设置在橡胶支座本体（7）上下两端的连接钢板（1），连接钢板（1）与橡胶支座本体（7）通过连接螺栓（2）固定；其特征在于：橡胶支座本体（7）包括减振橡胶体（3）、异形隔板（4）和异形封钢板（5），减振橡胶体（3）位于上下两块异形封钢板（5）中间，并包围在异形封钢板（5）的外周，多片异形隔板（4）均匀设置于减振橡胶体（3）内部，异形隔板（4）和异形封钢板（5）通过橡胶硫化成为一个整体，每片异形隔板（4）都为凸出和凹陷间隔设置的波浪形圆片，异形封钢板（5）与减振橡胶体（3）之间的硫化粘接面也沿圆周方向间隔形成凸出或凹陷的光滑曲面。

2.根据权利要求1所述的桥梁用高阻尼减振橡胶支座，其特征在于：减振橡胶体（3）外周壁的外露橡胶表面涂覆有防老化涂层（6）。