CN106012815B - 一种公路桥梁减震支座 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种公路桥梁减震支座，包括上接钢板、下接钢板以及套设在上层钢板与下接钢板之间的橡胶密封层，橡胶密封层内间隔平行设置有橡胶层和钢板层，橡胶密封层为圆柱体结构，橡胶层的上表面开设有至少一圈凹槽，凹槽内填充有消能液体，橡胶密封层与转动球体之间设置有限位杆一，限位杆一上套设有减震部件，减震部件的一端固定在橡胶密封层的底面上，另一端与转动球体的上表面固定连接，转动球体与下接钢板接触连接。消能液体的设置可以降低结构的地震反应,提高结构的抗震能力。转动球体和减震部件的设置可将地震产生的动能转换为势能，实现了水平和竖向减震功能。

Description

一种公路桥梁减震支座
技术领域
本发明涉及的是一种公路桥梁避震支座，属于公路桥梁支座技术领域。
背景技术
我国是世界上多地震国家之一，从我国大陆发生的较大的地震来看，具有强度大、频度高、震源浅的特点。公路桥梁作为生命线系统工程中的重要组成部分，一旦损毁、中断便等于切断了地震区的生命线，次生灾害将十分严重，经济损失无疑将大大加剧。
地震构造上看，都是断裂剧烈活动的地区。公路桥梁由于受地形条件的限制，其不可避免要穿越特殊地层地带。这些特殊地形地带容易发生地质灾害，其具有多样性、复杂性、危害大等特点。在桥梁结构中，支座是架设于墩台上，顶面支承桥梁上部结构的装置。是连接桥梁上部结构与下部结构的重要部件，其功能为将上部结构固定于墩台，承受作用在上部结构的各种力，并将它可靠地传给墩台。
传统的公路桥梁减震支座多为叠层橡胶支座，其良好的水平减震性能较好地实现了建筑物水平方向的减震。有关对于竖向隔震研究甚少，而地震竖向作用在设计时是经常需要考虑的，许多的地震的震害现象表明，在高烈度地震区，尤其是近震中，对建筑物的主要破坏力来自竖向加速度，而水平方向的影响较小，故而提供一种结构简单，坚固耐用，工作和运行效率高，使用寿命长，包含竖向减震的公路桥梁避震支座是十分有必要和有意义的。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种公路桥梁减震支座，可实现水平和竖向减震功能，良好的防震作用，可减少动载对桥跨结构与墩台的冲击作用，具有构造简单、安装方便、养护简便、易于更换等特点。
本发明的技术方案是这样实现的：一种公路桥梁减震支座，包括上接钢板、下接钢板以及套设在上层钢板与下接钢板之间的橡胶密封层。橡胶密封层内间隔平行设置有橡胶层和钢板层。橡胶密封层为圆柱体结构，橡胶层的上表面开设有至少一圈凹槽，凹槽内填充有消能液体。橡胶密封层与转动球体之间设置有限位杆一，限位杆一上套设有减震部件，减震部件的一端固定在橡胶密封层的底面上，另一端与转动球体的上表面固定连接，转动球体与下接钢板接触连接。
所述的凹槽为圆环结构，凹槽的圆心与橡胶层上表面的圆心重合。
所述的限位杆一的数量为两个，两个限位杆一对称分布在橡胶密封层的底部圆心两侧。
所述的减震部件为蝶形弹簧或空气弹簧。
所述的下接钢板的上部开设有与转动球体的球面相吻合的凹台。
所述的上接钢板的下表面与下接钢板的上表面之间固定连接有限位杆二，限位杆二的数量为两个，两个限位杆二对称分布在上接钢板下表面的中心两侧，两个限位杆二所在的平面与两个限位杆一所在的平面重合。
一种公路桥梁减震支座，包括上接钢板、下接钢板以及套设在上层钢板与下接钢板之间的橡胶密封层，橡胶密封层内间隔平行设置有橡胶层和钢板层，橡胶密封层的上部为圆柱体结构，下部为球体结构，橡胶密封层的下部与下接钢板接触连接，橡胶层的上表面开设有至少一圈凹槽，凹槽内填充有消能液体。
所述的凹槽为圆环结构，凹槽的圆心与橡胶层上表面的圆心重合。
所述的下接钢板的上部开设有与橡胶密封层的下部球体结构相吻合的凹台。
所述的上接钢板的下表面与下接钢板的上表面之间纵向固定连接有限位杆二，限位杆二的数量为两个，两个限位杆二对称分布在上接钢板下表面的中心两侧。
其有益效果为：限位杆一和限位杆二的设置使该发明有足够的竖向刚度以承受垂直荷载，且能将上部构造的压力可靠地传递给墩台。消能液体的设置可以降低结构的地震反应,提高结构的抗震能力，这样延长了地震周期，达到减震的效果。转动球体和减震部件的设置可将地震产生的动能转换为势能，实现了水平和竖向减震功能。而势能作用于减震部件和转动球体上又可形成恢复力，使支座自动复位。橡胶密封层的下部为球体结构的设置可实现转动，卸掉大部分冲击力，延长桥梁自振周期，降低上接钢板和下接钢板间的震动位移幅度，实现了水平和竖向减震功能。
附图说明
图1为本发明的实施例一的结构示意图。
图2为本发明的实施例二的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，一种公路桥梁减震支座，其结构包括上接钢板1、下接钢板2以及套设在上接钢板1与下接钢板2之间的橡胶密封层3。橡胶密封层3内间隔平行设置有橡胶层4和钢板层5，橡胶密封层3为圆柱体结构。橡胶层4的上表面开设有至少一圈凹槽，凹槽内填充有消能液体6。橡胶密封层3与转动球体9之间设置有限位杆一7，限位杆一7上套设有减震部件10。减震部件10的一端固定在橡胶密封层3的底面上，另一端与转动球体9的上表面固定连接，转动球体9与下接钢板2接触连接。
凹槽为圆环结构，凹槽的圆心与橡胶层4上表面的圆心重合。限位杆一7的数量为两个，两个限位杆一7对称分布在橡胶密封层3的底部圆心两侧。减震部件10为蝶形弹簧或空气弹簧。下接钢板2的上部开设有与转动球体9的球面相吻合的凹台。上接钢板1的下表面与下接钢板2的上表面之间固定连接有限位杆二8，限位杆二8的数量为两个，两个限位杆二8对称分布在上接钢板1下表面的中心两侧，两个限位杆二8所在的平面与两个限位杆一7所在的平面重合。
在具体的实施方式中，当地震发生且侧向力超过给定值时，限位杆一7和限位杆二8被剪断，限位约束被解除。水平地震作用下，橡胶层4和钢板层5产生水平相对位移，使得消能减震支座受到剪切作用，产生剪切滞回变形耗散地震能量，摩擦阻力又消耗一部分地震能量。消能液体6可以降低结构的地震反应,提高结构的抗震能力，这样延长了地震周期，达到减震的效果。竖向地震作用下，转动球体9可自由滑动，同时带动减震部件10运动，从而将地震产生的动能转换为势能。而势能作用于减震部件10和转动球体9上又可形成恢复力，使支座自动复位。
限位杆一7和限位杆二8的设置使该发明有足够的竖向刚度以承受垂直荷载，且能将上部构造的压力可靠地传递给墩台；减震部件10和转动球体9的设置使该发明有较大的剪切变形以满足上部构造的水平和纵向位移，可实现水平和竖向减震功能，良好的防震作用，可减少动载对桥跨结构与墩台的冲击作用，具有构造简单、安装方便、养护简便、易于更换等特点。
如图2所示，一种公路桥梁减震支座，其结构包括上接钢板1、下接钢板2以及套设在上接钢板1与下接钢板2之间的橡胶密封层3。橡胶密封层3内间隔平行设置有橡胶层4和钢板层5，橡胶密封层3的上部为圆柱体结构，下部为球体结构，橡胶密封层3的下部与下接钢板2接触连接。橡胶层4的上表面开设有至少一圈凹槽，凹槽内填充有消能液体6。
凹槽为圆环结构，凹槽的圆心与橡胶层4上表面的圆心重合。下接钢板2的上部开设有与橡胶密封层3的下部球体结构相吻合的凹台。上接钢板1的下表面与下接钢板2的上表面之间纵向固定连接有限位杆二8，限位杆二8的数量为两个，两个限位杆二8对称分布在上接钢板1下表面的中心两侧。
在具体的实施方式中，橡胶密封层3的设置使该发明具有竖向刚度与弹性变形，且能承受垂直荷载及适应梁端转动。当地震波冲击大桥时，限位杆二8被剪断，限位约束被解除。橡胶密封层3的下部为球体结构的设置可实现转动，卸掉大部分冲击力，延长桥梁自振周期，降低上接钢板1和下接钢板2间的震动位移幅度，实现了水平和竖向减震功能。
同时下接钢板2的上部凹台与橡胶密封层3的下部球面结构相互摩擦，将地震能量转化为热能，以达到地震能量的消耗目的，橡胶层4和钢板层5产生水平相对位移，使得减震支座受到剪切作用，产生剪切滞回变形耗散地震能量，摩擦阻力又消耗一部分地震能量，消能液体6可以降低结构的地震反应,提高结构的抗震能力。

Claims (10)

1.一种公路桥梁减震支座，包括上接钢板（1）、下接钢板（2）以及套设在上接钢板（1）与下接钢板（2）之间的橡胶密封层（3），橡胶密封层（3）内间隔平行设置有橡胶层（4）和钢板层（5），橡胶密封层（3）为圆柱体结构，其特征在于：所述的橡胶层（4）的上表面开设有至少一圈凹槽，凹槽内填充有消能液体（6），橡胶密封层（3）与转动球体（9）之间设置有限位杆一（7），限位杆一（7）上套设有减震部件（10），减震部件（10）的一端固定在橡胶密封层（3）的底面上，另一端与转动球体（9）的上表面固定连接，转动球体（9）与下接钢板（2）接触连接。
2.根据权利要求1所述的公路桥梁减震支座，其特征在于：所述的凹槽为圆环结构，凹槽的圆心与橡胶层（4）上表面的圆心重合。
3.根据权利要求1所述的公路桥梁减震支座，其特征在于：所述的限位杆一（7）的数量为两个，两个限位杆一（7）对称分布在橡胶密封层（3）的底部圆心两侧。
4.根据权利要求1所述的公路桥梁减震支座，其特征在于：所述的减震部件（10）为蝶形弹簧或空气弹簧。
5.根据权利要求1所述的公路桥梁减震支座，其特征在于：所述的下接钢板（2）的上部开设有与转动球体（9）的球面相吻合的凹台。
6.根据权利要求1所述的公路桥梁减震支座，其特征在于：所述的上接钢板（1）的下表面与下接钢板（2）的上表面之间固定连接有限位杆二（8），限位杆二（8）的数量为两个，两个限位杆二（8）对称分布在上接钢板（1）下表面的中心两侧，两个限位杆二（8）所在的平面与两个限位杆一（7）所在的平面重合。
7.一种公路桥梁减震支座，包括上接钢板（1）、下接钢板（2）以及套设在上接钢板（1）与下接钢板（2）之间的橡胶密封层（3），橡胶密封层（3）内间隔平行设置有橡胶层（4）和钢板层（5），其特征在于：所述的橡胶密封层（3）的上部为圆柱体结构，下部为球体结构，橡胶密封层（3）的下部与下接钢板（2）接触连接，橡胶层（4）的上表面开设有至少一圈凹槽，凹槽内填充有消能液体（6）。
8.根据权利要求7所述的公路桥梁减震支座，其特征在于：所述的凹槽为圆环结构，凹槽的圆心与橡胶层（4）上表面的圆心重合。
9.根据权利要求7所述的公路桥梁减震支座，其特征在于：所述的下接钢板（2）的上部开设有与橡胶密封层（3）的下部球体结构相吻合的凹台。
10.根据权利要求7所述的公路桥梁减震支座，其特征在于：所述的上接钢板（1）的下表面与下接钢板（2）的上表面之间的纵向固定连接有限位杆二（8），限位杆二（8）的数量为两个，两个限位杆二（8）对称分布在上接钢板（1）下表面的中心两侧。
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