CN104947580A - 一种轨道交通桥梁的单向滑动型抗震降噪橡胶支座 - Google Patents

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一种轨道交通桥梁的单向滑动型抗震降噪橡胶支座,包括上支座板(2)、中间座板(8)、下支座板(20)、转动球面板(15)、双球面球冠(16)和主滑动球面板(17),转动球面板(15)设置在中间座板(8)底部,双球面球冠(16)设置在转动球面板(15)和主滑动球面板(17)之间,双球面球冠(16)的上球面配合设置在转动球面板(15)的凹球面内,双球面球冠(15)的下球面配合设置在主滑动球面板(17)的凹球面内,主滑动球面板(17)的凸球面配合设置在下支座板(20)的凹球面内。实现了城市轨道交通桥梁的减振降噪和抗震耗能功能。

Description

一种轨道交通桥梁的单向滑动型抗震降噪橡胶支座
技术领域
[0001] 本发明涉及一种橡胶支座,更具体的说涉及一种轨道交通桥梁的单向滑动型抗震 降噪橡胶支座,属于桥梁减隔震技术领域。
背景技术
[0002] 目前,隔震、耗能减震技术逐步引起世界各国的重视并广泛应用于建筑结构和桥 梁结构。现有的桥梁隔震系统中最常见的有天然橡胶支座和铅芯橡胶支座,桥梁橡胶支座 通常安装在桥梁上部结构与桥墩和桥台之间,能够全面降低地震载荷,减轻地震载荷对桥 梁结构的危害,兼有隔震和耗能的双重功能;同时它们还支撑着上部主体结构的重量,并且 还提供弹性恢复力。但是,天然橡胶支座虽然造价低廉但减隔震功能不够明显,铅芯橡胶支 座隔震效果好但对环境的污染较为严重。同时,随着城市轻轨、地铁等轨道交通的普及,其 在给城市带来交通便利的同时,也对轻轨、地铁轨道周边建筑及居民带来了振动与噪音影 响,人们逐渐意识到列车运行过程中产生的弱振及其噪声对轨道周边建筑及人体造成的负 面影响,因此在轨道交通中的建设对减振降噪提出了更高的要求。但是,现有的轨道交通桥 梁减振支座在列车刹车、高速转弯等运行过程中,对其产生的额外水平载荷造成梁体的大 范围水平位移没有有效的防护措施,不能满足使用需求。
发明内容
[0003] 本发明的目的在于针对现有的桥梁抗震橡胶支座减隔震功能不明显或者污染较 为严重、或者轨道交通桥梁减振支座对额外水平载荷造成梁体的大范围水平位移没有有效 的防护措施等缺陷,提供一种轨道交通桥梁的单向滑动型抗震降噪橡胶支座。
[0004] 本发明为实现上述目的,所采用技术解决方案是:一种轨道交通桥 梁的单向滑动型抗震降噪橡胶支座,包括上支座板和中间座板,所述的上支座 板上设置有四个上锚棒,所述中间座板上设置有结构相同的下部楔形固定块 I、 下部楔形固定块II、下部楔形固定块III和下部楔形固定块IV,所述的上支座板底部对应 下部楔形固定块I、下部楔形固定块II、下部楔形固定块III和下部楔形固定块IV分别设置 有四个上部楔形固定块,所述的下部楔形固定块I、下部楔形固定块II、下部楔形固定块III 和下部楔形固定块IV与对应的上部楔形固定块之间分别设置有硫化橡胶板I、硫化橡胶板 II、 硫化橡胶板III和硫化橡胶板IV,还包括有下支座板、转动球面板、双球面球冠和主滑动 球面板,所述的转动球面板设置在中间座板底部,所述的双球面球冠设置在转动球面板和 主滑动球面板之间,双球面球冠的上球面配合设置在在转动球面板的凹球面内,双球面球 冠的下球面配合设置在主滑动球面板的凹球面内,所述主滑动球面板的凸球面配合设置在 下支座板的凹球面内,所述的下支座板底部设置有四个下锚棒。
[0005] 所述双球面球冠的上球面与转动球面板的凹球面之间设置有上耐磨板,且所述上 耐磨板镶嵌在转动球面板的凹球面内,上耐磨板与双球面球冠的上球面形成一对球面摩擦 畐|J,双球面球冠的下球面与主滑动球面板的凹球面之间设置有下耐磨板,且所述下耐磨板 镶嵌在双球面球冠的下球面上,下耐磨板与主滑动球面板的凹球面形成一对球面摩擦副。
[0006] 所述的转动球面板外套置有限位圆板。
[0007] 所述的限位圆板通过固定螺栓和螺母固定在下支座板上。
[0008] 所述的转动球面板通过锚固螺栓与中间座板相连接。
[0009] 所述的上锚棒和上支座板之间通过锚固螺栓相连接,所述的下锚棒和下支座板之 间通过锚固螺栓相连接。
[0010] 所述的上支座板与四个上部楔形固定块之间分别通过固定螺栓相连接,所述的中 间座板与下部楔形固定块I、下部楔形固定块II、下部楔形固定块III和下部楔形固定块IV 之间分别通过固定螺栓相连接。
[0011] 所述的硫化橡胶板I与下部楔形固定块I和对应的上部楔形固定块之间分别通过 橡胶固定销轴相连接,所述的硫化橡胶板II与下部楔形固定块II和对应的上部楔形固定块 之间分别通过橡胶固定销轴相连接,所述的硫化橡胶板III与下部楔形固定块III和对应的 上部楔形固定块之间分别通过橡胶固定销轴相连接,所述的硫化橡胶板IV与下部楔形固定 ±夬1〗/和对应的上部楔形固定块之间分别通过橡胶固定销轴相连接。
[0012] 与现有技术相比较,本发明的有益效果是: 1、设计合理,实现了城市轨道交通桥梁的减振降噪。本发明中,下部楔形固定块I、下部 楔形固定块Π 、下部楔形固定块III和下部楔形固定块IV与对应的上部楔形固定块之间分 别设置有硫化橡胶板I、硫化橡胶板11、硫化橡胶板III和硫化橡胶板IV,硫化橡胶板I与下 部楔形固定块I和对应的上部楔形固定块之间分别通过橡胶固定销轴相连接,硫化橡胶板 II与下部楔形固定块II和对应的上部楔形固定块之间分别通过橡胶固定销轴相连接,硫化 橡胶板III与下部楔形固定块ΠΙ和对应的上部楔形固定块之间分别通过橡胶固定销轴相 连接,硫化橡胶板IV与下部楔形固定块IV和对应的上部楔形固定块之间分别通过橡胶固定 销轴相连接,其竖向刚度可以保证对轨道交通桥梁的承载力,降低列车动载情况下的桥梁 挠度,保证列车运行的安全性及平稳性;下部楔形固定块I和下部楔形固定块III相对布置、 下部楔形固定块II和下部楔形固定块IV相对布置,下部楔形固定块I和下部楔形固定块II 相并列布置、下部楔形固定块III和下部楔形固定块IV相并列布置,从而使得与下部楔形固 定块I、下部楔形固定块III、下部楔形固定块II和下部楔形固定块IV相对应的硫化橡胶板I 和硫化橡胶板III之间、硫化橡胶板II和硫化橡胶板IV倾斜对称布置,其足够的水平刚度则 保证了此支座在列车刹车、高速过弯等运行过程中产生的额外水平载荷不会造成梁体的大 范围水平位移,进而确保线路安全及稳定性,实现了减振降噪功能。
[0013] 2、实现了城市轨道交通桥梁的抗震耗能功能。本发明中转动球面板设置在中间 座板底部,双球面球冠设置在转动球面板和主滑动球面板之间,双球面球冠的上球面配合 设置在在转动球面板的凹球面内,双球面球冠的下球面配合设置在主滑动球面板的凹球面 内,主滑动球面板的凸球面配合设置在下支座板的凹球面内;且双球面球冠的上球面与转 动球面板的凹球面之间设置有上耐磨板,上耐磨板与双球面球冠的上球面形成一对球面摩 擦副,双球面球冠的下球面与主滑动球面板的凹球面之间设置有下耐磨板,下耐磨板与主 滑动球面板的凹球面形成一对球面摩擦副,此种摩擦摆钢结构能够起到很好的抗震摩擦耗 能的效果,从而实现了城市轨道交通桥梁的隔震、耗能减震功能。
[0014] 3、本发明中与下部楔形固定块I、下部楔形固定块II、下部楔形固定块III和下部 楔形固定块IV相对应的硫化橡胶板I和硫化橡胶板II之间、硫化橡胶板III和硫化橡胶板IV 相并列布置,这样可以提供水平方向纵桥向或横桥向单一水平方向的低水平刚度,保证桥 梁纵桥向或横桥向因为温度变化而产生的水平位移量。
[0015] 4、本发明中转动球面板外套置有限位圆板;限位圆板起到正常工况下的限位作 用,从而实现了限位固定功能。
附图说明
[0016] 图1是本发明结构示意图。
[0017] 图2是本发明中硫化橡胶板与楔形固定块布置示意图。
[0018] 图3是本发明中相对的硫化橡胶板布置示意图。
[0019] 图4是本发明立体图。
[0020] 图中,上锚棒1,上支座板2,锚固螺栓3,上部楔形固定块4,下部楔形固定块I 5,硫 化橡胶板I 6,下部楔形固定块II 7,中间座板8,下锚棒9,下部楔形固定块III 10,下部楔形 固定块IV 11,硫化橡胶板II 12,硫化橡胶板III 13,硫化橡胶板IV 14,转动球面板15,双球 面球冠16,主滑动球面板17,上耐磨板18,下耐磨板19,下支座板20,限位圆板21。
具体实施方式
[0021] 以下结合附图说明和具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。
[0022] 参见图1至图3, 一种轨道交通桥梁的单向滑动型抗震降噪橡胶支座,包括上支座 板2和中间座板8,所述的上支座板2上设置有四个上锚棒1。所述中间座板8上设置有结 构相同的下部楔形固定块I 5、下部楔形固定块Π 7、下部楔形固定块III 10和下部楔形固定 ±夬1? 11,且所述的下部楔形固定块I 5和下部楔形固定块III 10相对布置、下部楔形固定块 II 7和下部楔形固定块IV 11相对布置,下部楔形固定块I 5和下部楔形固定块II 7相并列 布置、下部楔形固定块III 10和下部楔形固定块IV 11相并列布置。所述的上支座板2底部 对应下部楔形固定块I 5、下部楔形固定块II 7、下部楔形固定块III 10和下部楔形固定块IV 11分别设置有四个上部楔形固定块4。所述的下部楔形固定块I 5、下部楔形固定块II 7、下 部楔形固定块III 10和下部楔形固定块IV 11与对应的上部楔形固定块4之间分别设置有 硫化橡胶板I 6、硫化橡胶板II 12、硫化橡胶板III 13和硫化橡胶板IV 14 ;此时,硫化橡胶板 I 6的中轴线和硫化橡胶板II 12的中轴线相平行、硫化橡胶板ΙΠ 13的中轴线和硫化橡胶 板IV 14的中轴线相平行,硫化橡胶板I 6的中轴线和硫化橡胶板III 13的中轴线成一定角 度、硫化橡胶板II 12的中轴线和硫化橡胶板IV 14的中轴线成一定角度。具体的,所述的硫 化橡胶板I 6的中轴线和硫化橡胶板III 13的中轴线之间成α角度,硫化橡胶板II 12的中 轴线和硫化橡胶板IV 14的中轴线之间成α角度。所述的α角度范围为40° -140°,设 计时,α角度根据具体载荷工况进行调整。
[0023] 参见图1、图4,本橡胶支座还包括有下支座板20、转动球面板15、双球面球冠16 和主滑动球面板17。所述的转动球面板15上端面为平面,转动球面板15下端面为凹球面, 转动球面板15设置在中间座板8底部。所述主滑动球面板17的上端面为凹球面,主滑动 球面板17的下端面为凸球面;所述下支座板20的上端面为凹球面。所述的双球面球冠16 设置在转动球面板15和主滑动球面板17之间,双球面球冠16上球面的曲率半径与转动球 面板15下部凹球面的曲率半径相匹配,双球面球冠16的上球面配合设置在转动球面板15 的凹球面内;双球面球冠16下球面的曲率半径与主滑动球面板17上部凹球面的曲率半径 相匹配,双球面球冠16的下球面配合设置在主滑动球面板17的凹球面内;主滑动球面17 下部凸球面的曲率半径与下支座板20上部凹球面的曲率半径相匹配,主滑动球面板17的 凸球面配合设置在下支座板20的凹球面内。所述的下支座板20底部设置有四个下销棒9。
[0024] 参见图1,双球面球冠16的上球面与转动球面板15的凹球面之间设置有上耐磨板 18,且所述上耐磨板18镶嵌在转动球面板15的凹球面内,上耐磨板18与双球面球冠16的 上球面形成一对球面摩擦副;双球面球冠16的下球面与主滑动球面板17的凹球面之间设 置有下耐磨板19,且所述下耐磨板19镶嵌在双球面球冠16的下球面上,下耐磨板19与主 滑动球面板17的凹球面形成一对球面摩擦副。该结构延长了本橡胶支座固有周期,从而大 大降低了本橡胶支座的地震响应;同时通过摩擦副的摩擦耗散地震能量。
[0025] 参见图1,所述的转动球面板15外套置有限位圆板21。进一步的,所述的限位圆 板21通过固定螺栓和螺母固定在下支座板20上。
[0026] 参见图1,所述的转动球面板15通过锚固螺栓3与中间座板8相连接。
[0027] 参见图1,所述的上锚棒1和上支座板2之间通过锚固螺栓3相连接,所述的下锚 棒9和下支座板20之间通过锚固螺栓3相连接。
[0028] 参见图1,所述的上支座板2与四个上部楔形固定块4之间分别通过固定螺栓相连 接,所述的中间座板8与下部楔形固定块I 5、下部楔形固定块II 7、下部楔形固定块III 10 和下部楔形固定块IV 11之间分别通过固定螺栓相连接。
[0029] 参见图1,所述的硫化橡胶板I 6与下部楔形固定块I 5和对应的上部楔形固定块4 之间分别通过橡胶固定销轴相连接,所述的硫化橡胶板II 12与下部楔形固定块II 7和对应 的上部楔形固定块4之间分别通过橡胶固定销轴相连接,所述的硫化橡胶板III 13与下部 楔形固定块III 10和对应的上部楔形固定块4之间分别通过橡胶固定销轴相连接,所述的 硫化橡胶板IV 14与下部楔形固定块IV 11和对应的上部楔形固定块4之间分别通过橡胶固 定销轴相连接。
[0030] 参见图1,本发明适用于城市轨道交通桥梁的抗震耗能和减振降噪,使用时,将该 支座安装在桥梁与墩台之间,其能够在保证足够的竖向刚度和竖向减振阻尼的前提下,提 供水平向刚度,从而减弱了轨道在运行中产生的弱振现象,实现了城市轨道交通桥梁的减 振降噪;同时,其摩擦摆钢结构能够很好的起到抗震摩擦耗能的效果,进而兼具实现了城市 轻轨桥梁的抗震耗能及减振降噪功能。而且,该支座使用寿命长,易于制造,兼顾了效果与 成本,可以大量推广应用。
[0031] 以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明,不能认定 本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说,在 不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干简单推演或替换,上述结构都应当视为属于 本发明的保护范围。

Claims (8)

1. 一种轨道交通桥梁的单向滑动型抗震降噪橡胶支座,包括上支座板(2)和中间座板 (8),所述的上支座板(2)上设置有四个上锚棒(1),所述中间座板(8)上设置有结构相同的 下部楔形固定块1(5)、下部楔形固定块II(7)、下部楔形固定块III(10)和下部楔形固定块IV (11),所述的上支座板(2)底部对应下部楔形固定块1(5)、下部楔形固定块II(7)、下部楔形 固定块III(10)和下部楔形固定块IV(11)分别设置有四个上部楔形固定块(4),所述的下部 楔形固定块I(5 )、下部楔形固定块II(7 )、下部楔形固定块III(10 )和下部楔形固定块IV(11) 与对应的上部楔形固定块(4)之间分别设置有硫化橡胶板1(6)、硫化橡胶板II(12)、硫化橡 胶板III(13)和硫化橡胶板IV(14),其特征在于:还包括有下支座板(20)、转动球面板(15)、 双球面球冠(16 )和主滑动球面板(17 ),所述的转动球面板(15 )设置在中间座板(8 )底部, 所述的双球面球冠(16)设置在转动球面板(15)和主滑动球面板(17)之间,双球面球冠 (16)的上球面配合设置在在转动球面板(15)的凹球面内,双球面球冠(15)的下球面配合 设置在主滑动球面板(17)的凹球面内,所述主滑动球面板(17)的凸球面配合设置在下支 座板(20)的凹球面内,所述的下支座板(20)底部设置有四个下锚棒(9)。
2. 根据权利要求1所述的一种轨道交通桥梁的单向滑动型抗震降噪橡胶支座,其特 征在于:所述双球面球冠(16)的上球面与转动球面板(15)的凹球面之间设置有上耐磨板 (18),且所述上耐磨板(18)镶嵌在转动球面板(15)的凹球面内,上耐磨板(18)与双球面球 冠(16)的上球面形成一对球面摩擦副,双球面球冠(16)的下球面与主滑动球面板(17)的 凹球面之间设置有下耐磨板(19),且所述下耐磨板(19)镶嵌在双球面球冠(16)的下球面 上,下耐磨板(19)与主滑动球面板(17)的凹球面形成一对球面摩擦副。
3. 根据权利要求1所述的一种轨道交通桥梁的单向滑动型抗震降噪橡胶支座,其特征 在于:所述的转动球面板(15)外套置有限位圆板(21)。
4. 根据权利要求3所述的一种轨道交通桥梁的单向滑动型抗震降噪橡胶支座,其特征 在于:所述的限位圆板(21)通过固定螺栓和螺母固定在下支座板(20)上。
5. 根据权利要求1所述的一种轨道交通桥梁的单向滑动型抗震降噪橡胶支座,其特征 在于:所述的转动球面板(15)通过锚固螺栓(3)与中间座板(8)相连接。
6. 根据权利要求1所述的一种轨道交通桥梁的单向滑动型抗震降噪橡胶支座,其特征 在于:所述的上锚棒(1)和上支座板(2)之间通过锚固螺栓(3)相连接,所述的下锚棒(9) 和下支座板(20)之间通过锚固螺栓(3)相连接。
7. 根据权利要求1所述的一种轨道交通桥梁的单向滑动型抗震降噪橡胶支座,其特征 在于:所述的上支座板(2)与四个上部楔形固定块(4)之间分别通过固定螺栓相连接,所述 的中间座板(8)与下部楔形固定块I(5)、下部楔形固定块II(7)、下部楔形固定块III(10)和 下部楔形固定块IV(11)之间分别通过固定螺栓相连接。
8. 根据权利要求1所述的一种轨道交通桥梁的单向滑动型抗震降噪橡胶支座,其特征 在于:所述的硫化橡胶板I(6)与下部楔形固定块I(5)和对应的上部楔形固定块(4)之间分 别通过橡胶固定销轴相连接,所述的硫化橡胶板II(12)与下部楔形固定块II(7)和对应的上 部楔形固定块(4)之间分别通过橡胶固定销轴相连接,所述的硫化橡胶板III(13)与下部楔 形固定块III(10)和对应的上部楔形固定块(4)之间分别通过橡胶固定销轴相连接,所述的 硫化橡胶板IV(14)与下部楔形固定块IV(11)和对应的上部楔形固定块(4)之间分别通过 橡胶固定销轴相连接。
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