CN104652259A - 一种阻尼弹簧盆式支座 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种阻尼弹簧盆式支座，包括顶板、钢盆、球冠钢板、球冠转动块、滑动板和减振支撑板；球冠钢板的顶面连接于顶板底面中心处，其底面为球形面，中心处具有柱形凹槽，凹槽内放置球冠转动块；球冠转动块的底面中部有向下突出的圆形凸台，实现与钢弹簧顶部的定位配合；球冠钢板的下方由滑动板支撑，滑动板的下方由减振支撑板支撑，滑动板和减振支撑板放置在钢盆内。该支座采用橡胶与钢弹簧、阻尼复合结构，能更好地隔离、吸收桥梁上部结构的振动与冲击载荷，即使在大自然灾害中也能隔离和吸收其能量对桥梁上部结构的冲击，为桥梁上部结构复杂形变、位移提供一个稳定的支承平台。

Description

一种阻尼弹簧盆式支座

技术领域

本发明涉及一种阻尼弹簧盆式支座，属于土木工程和轨道交通隔振降噪技术领域。

背景技术

在桥梁结构中，支座是桥梁上、下部结构的连接点，其作用是将上部结构的荷载顺适、安全地传递到桥梁墩台上去，同时保证上部结构在荷载、温度变化、混凝土收缩等因素作用下的自由变形，以便使结构的实际受力情况符合计算图示，并保护梁端、墩台帽不受损伤。这就要求它具有足够的竖向刚度和弹性，能将桥梁上部结构的全部荷载可靠地传递到墩台上，并同时承受由荷载作用引起的桥跨结构端部的水平移动、转角和变形，减轻和缓解桥梁墩台承受的振动，适应温度、湿度变化引起的桥跨结构胀缩,且在自然灾害中隔离与吸收外界能量对桥梁上部结构的冲击。

现行应用比较广泛的板式橡胶支座和盆式橡胶支座，由于其承压部件为橡胶，抗臭氧老化、抗紫外线辐射以及抗冷热老化能力较差，减振效果差。2012年11月13日申请了一种弹簧橡胶支座，申请号 201210452550.8，其包括上翼缘板、内部钢弹簧、橡胶层和下翼缘板组成，内部钢弹簧与橡胶层完全硫化在一起，内部钢弹簧的下端与下翼缘板连接，上端与上翼缘板连接。内部钢弹簧在一定程度上约束了橡胶部件受压后的横向变形，提高了支座的竖向刚度。该弹簧橡胶支座能消耗地震发生时对桥梁所产生的作用能量，在发生水平方向位移时，内部钢弹簧与橡胶层共同受力，并依靠自身特性，使上下座板朝着中心平衡位置移动，达到自复位功能。虽此专利针对桥梁的水平及竖向的位移形变进行减振和复位，但不适用于复杂的桥梁形变及大自然灾害。且长时间使用后橡胶支座的摩擦系数会逐渐增大，其减振和复位性能相应也逐渐降低。

发明内容

本发明提供一种阻尼弹簧盆式支座，采用橡胶与钢弹簧、阻尼复合结构，能更好的为传递桥梁上部结构载荷并为桥梁上部结构复杂形变、位移提供一个稳定的支承平台，对环境适应性强，且钢弹簧、阻尼剂、减振支撑板三者共同作用，阻尼减振效果更佳，且竖向承载力、水平位移大且能提供一个三维的旋转角度能更好的抵抗自然灾害。

为解决以上技术问题，本发明提供如下技术方案：一种阻尼弹簧盆式支座，包括具有内向垂边的顶板和具有外向垂边及中心筒的钢盆底座，钢弹簧被压制在中心筒内；还包括球冠钢板、球冠转动块、滑动板和减振支撑板，所述球冠钢板的顶面为平面，连接于顶板底面中心处；底面为球形面，底面中心处具有柱形凹槽，凹槽内放置球冠转动块；所述球冠转动块的顶面为球形面，球冠转动块的底面中部有向下突出的圆形凸台，实现与钢弹簧顶部的定位配合；球冠钢板的下方由滑动板支撑，滑动板的下方由减振支撑板支撑，滑动板和减振支撑板放置在钢盆内；滑动板具有与球冠钢板球形面相吻合顶面，滑动板与减振支撑板的中心处均具有中心孔，钢盆的中心筒从中心孔内向上伸出。

进一步地，所述滑动板与球冠钢板之间具有第一滑动钢板，第一滑动钢板的两个面分别与滑动板和球冠钢板的球形面相吻合；第一滑动钢板的中心处具有中心孔，中心孔内为钢盆的中心筒。

进一步地，所述滑动板与减振支撑板之间具有第二滑动钢板，第二滑动钢板的中心处具有中心孔，中心孔内即为钢盆中心筒。

进一步地，所述减振支撑板包括叠层钢板和叠层橡胶，叠层钢板与叠层橡胶之间交替铺层，处于顶层和底层的为叠层橡胶。

进一步地，所述滑动板外壁和内壁的上部均有环形槽，该环形槽使滑动板与中心筒和钢盆之间形成两个环形缝隙，此两个环形缝隙处装有密封圈。

进一步地，所述减振支撑板与第二滑动钢板之间具有两个扁状的环形密封圈，一个套在中心筒外壁，另一个紧贴于钢盆内壁；该支座安装后，两个环形密封圈嵌入减振支撑板的叠层橡胶内。

进一步地，所述钢盆中心筒内盛装有阻尼剂。

进一步地，所述钢盆上设有至少两个外向垂边，相应的顶板边沿上设有同等数量的内向垂边，内向垂边在外向垂边的斜下方，以阻止顶板相对钢盆的松脱与倾覆，而又使顶板和钢盆之间留有适当空间使顶板相对钢盆自由转动和发生位移。

进一步地，所述外向垂边的外斜面设有阻尼橡胶板。

进一步地，所述顶板与钢盆之间连接有环形防尘圈。

本发明涉及的这种阻尼弹簧盆式支座，采用橡胶与钢弹簧、阻尼复合结构，能更好的为传递桥梁上部结构载荷、并为桥梁上部结构复杂形变、位移提供一个稳定的支承平台，即使在大自然灾害中也能隔离和吸收其能量对桥梁上部结构的冲击，其对环境适应性也远强于普通支座。

附图说明

图1为本发明阻尼弹簧盆式支座的正视图；

图2为本发明阻尼弹簧盆式支座的俯视图；

图3为本发明阻尼弹簧盆式支座半剖视图；

附图标号说明：1-顶板、1.1-内向垂边、2-钢盆、2.1-外向垂边、2.2-中心筒、3-球冠钢板、4-防尘圈、5-第一滑动钢板、6-滑动板、7-第二滑动钢板、8-减振支撑板、8.1-叠层钢板、8.2-叠层橡胶、9-密封圈①、10-密封圈②、11-密封圈③、12-密封圈④、13-球冠转动块、14-阻尼剂、15-钢弹簧、16-高阻尼橡胶板。

具体实施方式

如图1所示，阻尼弹簧盆式支座由下列零部件组合而成：具有内向垂边的顶板1，具有外向垂边和中心筒的钢盆底座2，钢弹簧被压制在中心筒2.2内，还包括球冠钢板3、球冠转动块13、滑动板6和减振支撑板8，球冠钢板3的顶面为平面，连接于顶板底面中心处；球冠钢板3底面为球形面，中心处具有柱形凹槽，凹槽内放置球冠转动块13；所述球冠转动块的上面为球形面，底面从中部向下突出，突出部进入钢弹簧的空腔内，钢弹簧为柱形压缩弹簧，突出部周围具有圆环形边沿，所述钢弹簧的顶部挤压在该边沿处,边沿的底面也为球形面；球冠钢板3的下方由滑动板6支撑，滑动板6的下方由减振支撑板8支撑，滑动板6和减振支撑板8设置在钢盆2内。球冠钢板3位上表面直接与顶板接触受力，球冠钢板3用于传递支座上部结构受力，并调整支座在自然灾害中复杂受力状态下受力状态，使整个支座下部结构受力稳定，不会出现力的缩颈现象。球冠转动块13能使从支座上部传递能量均匀的传递到支座下部，使钢弹簧受力集中，即使在恶劣自然灾害中也能使支座下部结构受力均匀集中。

滑动板6与球冠钢板3之间设有第一滑动钢板5，第一滑动钢板5的两个面分别与滑动板和球冠钢板3的球形面相吻合，滑动板6上设有油脂凹槽，油脂凹槽位于滑动板6与第一滑动钢板5的接触面上，油脂凹槽用于盛放润滑油脂；第一滑动钢板5的中心处具有中心孔，中心孔内为钢盆的中心筒2.2；所述滑动板6与减振支撑板8之间具有第二滑动钢板7，第二滑动钢板7的中心处具有中心孔，中心孔内即为钢盆中心筒2.2。滑动板球形面设计可为支座抗自然灾害提供一个三维的转角，能极大的耗散外加能量。第一滑动钢板5用于减少球冠钢板与滑动板间摩擦力，第一滑动钢板5采用贴合滑动板与球冠钢板球形面设计。

减振支撑板8包括叠层钢板8.1和叠层橡胶8.2，叠层钢板8.1与叠层橡胶8.2之间交替铺层，处于顶层和底层的为叠层橡胶8.2；橡胶支撑板可根据不同工程状况设置刚度；减振支撑板内外两侧由密封圈密封，如图3所述的密封圈③11和密封圈④12。

滑动板上表面为球形面设计，内外边设置的环形缝隙为滑动缝隙，滑动缝隙内分别安装有密封圈，如图3中的密封圈①9和密封圈②10，滑动板内外圈密封圈的设计在于保证支座在环境温差变化中出现胀缩现象，滑动板不会出现过大松动、错位等状况。滑动缝隙可以为支座上部结构发生大位移提供一个预留空间。减振支撑板与第二滑动钢板之间具有两个扁状的环形密封圈，一个套在中心筒外壁，另一个紧贴于钢盆内壁；该支座安装后，两个环形密封圈嵌入减振支撑板的叠层橡胶内。

钢盆中心筒内盛装有阻尼剂14并设置有钢弹簧15，钢弹簧与阻尼剂共同作用可极大吸收桥梁上部结构传递的高频及低频振动，能最大化的保护桥梁下部结构；当支座处于复杂受力状态时，钢弹簧、阻尼剂、减振支撑板能为整个支座提供一个更稳定的状态，使支座处于最优减振状态。

所述钢盆2上设有至少两个外向垂边2.1，如图2所示，外向垂边的数量为三个。相应的顶板边沿上设有同等数量的内向垂边，内向垂边1.1在外向垂边2.1的斜下方阻止顶板相对钢盆倾覆，顶板和钢盆之间具有使顶板相对钢盆自由转动和位移的空间；外向垂边2.1的外斜面设有阻尼橡胶板16，为一种高阻尼橡胶板。内向垂边1.1与钢盆外向垂边2.1共同作用，用于稳固支座，不至使支座受力过大而倾覆。

顶板与钢盆之间连接有环形防尘圈4，防尘圈4连接于钢盆之上，顶板之下，用于阻止杂物进入支座内。

总的来说，本发明设计的这种阻尼弹簧盆式支座，其有益效果如下：

1.      阻尼剂14与钢弹簧15封装在钢盆中心筒2.2内，一方面提供较大的承载力，另一方面对桥梁上部结构传递的高频及低频振动都能很好的耗散、吸收，且钢弹簧、减振支撑板、阻尼剂共同作用耗能更快，减振降噪效果更佳，能极大的耗散外来能量。

2.      减振支撑板8可根据不同工程需要设置刚度，减振支撑板由橡胶与钢板组成。

3.      球冠转动块13的设计能更好的传递支座上部的受力，使钢弹簧受力更集中，即使在大转角情况下也能均匀的传递能量，让支座下部结构耗散其能量。

4.      双滑动钢板（第一滑动钢板和第二滑动钢板）的使用，让支座整体变形、位移更流畅，能极大的减少支座内摩擦力。

5.      滑动板6采用球形面设计，能更好的接受支座上部传递的能量，使之受力更均匀且为支座的三维转动提供了一个稳定的基础平台。

6.      球冠钢板3底部外侧采用球形面设计，内侧采用凹槽设计能更好的把支座上部结构的受力稳定、均匀的传递给钢弹簧、减振支撑板等下部结构，即使在强大外力作用下也能使桥梁上下结构顺畅过渡。

本发明所述的具体实施方式并不构成对本申请范围的限制，凡是在本发明构思的精神和原则之内，本领域的专业人员能够作出的任何修改、等同替换和改进等均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种阻尼弹簧盆式支座，包括具有内向垂边的顶板和具有外向垂边及中心筒的钢盆底座，钢弹簧被压制在中心筒内；其特征在于，还包括球冠钢板、球冠转动块、滑动板和减振支撑板，所述球冠钢板的顶面为平面，连接于顶板底面中心处；底面为球形面，底面中心处具有柱形凹槽，凹槽内放置球冠转动块；所述球冠转动块的顶面为球形面，底面从中部向下突出，突出部周围具有圆环面边沿，所述钢弹簧的顶部挤压在该边沿底面，边沿底面也为球形面；球冠钢板的下方由滑动板支撑，滑动板的下方由减振支撑板支撑，滑动板和减振支撑板放置在钢盆内；滑动板具有与球冠钢板球形面相吻合顶面，滑动板与减振支撑板的中心处均具有中心孔，钢盆的中心筒从中心孔内向上伸出。

2.根据权利要求1所述的一种阻尼弹簧盆式支座，其特征在于，所述滑动板与球冠钢板之间具有第一滑动钢板，第一滑动钢板的两个面分别与滑动板和球冠钢板的球形面相吻合；第一滑动钢板的中心处具有中心孔，中心孔内为钢盆的中心筒。

3.根据权利要求2所述的一种阻尼弹簧盆式支座，其特征在于，所述滑动板与减振支撑板之间具有第二滑动钢板，第二滑动钢板的中心处具有中心孔，中心孔内即为钢盆中心筒。

4.根据权利要求1、2、3中任一项所述的一种阻尼弹簧盆式支座，其特征在于，所述减振支撑板包括叠层钢板和叠层橡胶，叠层钢板与叠层橡胶之间交替铺层，处于顶层和底层的为叠层橡胶。

5.根据权利要求1所述的一种阻尼弹簧盆式支座，其特征在于，所述滑动板外壁和内壁的上部均有环形槽，该环形槽使滑动板与中心筒和钢盆之间形成两个环形缝隙，此两个环形缝隙处装有密封圈。

6.根据权利要求1所述的一种阻尼弹簧盆式支座，其特征在于，所述减振支撑板与第二滑动钢板之间具有两个扁状的环形密封圈，一个套在中心筒外壁，另一个紧贴于钢盆内壁；该支座安装后，两个环形密封圈嵌入减振支撑板的叠层橡胶内。

7.根据权利要求1所述的一种阻尼弹簧盆式支座，其特征在于，所述钢盆中心筒内盛装有阻尼剂。

8.根据权利要求1所述的一种阻尼弹簧盆式支座，其特征在于，所述钢盆上设有至少两个外向垂边，相应的顶板边沿上设有同等数量的内向垂边，内向垂边在外向垂边的斜下方，以阻止顶板相对钢盆的松脱与倾覆，而又使顶板和钢盆之间留有适当空间使顶板相对钢盆自由转动和发生位移。

9.根据权利要求8所述的一种阻尼弹簧盆式支座，其特征在于，所述外向垂边的外斜面设有阻尼橡胶板。

10.根据权利要求1所述的一种阻尼弹簧盆式支座，其特征在于，所述顶板与钢盆之间连接有环形防尘圈。