CN106758791B - 桥梁限位耗能型减隔震支座及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种桥梁限位耗能型减隔震支座及其制作方法，属于桥梁支座技术领域。所述支座包括上支座板、支座底盆和减隔震模块，上支座板位于支座底盆上，上支座板四周设置由外加钢板、高阻尼橡胶块、内连接钢板构成的减隔震模块。高阻尼橡胶块位于外加钢板中的垂直板与内连接钢板之间，在支座底盆底板的四周设置有对外加钢板水平方向进行限位的限位挡块，限位挡块紧靠垂直板内侧，当因外力作用使限位螺栓剪断后，外加钢板限制墩梁相对位移，高阻尼橡胶块通过剪切和拉压变形耗能起到减震功能和一定的自复位能力。本发明最大优点是将墩梁限位功能集成于传统球型支座或盆式支座中，降底了设计和施工难度以及地震灾后修复的经济成本。

Description

桥梁限位耗能型减隔震支座及其制作方法

技术领域

本发明涉及桥梁制作技术领域，尤其涉及一种桥梁限位耗能型减隔震支座及其制作方法。

背景技术

墩梁相对变形过大甚至落梁是桥梁地震灾害的重要表现，为此人们发展了多种限制墩梁在地震作用下相对变形的技术。这些技术一般独立于支座，通过在桥墩与主梁间设置挡块、钢板、拉索等装置，因此将使得主梁和桥墩在空间布置、配筋和施工模板等方面较为复杂。本发明在球型支座和盆式支座等传统常用支座基础上，提出了一种新的限位型减隔震支座，这种支座利用高阻尼橡胶的拉压和剪切耗能，并具有一定的冲击缓冲功能和自复位能力；利用外加钢板限位，并且实现了耗能和限位装置的模块化，震后更换简单方便。这种能较大地降底桥梁墩梁限位的设计和施工的复杂程度，具有广阔的应用前景。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种桥梁限位耗能型减隔震支座及其制作方法，所述支座利用外加钢板限位以及利用高阻尼橡胶的剪切和拉压变形耗能，并具有较好的减震效果和限位功能，实现了耗能和限位装置模块化，更换工作简单。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：桥梁限位耗能型减隔震支座，其特征在于：支座主体包括上支座板、支座底盆和减隔震模块，所述上支座板位于所述支座底盆上部，所述减隔震模块位于所述上支座板的前后左右侧，所述减隔震模块包括外加钢板、高阻尼橡胶块和内连接钢板；所述外加钢板与所述上支座板之间通过连接螺栓连接，所述外加钢板包括水平板和垂直板；所述高阻尼橡胶块位于所述垂直板与内连接钢板之间，内连接钢板通过连接螺栓与支座底盆外侧连接；在支座底盆的底板四周设置有对外加钢板的水平方向进行限位的限位挡块，所述限位挡块与所述垂直板内侧直接接触，所述限位挡块与支座底盆的底板通过限位螺栓连接；当因外力使限位螺栓剪断时，外加钢板限制墩梁相对位移，高阻尼橡胶块通过剪切和拉压变形耗能起到减震作用。

进一步的技术方案在于：所述减隔震模块还包括与所述垂直板相对设置且固定连接在所述支座底盆外侧的内连接钢板，所述高阻尼橡胶块固定在所述垂直板与所述内连接钢板之间。

进一步的技术方案在于：所述高阻尼橡胶块的长度小于内钢板的长度，所述内钢板的长度小于垂直板的长度。

进一步的技术方案在于：所述高阻尼橡胶块通过热硫化工艺后与所述内连接钢板以及垂直板黏合到一起。

进一步的技术方案在于：减隔震模块具有自复性。所述高阻尼橡胶块在地震荷载作用下产生剪切和拉压变形在一定程度上可恢复原状，防止墩梁位移过大而引起落梁。

进一步的技术方案在于：所述外加钢板的水平板与上支座板相连接形状为凸型，上支座板的形状则为与之匹配的凹型，外加钢板的水平板与上支座板连接截面为阶梯形，其为相互咬合搭接。减隔震模块的外加钢板的水平板与上支座板通过螺栓连接。

进一步的技术方案在于：所述外加钢板的垂直板内侧各设有两个限位挡块，所述限位挡块通过限位螺栓与所述底板固定连接。

进一步的技术方案在于：所述限位螺栓包括螺栓主体，所述螺栓主体在限位挡块与底板的接触面处设置有一环形凹槽，作为剪断危险截面，在螺栓主体的外侧表面沿长度方向设置有四条长条形凹槽，长条形凹槽的横截面为矩形或圆弧形。

本发明还公开了一种桥梁限位耗能型减隔震支座制作方法，其特征在于包括如下步骤：

制作上支座板和支座底盆，将上支座板装于支座底盆上；

制作减隔震模块，将外加钢板、高阻尼橡胶块以及内连接钢板进行黏合；

安装减隔震模块，外加钢板与上支座板通过固定螺栓连接，内连接钢板通过连接螺栓与支座底盆外侧固定连接；

安装限位挡块，将限位挡块紧靠外加钢板内侧，通过限位螺栓使限位挡块与支座底盆的底板固定连接。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本发明所述支座，在限位耗能减隔震模块的外加钢板内侧设置限位挡块，限位挡块与支座底盆的底板通过限位螺栓连接，限位螺栓采用脆性材质，在正常使用时可以承受桥梁由温度效应、风荷载、恒活荷载等其他因素所引起的水平方向上的剪力，当地震等极端荷载作用时，实际作用的水平剪力大于设计剪力，限位螺栓被剪坏，限位挡块失效，外加钢板、高阻尼橡胶块和内连接钢板组成的限位耗能减隔震模块开始发挥作用，外加钢板限位，防止落梁，高阻尼橡胶块通过剪切和拉压变形耗能，并提供一定的自复位能力，具有较好的减震效果，大大提高了桥梁抵御地震等极端荷载作用的能力。

地震过后，只需要更换损坏的减隔震模块部分，能较大地降低桥梁墩梁限位的设计和施工的复杂程度。将地震易于损坏以及消耗地震荷载装置模块化，从而使地震后的修复工作方便快捷，降底桥梁地震灾后修复以及交通恢复的时间和经济成本。

附图说明

图1为本发明实施例所述支座的半剖结构示意图；

图2为本发明实施例图1的俯视图；

图3为本发明实施例中外加钢板的俯视图；

图4为本发明实施例中上支座板的俯视图；

图5为本发明实施例中支座底盆与减隔震模块组合后的俯视图；

图6为本发明实施例中支座底盆的结构示意图；

图7为本发明实施例中图6的俯视图；

图8为本发明实施例中减隔震模块组合后的结构示意图；

图9为本发明实施例中图8的俯视图；

图10为本发明实施例中限位螺栓结构示意图；

图11为本发明实施例中所述方法的流程图；

其中：1、支座主体2、上支座板3、支座底盆4、外加钢板5、高阻尼橡胶块6、底板7、限位挡块8、内连接钢板9、限位螺栓14、连接螺栓41、水平板42、垂直板91、环形凹槽92、长条形凹槽。

具体实施方式

下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

如图1和图2所示，本发明实施例公开了一种桥梁限位耗能型减隔震支座，包括上支座板2、支座底盆3和减隔震模块，支座底盆3的结构如图6所示。所述上支座板2位于所述支座底盆3上。所述减隔震模块位于所述上支座板2 的四周，所述减隔震模块包括外加钢板4、高阻尼橡胶块5和内连接钢板8，所述外加钢板4与所述上支座板2之间通过连接螺栓14固定连接，外加钢板4 的结构如图3所示。如图1和图8所示，所述外加钢板4包括水平板41和垂直板42。所述高阻尼橡胶块5位于所述垂直板42与所述内连接钢板8之间，所述垂直板42内侧有固定在支座底盆3的底板6的限位挡块7，所述限位挡块7 与所述垂直板内侧42直接接触。当因外力使限位螺栓9断开时，减隔震模块开始发挥作用，外加钢板4限制墩梁相对位移，高阻尼橡胶块5通过剪切和拉压变形耗能，起到减震作用。

在本发明的一个实施例中，如图1、5、8和9所示，为了减小高阻尼橡胶块5对所述支座底盆3外侧部的直接冲击作用，所述减隔震模块还包括与所述垂直板42相对设置且固定在所述支座底盆3侧部上的内连接钢板8，所述高阻尼橡胶块5固定在所述垂直板42与所述内连接钢板8之间。

在本发明的一个实施例中，如图5和9所示，所述高阻尼橡胶块5的长度小于内连接钢板8的长度，所述内连接钢板8的长度小于垂直板42的长度。通过以上结构，使得所述高阻尼橡胶块4的两侧留有空间，便于地震等极端荷载使高阻尼橡胶块5的空间变形。

在本发明的一个实施例中，所述高阻尼橡胶块5可以通过热硫化工艺后与所述内连接钢板8以及垂直板42黏合到一起，使得三者之间可以有效的连接为一个整体。

在本发明的一个实施例中，如图2和4所示，所述外加钢板4的水平板41 与上支座板2相连接形状为凸型，上支座板2的形状则为与之匹配的凹型，外加钢板4的水平板41与上支座板2连接截面为阶梯形，其为相互咬合搭接。减隔震模块的外加钢板4的水平板41与上支座板2通过螺栓14连接。

此外为了保证受力的均匀性，在本发明的一个实施例中，如图5和图7所示，所述外加钢板4的垂直板42内侧各设有两个限位挡块7，所述限位挡块7 通过限位螺栓9与所述底板6固定连接。

在本发明的一个实施例中，如图10所示，所述限位螺栓9包括螺栓主体，所述螺栓主体在限位挡块7与底板6的接触面处设置有一环形凹槽91，作为剪断危险截面；在螺栓主体的外侧表面沿长度方向设置有四条长条形凹槽92，长条形凹槽92的横截面为矩形或圆弧形，便于剪断后取出。

本发明所述支座，在限位耗能减隔震模块的外加钢板内侧设置限位挡块，限位挡块与支座底盆的底板通过限位螺栓连接，限位螺栓采用脆性材质，在正常使用时可以承受桥梁由温度效应、风荷载、恒活荷载等其他因素所引起的水平方向上的剪力，当地震等极端荷载作用时，实际作用的水平剪力大于设计剪力，限位螺栓被剪坏，限位挡块失效，外加钢板、高阻尼橡胶块和内连接钢板组成的限位耗能减隔震模块开始发挥作用，外加钢板限位，防止落梁，高阻尼橡胶块通过剪切和拉压变形耗能，具有较好的减震效果，大大提高了桥梁抵御地震等极端荷载作用的能力。

地震过后，只需要更换损坏的减隔震模块部分，能较大地降低桥梁墩梁限位的设计和施工的复杂程度。将地震易于损坏以及消耗地震荷载装置模块化，从而使地震后的修复工作方便快捷，降底桥梁地震灾后修复以及交通恢复的时间和经济成本。

如图11所示，本发明还公开了一种桥梁限位耗能型减隔震支座制作方法，包括如下步骤：

S101：制作上支座板1和支座底盆2，将上支座板1装于支座底盆2上；

S102：制作减隔震模块，将外加钢板4、高阻尼橡胶块5以及内连接钢板8 进行黏合；

S103：安装减隔震模块，外加钢板4与上支座板2通过固定螺栓14连接，内连接钢板8通过固定螺栓14与支座底盆2外侧部固定连接；

S104：安装限位挡块，将限位挡块7紧靠外加钢板4内侧，通过限位螺栓 9使限位挡块7与支座底盆3的底板6固定连接。

Claims (6)

1.桥梁限位耗能型减隔震支座，其特征在于：支座主体(1)包括上支座板(2)、支座底盆(3)和减隔震模块，所述上支座板(2)位于所述支座底盆(3)上部，所述减隔震模块位于所述上支座板(2)的前后左右侧，所述减隔震模块包括外加钢板(4)、高阻尼橡胶块(5)和内连接钢板(8)；所述外加钢板(4)与所述上支座板(2)之间通过连接螺栓(14)连接，所述外加钢板(4)包括水平板(41)和垂直板(42)；所述高阻尼橡胶块(5)位于所述垂直板(42)与内连接钢板(8)之间，内连接钢板(8)通过连接螺栓(14)与支座底盆(3)外侧连接；在支座底盆(3)的底板(6)四周设置有对外加钢板(4)的水平方向进行限位的限位挡块(7)，所述限位挡块(7)与所述垂直板(42)内侧直接接触，所述限位挡块(7)与支座底盆(3)的底板(6)通过限位螺栓(9)连接；当因外力使限位螺栓(9)剪断时，外加钢板(4)限制墩梁相对位移，高阻尼橡胶块(5)通过剪切和拉压变形耗能起到减震作用；所述减隔震模块包括与支座底盆(3)外侧部连接的内连接钢板(8)、高阻尼橡胶块(5)、外加钢板(4)，所述高阻尼橡胶块(5)固定在所述垂直板(42)与所述内连接钢板(8)之间；所述高阻尼橡胶块(5)的长度小于内连接钢板(8)的长度，所述内连接钢板(8)的长度小于垂直板(42)的长度，以提供高阻尼橡胶块的变形空间；所述高阻尼橡胶块(5)通过热硫化工艺后与所述内连接钢板(8)、垂直板(42)黏合到一起。

2.如权利要求1所述的桥梁限位耗能型减隔震支座，其特征在于：所述外加钢板(4)的水平板(41)与上支座板(2)相连接形状为凸型，上支座板(2)的形状则为与之匹配的凹型，减隔震模块的外加钢板(4)的水平板(41)与上支座板(2)通过连接螺栓(14)固定连接。

3.如权利要求2所述的桥梁限位耗能型减隔震支座，其特征在于：外加钢板(4)的水平板(41)与上支座板(2)连接截面为阶梯形，其为相互咬合搭接。

4.如权利要求1所述的桥梁限位耗能型减隔震支座，其特征在于：所述外加钢板(4)的垂直板(42)内侧各设有两个限位挡块(7)，所述限位挡块(7)通过限位螺栓(9)与所述底板(6)固定连接。

5.如权利要求4所述的桥梁限位耗能型减隔震支座，其特征在于：所述限位螺栓(9)包括螺栓主体，所述螺栓主体在限位挡块(7)与底板(6)的接触面处设置有一环形凹槽(91)，作为剪断危险截面，在螺栓主体的外侧表面沿长度方向设置有四条长条形凹槽(92)，长条形凹槽(92)的横截面为矩形或圆弧形。

6.桥梁限位耗能型减隔震支座制作方法，其特征在于所述桥梁限位耗能型减震支座制作方法基于如权利要求1-5任一项所述的桥梁限位耗能型减震支座，包括如下步骤：

制作上支座板(2)和支座底盆(3)，将上支座板(2)装于支座底盆(3)上部；

制作减隔震模块，将外加钢板(4)、高阻尼橡胶块(5)以及内连接钢板(8)进行黏合；

安装减隔震模块，外加钢板(4)与上支座板(2)通过连接螺栓(14)连接，内连接钢板(8)通过连接螺栓(14)与支座底盆(3)的外侧固定连接；

安装限位挡块，将限位挡块(7)紧靠外加钢板(4)的垂直板(42)内侧，通过限位螺栓(9)使限位挡块(7)与支座底盆(3)的底板(6)固定连接。