CN110984068A - 一种高桩码头的抗震复合型高度可调钢支座 - Google Patents

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Abstract

一种高桩码头的抗震复合型高度可调钢支座，属于建筑抗震技术领域。顶部支座、标准模块支座及底部支座上下叠放，底部支座下端与桩帽固定，顶部支座与标准模块支座之间及标准模块支座与底部支座之间均有纤维增强高阻尼弹性环且均弹性连接。本发明可以很好抵抗各个方向的地震荷载，具备一定的变形‑恢复能力，可调支座高度可以弥补由于设计桩长不满足实际情况或者由于施工原因导致桩标高未达到规定值的情况，避免了地震作用下支座发生较大位移，具有高度可调节、可全方位消耗地震能量和适用于港口工程结构受力变形要求高等优点，安装工艺简单，造价低，可实现支座的模式化生产，具有广泛的适用性。

Description

一种高桩码头的抗震复合型高度可调钢支座
技术领域
本发明涉及一种高桩码头的抗震复合型高度可调钢支座，属于建筑抗震技术领域。
背景技术
港口是必不可少的交通枢纽，在社会的经济发展中起着至关重要的作用。而我国多数沿海城市处于地震区，以往震害实例表明，一旦港口工程遭受地震灾害，不仅会给经济带来严重影响，同时还会造成大量人员伤亡。由于港口工程地基的土质松软，地震作用下若地基土发生液化，不仅会放大地震作用还会使桩基发生严重剪切破坏，因此开展港口工程的减隔震抗震研究十分必要。
目前工程实际中多考虑在桩基和上部结构之间或下部结构和上部结构之间安装弹簧隔震支座以消耗地震能量；或安装铅芯橡胶支座，利用橡胶材料吸收地震能量，以阻止地震能量从下部基础传向上部结构。但此类支座具有造价高、功能单一、组装复杂以及高度不可调节等缺点，且在地震作用下，此类支座大多不适用于港口工程抗震技术的高要求，也不能达到同时消耗水平地震能量和竖向地震能量的效果。
发明内容
为解决背景技术中存在的问题，本发明提供一种高桩码头的抗震复合型高度可调钢支座。
实现上述目的，本发明采取下述技术方案：一种高桩码头的抗震复合型高度可调钢支座，包括包括底部支座、标准模块支座、顶部支座、两个纤维增强高阻尼弹性环、两个水平抗震轴承以及多个竖向承压弹簧，所述顶部支座、标准模块支座以及底部支座上下叠放设置，所述底部支座下端与桩帽固定连接，顶部支座与标准模块支座之间以及标准模块支座与底部支座之间均固定有纤维增强高阻尼弹性环且均通过水平抗震轴承以及多个竖向承压弹簧弹性连接。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明各零件组合成复合型高度可调钢支座，可以很好抵抗各个方向的地震荷载，具备一定的变形-恢复能力；
2、本发明可通过增加或减少标准模块的数量调节整个支座的高度，通过调节纤维增强高阻尼弹性环厚度对支座高度进行微调；适用于港口高桩与建筑物基础之间的减隔震抗震装置，可调支座高度可以弥补由于设计桩长不满足实际情况或者由于施工原因导致桩标高未达到规定值的情况；
3、本发明设有贯穿底部支座的螺栓，可将支座有效固定在桩帽上，避免地震作用下支座发生较大位移；
4、本发明的纤维增强高阻尼弹性环的橡胶层在地震作用下会产生变形，可吸收地震能量，同时在支座之间形成一种阻止地震作用在上下支座之间的传播的阻尼力，从而减少结构的变形；
5、本发明的可伸缩的竖向承压弹簧在竖向地震作用下可以通过弹簧滞回变形抵抗竖向地震荷载，同时弹簧存在可以使支座之间有一定距离，减少竖向地震力作用下相互之间的碰撞，而且弹簧内部的松弛钢绞线可以限制弹簧拉伸长度，保证竖向地震作用下支座之间不会产生过大位移。
6、本发明的水平承压弹簧和橡胶垫块组成的水平抗震轴承可以有效抵抗水平地震荷载。
7、本发明具有高度可调节、可全方位消耗地震能量和适用于港口工程结构受力变形要求高等优点，同时基于现有支座的综合性能进行改进，取材方便，安装工艺简单，造价低，可实现支座的模式化生产，具有广泛的适用性。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图；
图2是图1的剖视图；
图3是底部支座的结构示意图；
图4是标准模块支座的结构示意图；
图5是顶部支座的结构示意图；
图6是锚固螺栓、螺帽、垫片以及固定套筒的连接关系示意图；
图7是竖向承压弹簧的结构示意图；
图8是纤维增强高阻尼弹性环的结构示意图；
图9是水平抗震轴承的结构拆分图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是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。
具体实施方式一：如图1～图9所示，本发明公开了一种高桩码头的抗震复合型高度可调钢支座，包括包括底部支座1、标准模块支座2、顶部支座3、两个纤维增强高阻尼弹性环7、两个水平抗震轴承8以及多个(八个)竖向承压弹簧6，所述顶部支座3、标准模块支座2以及底部支座1上下叠放设置，为了避免地震作用下本发明发生较大位移，所述底部支座1下端与桩帽通过多个(四个)锚固螺栓4固定连接，顶部支座3与标准模块支座2之间以及标准模块支座2与底部支座1之间均粘接固定有纤维增强高阻尼弹性环7且均通过水平抗震轴承8以及多个(四个)竖向承压弹簧6弹性连接，所述水平抗震轴承8可以有效抵抗水平地震荷载，可伸缩的竖向承压弹簧6在竖向地震作用下可以通过弹簧滞回变形有效抵抗竖向地震荷载。
具体实施方式二：如图1、2所示，本实施方式是对具体实施方式一作出的进一步说明，所述底部支座1、标准模块支座2以及顶部支座3均为圆柱形钢支座且三者直径相同，钢材料刚度大，可以抵抗结构传来的荷载。
具体实施方式三：如图2～6所示，本实施方式是对具体实施方式二作出的进一步说明，所述底部支座1以及标准模块支座2上表面的中部均设有圆柱形凹槽101，底部支座1以及标准模块支座2上表面的边缘沿周向设有多个(四个)竖向承压弹簧下卡槽102，且底部支座1上表面的边缘沿周向还设有多个(四个)螺帽卡槽103，底部支座1的所述多个(四个)竖向承压弹簧下卡槽102以及多个(四个)螺帽卡槽103一一交替设置，每个所述螺帽卡槽103的槽底面均贯穿底部支座1的底面设有螺栓通孔104，如图1、2、6所示，锚固螺栓4放置在螺栓通孔104内，且上端通过螺帽402和垫片403与底部支座1固定，螺帽402和垫片403均放置在对应的螺帽卡槽103内，锚固螺栓4下端通过固定套筒5与桩帽固定；所述标准模块支座2以及顶部支座3下表面的中部均设有圆柱形凸起202，标准模块支座2以及顶部支座3下表面的边缘沿周向设有多个(四个)竖向承压弹簧上卡槽302，底部支座1的多个(四个)竖向承压弹簧下卡槽102与标准模块支座2的多个(四个)竖向承压弹簧上卡槽302以及标准模块支座2的多个(四个)竖向承压弹簧下卡槽102与顶部支座3的多个(四个)竖向承压弹簧上卡槽302均一一对应设置。
具体实施方式四：如图3所示，本实施方式是对具体实施方式三作出的进一步说明，所述底部支座1的多个(四个)竖向承压弹簧下卡槽102以及多个(四个)螺帽卡槽103沿其周向均布设置。
具体实施方式五：如图4所示，本实施方式是对具体实施方式三作出的进一步说明，所述标准模块支座2的多个(四个)竖向承压弹簧上卡槽302以及多个(四个)竖向承压弹簧下卡槽102均沿其周向均布设置。
具体实施方式六：如图5所示，本实施方式是对具体实施方式三作出的进一步说明，所述顶部支座3的多个(四个)竖向承压弹簧上卡槽302沿其周向均布设置。
具体实施方式七：如图1、2、8所示，本实施方式是对具体实施方式三作出的进一步说明，所述纤维增强高阻尼弹性环7包括纤维层和橡胶层，所述纤维层和橡胶层上下叠放设置并粘接固定；纤维增强高阻尼弹性环7贯穿其厚度方向设有多个(四个)通过竖向承压弹簧6的弹簧通孔701，根据实际需要可通过调节纤维增强高阻尼弹性环7的厚度对本发明的高度进行微调，组成纤维增强高阻尼弹性环7的橡胶材料在地震作用下会产生变形，可吸收地震能量，同时在顶部支座3与标准模块支座2之间以及标准模块支座2与底部支座1之间形成一种阻止地震作用传播的阻尼力，从而减少结构的变形。
具体实施方式八：如图1、2、8所示，本实施方式是对具体实施方式七作出的进一步说明，所述纤维增强高阻尼弹性环7的外径与底部支座1、标准模块支座2以及顶部支座3的截面直径均相同，纤维增强高阻尼弹性环7的内径与圆柱形凹槽101的直径相同，纤维增强高阻尼弹性环7的高度可以根据实际情况调节，可以抵抗竖向地震荷载。
具体实施方式九：如图8所示，本实施方式是对具体实施方式八作出的进一步说明，所述多个(四个)弹簧通孔701沿纤维增强高阻尼弹性环7的周向均布设置。
具体实施方式十：如图2、9所示，本实施方式是对具体实施方式三作出的进一步说明，所述水平抗震轴承8包括外钢圈801、内钢圈803、多个(四个)水平承压弹簧805以及多个(四个)橡胶垫块806；所述外钢圈801匹配地放置在圆柱形凹槽101内且环套装在内钢圈803的外侧，所述内钢圈803与外钢圈801之间粘接固定有多个(四个)806，橡胶垫块806承担部分外钢圈801与内钢圈803之间的压力，外钢圈801的内壁沿其周向设有多个(四个)外钢圈凸起802，所述内钢圈803的外壁沿其周向设有多个(四个)与外钢圈凸起802对应的多个(四个)内钢圈凸起804，所述内钢圈凸起804与对应的外钢圈凸起802之间通过水平承压弹簧805弹性连接，所述内钢圈803紧密地套装在圆柱形凸起202的外侧。
具体实施方式十一：如图9所示，本实施方式是对具体实施方式十作出的进一步说明，所述多个(四个)外钢圈凸起802沿外钢圈801的周向均布设置；所述多个(四个)内钢圈凸起804沿内钢圈803的周向均布设置。
具体实施方式十二：如图7所示，本实施方式是对具体实施方式七作出的进一步说明，所述竖向承压弹簧6包括弹簧本体602、松弛钢绞线603以及两个橡胶套筒601，所述弹簧本体602的内部设有松弛钢绞线603，所述松弛钢绞线603以及弹簧本体602的两端分别与对应的橡胶套筒601固定连接，当松弛钢绞线603拉伸至极限状态时，竖向承压弹簧6达到最大伸长长度，从而保证竖向地震作用下支座之间不会产生过大位移；两个所述橡胶套筒601分别匹配地固定在对应的竖向承压弹簧下卡槽102以及竖向承压弹簧上卡槽302内且弹簧本体602分别穿过对应的弹簧通孔701。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同条件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (12)

1.一种高桩码头的抗震复合型高度可调钢支座，其特征在于：包括底部支座(1)、标准模块支座(2)、顶部支座(3)、两个纤维增强高阻尼弹性环(7)、两个水平抗震轴承(8)以及多个竖向承压弹簧(6)，所述顶部支座(3)、标准模块支座(2)以及底部支座(1)上下叠放设置，所述底部支座(1)下端与桩帽固定连接，顶部支座(3)与标准模块支座(2)之间以及标准模块支座(2)与底部支座(1)之间均固定有纤维增强高阻尼弹性环(7)且均通过水平抗震轴承(8)以及多个竖向承压弹簧(6)弹性连接。
2.根据权利要求1所述的一种高桩码头的抗震复合型高度可调钢支座，其特征在于：所述底部支座(1)、标准模块支座(2)以及顶部支座(3)均为圆柱形钢支座且三者直径相同。
3.根据权利要求2所述的一种高桩码头的抗震复合型高度可调钢支座，其特征在于：所述底部支座(1)以及标准模块支座(2)上表面的中部均设有圆柱形凹槽(101)，底部支座(1)以及标准模块支座(2)上表面的边缘沿周向设有多个竖向承压弹簧下卡槽(102)，且底部支座(1)上表面的边缘沿周向还设有多个螺帽卡槽(103)，底部支座(1)的所述多个竖向承压弹簧下卡槽(102)以及多个螺帽卡槽(103)一一交替设置，每个所述螺帽卡槽(103)的槽底面均贯穿底部支座(1)的底面设有螺栓通孔(104)，所述标准模块支座(2)以及顶部支座(3)下表面的中部均设有圆柱形凸起(202)，标准模块支座(2)以及顶部支座(3)下表面的边缘沿周向设有多个竖向承压弹簧上卡槽(302)，底部支座(1)的多个竖向承压弹簧下卡槽(102)与标准模块支座(2)的多个竖向承压弹簧上卡槽(302)以及标准模块支座(2)的多个竖向承压弹簧下卡槽(102)与顶部支座(3)的多个竖向承压弹簧上卡槽(302)均一一对应设置。
4.根据权利要求3所述的一种高桩码头的抗震复合型高度可调钢支座，其特征在于：所述底部支座(1)的多个竖向承压弹簧下卡槽(102)以及多个螺帽卡槽(103)沿其周向均布设置。
5.根据权利要求3所述的一种高桩码头的抗震复合型高度可调钢支座，其特征在于：所述标准模块支座(2)的多个竖向承压弹簧上卡槽(302)以及多个竖向承压弹簧下卡槽(102)均沿其周向均布设置。
6.根据权利要求3所述的一种高桩码头的抗震复合型高度可调钢支座，其特征在于：所述顶部支座(3)的多个竖向承压弹簧上卡槽(302)沿其周向均布设置。
7.根据权利要求3所述的一种高桩码头的抗震复合型高度可调钢支座，其特征在于：所述纤维增强高阻尼弹性环(7)包括纤维层和橡胶层，所述纤维层和橡胶层上下叠放设置并粘接固定；纤维增强高阻尼弹性环(7)贯穿其厚度方向设有多个弹簧通孔(701)。
8.根据权利要求7所述的一种高桩码头的抗震复合型高度可调钢支座，其特征在于：所述纤维增强高阻尼弹性环(7)的外径与底部支座(1)、标准模块支座(2)以及顶部支座(3)的截面直径均相同，纤维增强高阻尼弹性环(7)的内径与圆柱形凹槽(101)的直径相同。
9.根据权利要求8所述的一种高桩码头的抗震复合型高度可调钢支座，其特征在于：所述多个弹簧通孔(701)沿纤维增强高阻尼弹性环(7)的周向均布设置。
10.根据权利要求3所述的一种高桩码头的抗震复合型高度可调钢支座，其特征在于：所述水平抗震轴承(8)包括外钢圈(801)、内钢圈(803)、多个水平承压弹簧(805)以及多个橡胶垫块(806)；所述外钢圈(801)匹配地放置在圆柱形凹槽(101)内且环套装在内钢圈(803)的外侧，所述内钢圈(803)与外钢圈(801)之间固定有多个橡胶垫块(806)，外钢圈(801)的内壁沿其周向设有多个外钢圈凸起(802)，所述内钢圈(803)的外壁沿其周向设有多个与外钢圈凸起(802)对应的多个内钢圈凸起(804)，所述内钢圈凸起(804)与对应的外钢圈凸起(802)之间通过水平承压弹簧(805)弹性连接，所述内钢圈(803)紧密地套装在圆柱形凸起(202)的外侧。
11.根据权利要求10所述的一种高桩码头的抗震复合型高度可调钢支座，其特征在于：所述多个外钢圈凸起(802)沿外钢圈(801)的周向均布设置；所述多个内钢圈凸起(804)沿内钢圈(803)的周向均布设置。
12.根据权利要求7所述的一种高桩码头的抗震复合型高度可调钢支座，其特征在于：所述竖向承压弹簧(6)包括弹簧本体(602)、松弛钢绞线(603)以及两个橡胶套筒(601)，所述弹簧本体(602)的内部设有松弛钢绞线(603)，所述松弛钢绞线(603)以及弹簧本体(602)的两端分别与对应的橡胶套筒(601)固定连接，两个所述橡胶套筒(601)分别匹配地固定在对应的竖向承压弹簧下卡槽(102)以及竖向承压弹簧上卡槽(302)内且弹簧本体(602)分别穿过对应的弹簧通孔(701)。
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