CN109457600A - 新型复合阻尼减隔震支座 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新型复合阻尼减隔震支座，包含由上至下依次设有的上支座板组件、支座转动阻尼圈、球冠体及下支座板，支座转动阻尼圈设置在上支座板组件与下支座板之间，球冠体设置在所述下支座板的盆腔内，球冠体包含通过奥贝球墨铸造工艺一体成型的上凸球面体及下凸球面体，由上凸球面体与下凸球面体构成的球冠体外形呈蘑菇帽状，下支座板的盆腔呈凹球面状，球冠体的上凸球面体与设置在上支座板组件底部活塞的的凹球面槽呈球状铰接，球冠体的下凸球面体与下支座板的盆腔底壁呈弧面相切接触。本发明新型的优点有：重量轻，复位能力强，使用寿命长，可同时兼顾和区别非地震、低等级地震与高等级地震时的不同使用条件。

Description

新型复合阻尼减隔震支座

技术领域

本发明涉及桥梁支座技术领域，具体的说是涉及一种新型复合阻尼减震支座。

背景技术

地震是一种突发性的，严重危及人类生命和财产安全的自然灾害，桥梁支座是一种承接桥梁上部和下部结构的关键性部件。上世纪六十年代提出了减隔震技术概念，桥梁的减隔震主要是通过减隔震支座为上部结构提供必要的竖向支撑的同时提供水平方向的柔性缓冲，使上部结构的水平振动和下部结构分离，从而延长结构的周期，减少地震能量向上部结构传递；通过增加隔震装置的阻尼，吸收部分地震能量，以控制由于周期延长产生的过大位移。

现有减隔震支座有普通板式橡胶支座、铅芯高阻尼板式橡胶支座，还有摩檫摆双曲面球型减隔震钢支座和E形弹塑性钢减隔震支座等等。

(1)普通板式橡胶支座

普通板式橡胶支座最早在1936年就有应用，能够通过延长结构自振周期起到一定的减震作用,但由于其耗能能力和抗剪切变形能力非常有限,如果上部结构的位移响应较大,仍然可能将支座剪坏,或者造成支座失稳破坏而落梁。

(2)减隔震铅芯板式橡胶支座

如图1所示，减隔震铅芯板式橡胶支座是在橡胶支座的基础上加入铅芯，铅芯为支座提供了在地震作用下的耗能输出的和静力荷载下所需具备的屈服强度与刚度，在较低水平力作用下，铅芯因具有较高的初始刚度，其变形很小。在地震力作用下，由于铅芯的屈服，一方面消耗地震能量，另一方面，支座刚度降低，达到延长结构周期的目的。由多层橡胶和加劲钢板，以及铅芯所构成的铅芯多层板式橡胶支座，其中多层板式橡胶承担建筑物重量和水平位移的功能，铅芯在多层橡胶支座剪切变形时，靠塑性变形吸收能量。

减隔震铅芯高阻尼橡胶支座横向刚度较弱，在正常使用时，车辆通过桥梁易发生晃动。橡胶的质量不易保证，支座的耐久性无法达到理想的效果，橡胶易老化，使得支座整体寿命降低。由于橡胶本身刚度低的特性，当承载力大时，所需支座的体积相应增大，容易造成支座转角困难。支座的使用性和全寿命周期的经济性较差。

(3)摩檫摆双曲面球型钢支座

如图2所示，摩檫摆双曲面球型钢支座相较于前两种支座有较大的改善，具有构造简单和可以在发生地震时控制结构的隔震周期等优点。双曲面球型减隔震支座通过剪力键在正常使用荷载作用下，可以起到普通支座的抗震作用；在地震荷载作用下通过剪力键的破坏，承受较大位移，起到耗能减少地震力对结构的作用。

但是，摩擦摆支座在发生常规位移及地震位移时，伴随着支座高度的变化，因此在大跨度长联连续梁上使用时，由于支座在各桥墩上的温度位移各不相同，会引起各支点的高程变化，产生支座的附加应力，使梁体传递到墩台的等效受力点和受力方向不断变化，受力不均容易引发桥梁较大的晃动，损坏桥梁自身结构，影响了桥梁的使用寿命；而使用聚四氟乙烯板作为耐磨板，长时间摩擦，材料损耗较大，支座的使用寿命难以保证；钢结构剪力键并不能按照设计需要确定的力而发生剪断破坏，以至于实际情况与设计不符；由于其摩擦面过大，摩阻力增大，摩擦耗能不明显，地震后无法完全自动复位，剪力键不能按照设计力剪断或破坏后不能重复使用，影响支座整体使用性能。

(4)E形弹塑性钢支座

如图3所示，E形弹塑性钢支座是将E型钢阻尼元件与普通支座整合到一起得到的阻尼耗能连接结构，兼有竖向支撑和水平滞回耗能的作用。通过E型钢塑性变形来消耗地震能量，其耗能的原理是利用具有低屈服点的金属材料在发生塑性变形时不至于发生应力变形集中，并且支座屈服比越小，塑性区面积越大，地震时耗散能量越明显。

E型钢减隔震支座的隔震效果在较大地震中更能得到体现。因为在小震时，E型钢的塑性耗能特性不能得到较大发挥，甚至处于弹性阶段，耗能效果不好。E型钢与支座组合，需要一定的安装空间，因此并不适合空间受限的情况。

发明内容

针对上述背景技术中现有减隔震支座存在的不足，本发明的目的在于提供一种新型复合阻尼减震支座，其主要是利用奥贝球墨铸铁材料与橡胶材料相复合阻尼技术来进行地震能量消耗，使之在既能保证支座有一定的自身刚度的前提下，又能有较大的能耗释放，同时还能避免摩檫损耗，不仅能保证在设定的小地震情况下起到抗震作用，又能保证在高地震情况下起到一定的减隔震作用，同时，还能保证支座在寒冷等恶劣环境情况下，不受温度或环境变化的影响。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种新型复合阻尼减隔震支座，包含由上至下依次设有的上支座板组件、支座转动阻尼圈、球冠体及下支座板，所述支座转动阻尼圈设置在所述上支座板组件与下支座板之间，所述球冠体设置在所述下支座板的盆腔内，所述球冠体包含通过铸造工艺一体成型的上凸球面体及下凸球面体，由所述上凸球面体与下凸球面体构成的球冠体外形呈蘑菇帽状，所述下支座板的盆腔呈凹球面状，所述球冠体的上凸球面体与设置在所述上支座板组件底部的凹球面槽呈球状铰接，所述球冠体的下凸球面体与所述下支座板的盆腔凹球面呈弧面相切接触，所述上凸球面体半径小于所述下凸球面体半径，所述下凸球面体半径小于所述盆腔半径。

上述技术方案中，所述上支座板组件为固定式上支座板组件结构，所述固定式上支座板组件结构包含有由奥贝球墨铸铁制成的第一活塞板，所述第一活塞板位于所述下支座板上部，所述凹球面槽设置在所述第一活塞板底部，所述支座转动阻尼圈设置在所述第一活塞板与下支座板之间，所述球冠体的上下凸起面分别与所述第一活塞板及下支座板相接触，在所述第一活塞板的四个角处均还开设有一个第一上栓孔。

上述技术方案中，所述上支座板组件为单向活动式上支座板组件结构，所述单向活动式上支座板组件结构包含有由Q345钢制成的第一上盖板和由奥贝球墨铸铁制成的第二活塞板，所述第一上盖板位于所述第二活塞板顶部，所述第二活塞板位于所述球冠体顶部，所述凹球面槽设置在所述第二活塞板底部，所述支座转动阻尼圈设置在第一上盖板与下支座板之间，所述球冠体分别与所述第二活塞板及下支座板相接触，在所述第一上盖板的四个角处均还开设有一个第二上栓孔。

上述技术方案中，在所述第一上盖板与第二活塞板之间还设有由奥贝球墨铸铁制成的导轨，所述导轨下部嵌设在所述第二活塞板顶部设有的下导槽中，所述导轨上部嵌设在所述第一上盖板顶部中央设有的上导槽中；

在所述下导槽内且位于导轨底部还填充有P4U智能材料；

在所述导轨的两侧均还设置有一个由网状分子量聚乙烯材料制成的耐磨条，每个所述耐磨条均嵌设在下导槽内；

在所述导轨的两端均还设置有一个伸缩装置，每个所述伸缩装置一端与所述导轨固定连接，另一端与所述第一上盖板固定连接；

所述上导槽为两端是开口的凹槽结构；

所述下导槽为四周是闭合的凹槽结构。

上述技术方案中，在所述第一上盖板上导槽的两侧均设有一个耐磨板安装槽，在每个所述耐磨板安装槽内均嵌设有一个由网状分子量聚乙烯材料制成的耐磨板；

在所述第二活塞板顶部还设有一块不锈钢板，所述耐磨板及伸缩装置均位于不锈钢板顶部；

在所述不锈钢板中部设有一个翻边孔,所述翻边孔的外壁与下导槽的内壁相贴合，所述翻边孔的内壁与所述耐磨条的外壁相贴合，所述耐磨条的内壁与所述导轨的外侧壁相贴合。

上述技术方案中，每个所述伸缩装置均包含上罩板、中罩板及下罩板，所述上罩板与所述第一上盖板的一端固定连接，并罩设在所述中罩板上，所述中罩板罩设在所述下罩板上，所述下罩板与所述导轨的一端固定连接，所述中罩板分别与所述上罩板及下罩板相滑动配合。

上述技术方案中，在所述下支座板的四个角处均还开设有一个下栓孔。

上述技术方案中，所述球冠体及下支座板均采用奥贝球墨铸铁制成。

上述技术方案中，所述支座转动阻尼圈采用是氯丁橡胶制成

本发明提供的新型复合阻尼减隔震支座，除上支座板组件之外，其余组件均采用奥贝球墨铸铁。由于奥贝球墨铸铁是一种对球墨铸铁进行等温淬火处理的一种新型材料，其具有超高强度、低摩擦系数、弹性模量低等性能优点。故本新型复合阻尼减隔震支座的出发点之一是要利用奥贝球墨铸铁超高强度、低摩擦系数的这些优点，来实现支座的如下作用：

1.将下支座钢盆底板上部设置成较大半径的球冠弧面，并在其上设置半径相对较小、而且顶部为半圆球体的双面球冠体(简称球冠体)。当球冠体在竖向荷载作用下，由于大小不同半径相互接触，接触面积会很小，因而会在很小的接触面积范围内产生超高应力。这种超高应力正好符合奥贝球墨铸铁具有超高强度的要求，同时，利用小圆球冠体受上部传力的影响，处于大圆钢盆底板上的小圆球冠体会产生前后、左右摇摆“不倒翁”晃动效果，使支座上部构件产生较小的位移量，以满足小地震力作用对结构隔震消能或非地震力对结构位移的需要。

2.奥贝球墨铸铁是普通铸钢摩擦系值约1/2左右，利用这种比较低的摩擦系数性能，即取奥贝球墨铸铁摩擦系数上限值作为开始滑动的临界值，当球冠体受到支座上部结构传来的水平力小于奥贝球墨铸铁之间的摩擦力时，支座在摩擦力的作用下钢盆底板弧面上的球冠体不会产生相对滑移；当球冠体受到支座上部结构传来的地震力，大于奥贝球墨铸铁之间的摩擦力时，球冠体就会克服奥贝球墨铸铁之间的摩擦力启动滑移，沿所受作用力的方向在钢盆底板弧面上往复滑动，以达到消耗地震能量的目的。由于钢盆底板与球冠体为大、小半径接触面积小，启动滑移摩阻力亦小。

3.当球冠体受地震的作用在钢盆底板弧面上滑动达到最大设计位移量时，一方面，球冠体会达到位移最高点，并受到钢盆壁的阻挡约束；另一方面，球冠体上部半圆体与活塞凹圆体形成球铰，通过球铰的转动，当球冠体达到最高位移点时，活塞凹圆体外部斜面刚好与球冠体上部半圆体斜面重合，此时，在活塞上部结构竖向力作用下可以阻止球冠体的继续向上滑动，从而使球冠体的滑动处于受控状态。

4.在一个地震周期内，当球冠体达到最高位移点而被阻止约束时，受活塞竖向力的作用会自动沿钢盆底板弧面向下滑动，同时，球冠体半斤小于钢盆底板弧面半径，滑动摩擦力较小，很容易使球冠体回归到地震能量最低的位置，起到了对结构在地震后复位的作用。

5.在支座钢盆壁顶部与支座上板之间设置一定厚度的橡胶圈，橡胶圈下部与支座钢盆壁固定，其上部与上支座板底部密贴接触。一方面橡胶圈对上支座板在受地震力影响产生快速转动和滑移起到阻尼作用，协助支座上部构件进一步减隔震，保护支座构件免遭强烈地震的损坏。

6.非地震时，支座上板设置固定、单向活动和多向活动结构，起到与普通支座同样的功能。活动支座的活动量根据非地震需要的结构位移量而设置限位措施，既满足地震和非地震时结构对支座位移的需要，又满足地震发生时结构对地震消能作用的要求。

与现有技术相比，本发明复合阻尼减隔震支座充分利用了奥贝球墨铸铁的超高使用应力、低摩擦系数、弹性模量低的性能特点，使其具备了如下优点：

1、在地震发生时，支座滑动更容易，减少了滑动面的摩擦力，取消了传统支座中大面积弧面滑板的应用；同时满足在非地震或小地震时，保持支座球冠体在不滑动也可以满足小位移量的要求；

本发明减隔震支座采用大小圆弧半径相配合(即支座钢盆内为大半径圆弧面，而球冠体为小半径圆弧面)，尽管接触应力高，但是，可有效地利用奥贝球墨铸铁超高应力特点，能够很好地实现两种功能：1)小半径圆弧面与大半径圆弧面接触面积小，球冠体滑动更容易。2)小半径圆弧面在大半径圆弧面之上，可以发挥球冠体“不倒翁”的概念实现上部结构适应小位移的需要。

2、吸纳摩擦阻尼的技术，采用结构抗震与减隔震的结合，取消了非地震期需要采用剪力卡榫，避免了剪力卡榫不能按预期剪断，而达不到预期减隔震的效果；

由于奥贝球墨铸铁摩擦系数约为0.15～0.17，低等级地震时，比如七级地震(动峰值系数0.10～0.15)及其以下区域，支座不发生位移或者发生少量的位移，起抗震作用；当发生大地震时，比如八级(动峰值系数0.20)及其以上区域，地震力大于支座滑动摩擦力，开始滑移以吸收地震能量，起到减隔震的作用。

3、采用橡胶圈阻尼技术，即在钢盆壁顶部设置橡胶圈与支座上板密贴接触，对支座在摆动、转动、滑移过程中，起到辅助阻尼作用，进一步减缓地震对支座结构的能量消耗，避免支座在摆动、转动、滑移过程中发生直接撞击。

4、采用创新的球冠体与活塞球铰相连接技术，使球冠体运动即受到约束，又可以被带动，有效地实现球冠体地震后自动复位，避免支座在地震之后不能完全复位的情况发生；

5.球冠体在地震发生运动处在最大位移高度时，会受到底盆壁和上支座板组件活塞一侧压力的限位和最后消能作用，实现大震不倒塌的减隔震目标。

通过球冠体与活塞球铰相连接技术，其一方面，当活塞受到水平力的作用，将带动球冠体运动，实现减隔震的功能；另一方面，当球冠体完成减隔震功能达到滑移最高位置时，球冠体受到钢盆壁和活塞侧底面的共同约束，同时，在活塞底部压力及活塞球铰的带动下，使球冠体能够顺利地归位。在支座运动过程中，支座上板始终保持水平运动状态，而且，当球冠体达到最高点时，支座上板仅仅抬高10mm～20mm。小规格支座取下限，大规格支座取上限。

与现有技术相比，本发明复合阻尼减隔震支座的有益效果有：

(1)除上支座板组件之外，其余组件均采用奥贝球墨铸铁铸造而成，由于奥贝球墨铸铁铸造材料的高强、低摩檫、低弹模，使得支座设计可采用超高应力，低摩擦系数，与同样的钢减隔震支座相比提供了足够的滑移空间，节约了材料用量；

(2)无需传统的剪力卡榫技术，由于剪力卡榫剪断力值确定性较差，容易造成地震发生时需要剪断而不能剪断的情形，使得结构不能起到预期的减隔震效果；

(3)无需球面耐磨滑板，解决了滑动和摩擦的矛盾以及球面滑板耐久性的问题，提高了支座的使用寿命；

(4)在下支座组件和上支座板之间采用橡胶圈，提供了相对密封的环境，耐腐蚀性好；而且，在高度地震发生时，橡胶圈会产生压缩变形和摩擦变形的阻尼，起到了很好的辅助隔震作用。

(5)通过在单向活动支座的活塞板顶部凹槽内装有智能胶凝体材料，使单向活动支座在非地震时(此时智能胶凝体材料为流动状态)，实现桥梁常规状况的传力和伸缩、转动功能；当地震发生时智能胶凝体材料突然受到地震振动外力撞击时，智能胶凝体材料就会迅速凝结为固体，让单向活动支座的活塞板与上盖板即刻固定，起到与固定支座同样的作用。

(6).球冠体在地震发生运动处在最大位移高度时，底盆壁和上支座板组件活塞一侧压力的会起到限位和最后消能作用，达到大震不倒塌的减隔震目的。

附图说明

图1为铅芯高阻尼橡胶支座构造图；

图2为双曲面摩檫摆钢支座构造图；

图3为E形弹塑性钢支座构造图；

图4为本发明第一种实施例的俯视示意图；

图5为图4中A-A局部剖视图；

图6为图4中第一活塞板的仰视图；

图7为本发明第二种实施例的俯视示意图；

图8为图7中B-B局部剖视图；

图9为图7中第一上盖板的仰视图；

图10为图9中a-a截面示意图；

图11为图7中第二活塞板的俯视图；

图12为图7中第二活塞板的仰视图；

图13为图11中b-b截面示意图；

图14为本发明中的球冠体主视图；

图15为本发明中的下支座板俯视图；

图中：

1、上支座板组件；

1.1、第一活塞板；1.1a、第一上栓孔；

1.2、第一上盖板；1.2a、第二上栓孔；1.2b、上导槽1.2c、耐磨板安装槽；

1.3、第二活塞板；1.3a、下导槽

1.4、导轨；

1.5、P4U智能材料；

1.6、耐磨条；

1.7、伸缩装置；1.7a、上罩板；1.7b、中罩板；1.7c、下罩板；

1.8、耐磨板；

1.9、不锈钢板；

2、支座转动阻尼圈；

3、球冠体；3.1、上凸球面体；3.2、下凸球面体；

4、下支座板；

5、盆腔；

6、凹球面槽；

7、下栓孔。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合附图和具体实施方式，进一步阐述本发明是如何实施的。

如图4至图15所示，本发明提供的一种新型复合阻尼减隔震支座，包含由上至下依次设有的上支座板组件1、支座转动阻尼圈2、球冠体3及下支座板4，支座转动阻尼圈2设置在上支座板组件1与下支座板4之间，球冠体3设置在下支座板4的盆腔5内，如图14所示，球冠体3包含通过铸造工艺一体成型的上凸球面体3.1及下凸球面体3.2，由上凸球面体3.1与下凸球面体3.2构成的球冠体3外形呈蘑菇帽状，如图5和图8所示，下支座板4的盆腔5呈凹球面状，球冠体3的上凸球面体3.1与设置在上支座板组件1底部的凹球面槽6呈球状铰接，球冠体3的下凸球面体3.2与下支座板4的盆腔5凹球面呈弧面相切接触，上凸球面体3.1半径小于下凸球面体3.2半径，下凸球面体3.2半径小于盆腔5半径。

其中，球冠体3及下支座板4均采用奥贝球墨铸铁制成。

其中，支座转动阻尼圈4采用是氯丁橡胶制成。

其中，如图15所示，下支座板4的四个角处均还开设有一个下栓孔7。

其中，上支座板组件1在实际应用中，可根据应用场所的不同采用不同的结构形式，例如，采用如图5所示的固定式上支座板组件结构形式或者如图8所示的单向活动式上支座板组件结构形式。

本新型复合阻尼减隔震支座的工作原理：主要是利用球冠体3在下支座板4的盆腔5内由盆腔底壁自由转动带动支座上部转动以释放地震能量和利用安装在上支座板组件1与下支座板4盆壁之上被压缩的支座转动阻尼圈2的阻尼作用来消耗地震能量。

第一种实施例：

如图4至图6所示，新型复合阻尼减隔震支座中的上支座板组件1为固定式上支座板组件结构，本实施例中的上支座板组件1主要由奥贝球墨铸铁制成的第一活塞板1.1构成，第一活塞板1.1位于下支座板4的顶部，凹球面槽6设置在第一活塞板1.1底部，支座转动阻尼圈2设置在第一活塞板1.1与下支座板4之间，球冠体3的上凸球面体3.1与第一活塞板1.1底部设有的凹球面槽6呈面接触，球冠体3的下凸球面体3.2与下支座板4的盆腔5底壁呈点接触。

另外，在第一活塞板1.1的四个角处均开设有一个第一上栓孔1.1a。

在实际应用时，本实例提供的新型复合阻尼减隔震支座主要通过安装在第一活塞板1.1的第一上栓孔1.1a中的预埋组件(例如锚栓或螺栓)与桥的梁底连接固定和通过安装在下支座板4的下栓孔7中的锚固组件(例如锚栓或螺栓)与桥的墩台连接固定。

在此实施例结构形式下，该新型复合阻尼减隔震支座可以承受上部结构传递的竖向极限荷载及各向水平荷载，但限制了上部结构各向位移，仅具有沿竖轴和水平轴转动的功能。

第二种实施例：

如图7至图13所示，新型复合阻尼减隔震支座中的上支座板组件1为为单向活动式上支座板组件结构，本实施例中的上支座板组件包含有由Q345钢制成的第一上盖板1.2和由奥贝球墨铸铁制成的第二活塞板1.3，第一上盖板1.2位于第二活塞板1.3顶部，第二活塞板1.3位于球冠体3顶部，凹球面槽6设置在第二活塞板1.3底部，支座转动阻尼圈2设置在第一上盖板1.2与下支座板4之间，球冠体3分别与第二活塞板1.3及下支座板4相接触，在第一上盖板1.2的四个角处均还开设有一个第二上栓孔1.2a。

在如图8所示，第一上盖板1.2与第二活塞板1.3之间还设有由奥贝球墨铸铁制成的导轨1.4，导轨1.4下部嵌设在第二活塞板1.3顶部设有的下导槽1.3a中，导轨1.4上部嵌设在第一上盖板1.2顶部中央设有的上导槽1.2b中；

在下导槽1.3a内且位于导轨1.4底部还填充有P4U智能材料1.5，P4U智能材料1.5，在非地震时为流动的胶凝体，当它受地震振动影响时，会迅速变为固体，这样就可使该单向活动支座起到固定支座的作用。

在导轨1.4的两侧均还设置有一个由网状分子量聚乙烯材料制成的耐磨条1.6，每个耐磨条1.6均嵌设在下导槽1.3a内；

在导轨1.4的两端均还设置有一个伸缩装置1.7，每个伸缩装置1.7一端与导轨1.4固定连接，另一端与第一上盖板1.2固定连接；伸缩装置1.7会随导轨1.4移动而进行伸缩。

如图9所示上导槽1.2b为两端是开口的凹槽结构；

如图11所示，下导槽1.3a为四周是闭合的凹槽结构。

在第一上盖板1.2上导槽1.2b的两侧均设有一个耐磨板安装槽1.2c，在每个耐磨板安装槽1.2c内均嵌设有一个由网状分子量聚乙烯材料制成的耐磨板1.8；

在第二活塞板1.3顶部还设有一块不锈钢板1.9，耐磨板1.8及伸缩装置1.7均位于不锈钢板1.9顶部；

在不锈钢板1.9中部设有一个翻边孔1.9a,该翻边孔1.9a的外壁与下导槽1.3a的内壁相贴合，内壁与耐磨条1.6的外壁相贴合，耐磨条1.6的内壁与导轨1.4的外侧壁相贴合。

如图7所示，每个伸缩装置1.7均包含上罩板1.7a、中罩板1.7b及下罩板1.7c，上罩板1.7a与第一上盖板1.2的一端固定连接，并罩设在中罩板1.7b上，中罩板1.7b罩设在下罩板1.7c上，下罩板1.7c与导轨1.4的一端固定连接，中罩板1.7b分别与上罩板1.7a及下罩板1.7c相滑动配合。

在实际应用时，本实例提供的新型复合阻尼减隔震支座主要是通过安装在第一上盖板1.2的第二上栓孔1.2a中的预埋组件(例如锚栓或螺栓)与桥的梁底连接固定和通过安装在下支座板4的下栓孔7中的锚固组件(例如锚栓或螺栓)与桥的墩台连接固定。

上述P4U智能材料为液体防弹衣复合材料与智能柔性弹性体的统称，是一种对环境应力可感知、响应，并且具有发现能力的智能材料。在常态下保持松弛的状态，柔软而具有弹性，一旦遭到剧烈碰撞或冲击的时候，分子间立刻相互锁定，迅速收紧变硬，从而吸收并消化外力，形成一层防护层，当外力消失后，材料会回复到它最初的软弹流动状态。

“P4U取自'protectionforyou'的谐音，是一个新型智能减振吸能材料,可广泛应用于运动防护、电子设备、汽车减振、建筑桥梁等领域。

在本发明中，所有与球冠体3直接接触的活塞板及下支座板均采用奥贝球墨铸铁材料制成，这是因为奥贝球墨铸铁材料具有很高的强度和硬度，同时还兼具高韧性，高耐磨性，高耐疲劳性，优异的综合力学性能以及优良的动态力学性能、减震吸音效果、抗摩擦磨损性能，而且生产成本相对较低，经济性好，比较适合我国国情需求。

综上所述，本发明提供的新型复合阻尼减隔震支座的优点有：强度高、耐磨、重量轻，地震智能、复位能力强，使用寿命长，可同时兼顾和区别非地震(即单向活动支座的导轨与导槽适应位移)、低等级地震(“不倒翁”球冠体3的晃动位移消能)与高等级地震时(滚动滑移耗能)的不同使用条件。

最后说明，以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种新型复合阻尼减隔震支座，包含由上至下依次设有的上支座板组件(1)、支座转动阻尼圈(2)、球冠体(3)及下支座板(4)，所述支座转动阻尼圈(2)设置在所述上支座板组件(1)与下支座板(4)之间，所述球冠体(3)设置在所述下支座板(4)的盆腔(5)内，其特征在于：所述球冠体(3)包含通过奥贝球墨铸造工艺一体成型一体成型的上凸球面体(3.1)及下凸球面体(3.2)，由所述上凸球面体(3.1)与下凸球面体(3.2)构成的球冠体(3)外形呈蘑菇帽状，所述下支座板(4)的盆腔(5)呈凹球面状，所述球冠体(3)的上凸球面体(3.1)与设置在所述上支座板组件(1)底部的凹球面槽(6)呈球状铰接，所述球冠体(3)的下凸球面体(3.2)与所述下支座板(4)的盆腔(5)凹球面呈弧面相切接触，所述上凸球面体(3.1)半径小于所述下凸球面体(3.2)半径，所述下凸球面体(3.2)半径小于所述盆腔(5)半径。

2.根据权利要求1所述的新型复合阻尼减隔震支座，其特征在于：所述上支座板组件(1)为固定式上支座板组件结构，所述固定式上支座板组件结构包含有由奥贝球墨铸铁制成的第一活塞板(1.1)，所述第一活塞板(1.1)位于所述下支座板(4)上部，所述凹球面槽(6)设置在所述第一活塞板(1.1)底部，所述支座转动阻尼圈(2)设置在所述第一活塞板(1.1)与下支座板(4)之间，所述球冠体(3)的上、下凸起面分别与所述第一活塞板(1.1)及下支座板(4)相接触，在所述第一活塞板(1.1)的四个角处均还开设有一个第一上栓孔(1.1a)。

3.根据权利要求1所述的新型复合阻尼减隔震支座，其特征在于：所述上支座板组件(1)为单向活动式上支座板组件结构，所述单向活动式上支座板组件结构包含有由Q345钢制成的第一上盖板(1.2)和由奥贝球墨铸铁制成的第二活塞板(1.3)，所述第一上盖板(1.2)位于所述第二活塞板(1.3)顶部，所述第二活塞板(1.3)位于所述球冠体(3)顶部，所述凹球面槽(6)设置在所述第二活塞板(1.3)底部，所述支座转动阻尼圈(2)设置在第一上盖板(1.2)与下支座板(4)之间，所述球冠体(3)分别与所述第二活塞板(1.3)及下支座板(4)相接触，在所述第一上盖板(1.2)的四个角处均还开设有一个第二上栓孔(1.2a)。

4.根据权利要求3所述的新型复合阻尼减隔震支座，其特征在于：在所述第一上盖板(1.2)与第二活塞板(1.3)之间还设有由奥贝球墨铸铁制成的导轨(1.4)，所述导轨(1.4)下部嵌设在所述第二活塞板(1.3)顶部设有的下导槽(1.3a)中，所述导轨(1.4)上部嵌设在所述第一上盖板(1.2)顶部中央设有的上导槽(1.2b)中；

在所述下导槽(1.3a)内且位于导轨(1.4)底部还填充有P4U智能材料(1.5)；

在所述导轨(1.4)的两侧均还设置有一个由网状分子量聚乙烯材料制成的耐磨条(1.6)，每个所述耐磨条(1.6)均嵌设在下导槽(1.3a)内；

在所述导轨(1.4)的两端均还设置有一个伸缩装置(1.7)，每个所述伸缩装置(1.7)一端与所述导轨(1.4)固定连接，另一端与所述第一上盖板(1.2)固定连接；

所述上导槽(1.2b)为两端是开口的凹槽结构；

所述下导槽(1.3a)为四周是闭合的凹槽结构。

5.根据权利要求4所述的新型复合阻尼减隔震支座，其特征在于：在所述第一上盖板(1.2)上导槽(1.2b)的两侧均设有一个耐磨板安装槽(1.2c)，在每个所述耐磨板安装槽(1.2c)内均嵌设有一个由网状分子量聚乙烯材料制成的耐磨板(1.8)；

在所述第二活塞板(1.3)顶部还设有一块不锈钢板(1.9)，所述耐磨板(1.8)及伸缩装置(1.7)均位于不锈钢板(1.9)顶部；

在所述不锈钢板(1.9)中部设有一个翻边孔(1.9a),所述翻边孔(1.9a)的外壁与下导槽(1.3a)的内壁相贴合，所述翻边孔(1.9a)的内壁与所述耐磨条(1.6)的外壁相贴合，所述耐磨条(1.6)的内壁与所述导轨(1.4)的外侧壁相贴合。

6.根据权利要求5所述的新型复合阻尼减隔震支座，其特征在于：每个所述伸缩装置(1.7)均包含上罩板(1.7a)、中罩板(1.7b)及下罩板(1.7c)，所述上罩板(1.7a)与所述第一上盖板(1.2)的一端固定连接，并罩设在所述中罩板(1.7b)上，所述中罩板(1.7b)罩设在所述下罩板(1.7c)上，所述下罩板(1.7c)与所述导轨(1.4)的一端固定连接，所述中罩板(1.7b)分别与所述上罩板(1.7a)及下罩板(1.7c)相滑动配合。

7.根据权利要求1至6任一项所述的新型复合阻尼减隔震支座，其特征在于：在所述下支座板(4)的四个角处均还开设有一个下栓孔(7)。

8.根据权利要求1至6任一项所述的新型复合阻尼减隔震支座，其特征在于：所述球冠体(3)及下支座板(4)均采用奥贝球墨铸铁制成。

9.根据权利要求1至6任一项所述的新型复合阻尼减隔震支座，其特征在于：所述支座转动阻尼圈(4)采用是氯丁橡胶制成。