CN112523075A - 一种防腐蚀性能的隔震支座 - Google Patents

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王馨辉
王可心
杜世伟
崔艳青
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Abstract

本发明是一种防腐性能的隔震支座,包括螺栓、聚脲涂层、橡胶片、连接钢板、层状橡胶和铅芯;连接钢板上设有螺栓安装孔;连接钢板与橡胶片连接;层状橡胶是具有多层橡胶片结构的橡胶柱体,层状橡胶内贯穿设置有至少四个铅芯;在层状橡胶外侧包覆有聚脲涂层。当支座遇到水分子及海水中氯离子被腐蚀时,避免支座遇水接触。同时,聚脲也具有弹性,可以达到即使在近海的地下甚至在海底,都可以在保持自身不被腐蚀老化的同时,一方面消耗地震能量,一方面刚度降低,达到延长结构周期的目的。

Description

一种防腐蚀性能的隔震支座
技术领域
本发明属于结构减振技术领域,特别是涉及近海建筑结构,近海桥梁抗震所用到防止腐蚀的一种防腐蚀性能的隔震支座。
背景技术
地震灾害是突发性的,具有破坏性的,严重威胁着人类的生命和财产安全。每年,全球都会发生近千场毁灭性地震,一场大地震会造成数千亿美元的经济损失,造成数十万人死亡。中国位于世界上最活跃的两条地震带上,是地震灾害影响最大的国家之一,也是地震造成的破坏是世界第一,经济损失也很大。就近海结构及近海桥梁而言,在海蚀条件下普通隔振橡胶支座的机械性能的变化将显着影响其安全性,特别是在发生地震的情况下,隔振橡胶支座的拉伸断裂率、机械性能及水平剪切刚度等劣化会严重影响桥梁结构的隔震和减震效果。因此,考虑到海洋侵蚀和老化的综合影响,研究隔震橡胶支座在海蚀和老化共同作用下的基本力学性能变化是非常重要的。
在将近半个世纪的时间里,随着世界各国的快速发展,为满足日益增长的交通需求,相应配套的基础设施也正在全面建设。当今中国的基础设施建设日趋白热化,许多城市和地区都修建了更多的公路和桥梁。在中国逐渐重视海洋主权和近海资源以满足资源勘探需求下,促进区域经济快速发展并确保主权的同时,还要以海洋环境为重点,围绕海洋环境的基础工程建设。在海洋腐蚀环境中,存在基础设施材料腐蚀的问题。近海工程将受到海洋腐蚀环境的影响,并将导致结构性能下降。因此,应充分注意结构抗震性能的下降。
如今,隔振橡胶支座越来越多地用于桥梁建筑应用中,但是由于橡胶隔震支座长期暴露在使用环境中,因此会受到各种介质和其他机械因素的共同影响。导致支座性能已改变。由于近海结构及近海桥梁上的隔震支座位于海洋腐蚀环境中,因此它们既受老化又受海洋侵蚀的影响。同时,隔震支座的腐蚀对隔震结构的动力特性影响更大。研究海洋侵蚀环境下力学性能的变化是非常必要的。
目前,无论是在我国还是在国外,隔震橡胶支座在桥梁结构中得到了越来越多的应用,所以对隔震支座劣化对近海隔震桥梁抗震性能的影响的研究非常广泛,研究指出,由于隔震支座劣化的作用下,隔震支座的位移不断降低、滞回面积不断减小,隔震效果不断降低,而墩柱的位移不断增大、滞回面积不断增大,对墩柱的损伤也不断加大,说明近海腐蚀环境已对隔震桥梁产生明显不利的影响,对于橡胶隔震支座,由于其长期暴露于使用环境中,会受到各种介质和其他力学因素的共同影响导致支座性能出现变化。这些变化的产生主要是从以下两个方面来考虑:一方面,使用环境中的介质会导致支座内部性能出现变质,如橡胶出现老化;另一方面,由于空气中盐雾、氧气和水分的作用,导致隔震支座性能产生变异。这就需要在设计之初全面考虑腐蚀环境的不利作用,并在后期的使用过程中及时维修与加固。
随着社会的发展,人们生活的质量不断提高,越来越多的人们更偏于选择居住在大海附近,在建筑近海结构时,进行基础隔震设计时,甚至需要将隔震支座埋入地下,这就使得隔震支座很容易被地下海水腐蚀,降低了隔震支座的作用,且社会对交通要求也随之提高,就需要建设跨海桥梁、高架轨道,但是由于海水的浪溅及海水中的氯离子对隔振支座的腐蚀,同样也使得隔震支座丧失了一部分的抗拉能力,在地震或风振发生时保证建筑内部居民的生命财产安全成为一个不可避免的问题。
聚脲是由异氰酸酯组份与氨基化合物组份反应生成的一种弹性体物质。作为一种新型的防腐材料,聚脲的最基本的特性就是防腐、防水、耐磨等。喷涂聚脲弹性体是由异氰酸酯组分(A组分)与氨基化合物组分(R组分)反应生成的一种物质。在通常情况下,聚脲表现为弹性物质,不会造成干裂、脱落等现象,同时也不会与橡胶发生反应,且不会影响隔震支座的隔振效果,同时,聚脲可以起到非常强的防水防腐的作用,可以有效阻止橡胶与氧气接触,防止被水侵蚀,也可以避免埋入地下的支座被氯离子侵蚀。同时,聚脲的保质时期也非常长。
发明内容
本发明的目的是针对近海结构的隔震支座容易被海水及水中的氯离子腐蚀进而降低了隔震支座的力学性能等问题,本发明提供一种抗腐蚀性的隔震支座,该隔震支座利用聚脲的抗腐蚀性及防水性可以充分的保护隔震支座不与海水接触,使其良好的保护隔震支座的抗震机制,制作简单方便且造价低等特点,因此,本发明具有便利、响应快、性价比高等特点。
本发明采用的技术方案是:
一种防腐性能的隔震支座,包括螺栓、聚脲涂层、橡胶片、连接钢板、层状橡胶和铅芯;连接钢板上设有螺栓安装孔;连接钢板与橡胶片连接;层状橡胶是具有多层橡胶片结构的橡胶柱体,层状橡胶内贯穿设置有至少四个铅芯;在层状橡胶外侧包覆有聚脲涂层。
本发明的优点是:
1、本发明安装于上部结构与基础之间,对橡胶受到水的腐蚀、氧化以及氯离子的腐蚀有隔离作用。有效改善了隔震支座的工作环境及耐久性。为了不改变橡胶隔震支座自身的隔振性能,采用了自身具有弹性的物质--聚脲。隔震支座不仅不会改变隔震支座自身的力学性能,而且最外围所设置的聚脲不会拖挂或被风干,同时起到非常好的防水和防腐的作用,因此很好地解决了多数近海结构及近海桥梁的隔震支座由于空气中盐雾、氧气和水分的作用导致隔震支座性能产生变异。利用聚脲的防水防腐的作用,对隔震支座起到很好的保护作用。
2、本发明防腐橡胶隔震支座安装于近海结构的基础与上部结构之间,不仅可以满足正常抗震是的作用需求,在平时无地震时,还具有防腐功能,能够保证支座不被海水腐蚀同时在地震来临时能够正常使用,提高居住舒适度和安全性能。采用聚脲的设计方法,有效改善了橡胶隔震支座的工作环境及耐久性,有效解决了橡胶隔震支座的耐久性问题。因为所有的水平方向都具有良好的弹性恢复力,所以隔震结构系统具有良好的瞬时自动复位功能,使得建筑物在地震结束后可以自动复位。此隔震支座易于制造安装和使用,可用于新建筑项目的抗震设计以及现有项目的加固和维护。
附图说明
图1为本发明防腐型隔震支座平面示意图。
图2为本发明防腐型隔震支座的剖示图。
具体实施方式
下面结合附图1-2对本发明进行详细说明。
一种防腐性能的隔震支座,包括螺栓1、聚脲涂层2、橡胶片3、连接钢板4、层状橡胶5和铅芯6;连接钢板4上设有螺栓1安装孔;连接钢板4与橡胶片3连接;层状橡胶5是具有多层橡胶片3结构的橡胶柱体,层状橡胶5内贯穿设置有至少四个铅芯6;在层状橡胶5外侧包覆有聚脲涂层2。
隔震支座上部与整体结构固接,下部与基础连接整体埋入地下。
层状橡胶5用来支承荷载,铅芯6用于吸收耗散能量,聚脲涂层2起到防水、防腐蚀的作用。
连接钢板4为钝化后的钢板层状橡胶5为圆柱形,层状橡胶5为使各方向受力均匀分层橡胶。
抗腐蚀性隔震支座的底板和顶板为钝化过得钢板,中间与橡胶支座固接,橡胶支座设计成圆柱形,且橡胶为分层橡胶,可以使各方向受力均匀,在橡胶支座中设置多根铅芯,铅芯提供了地震下的耗能和静力荷载下所必须的屈服强度与刚度,在较低水平力作用下,因具有较高的初始刚度,其变形很小。在地震作用下,由于铅芯的屈服,一方面消耗地震能量;另一方面,刚度降低,达到延长结构周期的目的。在橡胶外层喷涂聚脲,聚脲与橡胶紧密贴合,避免橡胶与海水接触造成的橡胶腐蚀,同时,因为聚脲本身具有一定的弹性,又不会影响隔震支座的正常使用,保证了结构的可靠度。
在未发生地震时,由于建筑需求,隔震支座需埋入地下,尽管在桥梁结构当中,也会遭遇海水的浪溅,会造成自身的盐碱腐蚀以及自身氧化和海水中的氯离子腐蚀,就会造成普通隔震支座自身的抗拉性能减弱,而防腐型隔震支座,由于聚脲的防腐蚀性和防水性,可以充分的避免自身腐蚀及氧化,避免了当发生地震时的失稳。将抗腐蚀性隔震支座通过下端板与基础连接,安装方式为螺栓连接,将抗腐蚀性隔震支座通过上端板与上部建筑结构构件连接,安装方式为螺栓连接。

Claims (4)

1.一种防腐性能的隔震支座,其特征在于:
包括螺栓、聚脲涂层、橡胶片、连接钢板、层状橡胶和铅芯;
连接钢板上设有螺栓安装孔;连接钢板与橡胶片连接;
层状橡胶是具有多层橡胶片结构的橡胶柱体,层状橡胶内贯穿设置有至少四个铅芯;
在层状橡胶外侧包覆有聚脲涂层。
2.根据权利要求1所述的一种防腐性能的隔震支座,其特征在于:
隔震支座上部与整体结构固接,下部与基础连接整体埋入地下。
3.根据权利要求1所述的一种防腐性能的隔震支座,其特征在于:
层状橡胶用来支承荷载,铅芯用于吸收耗散能量,聚脲涂层起到防水、防腐蚀的作用。
4.根据权利要求1所述的一种防腐性能的隔震支座,其特征在于:
连接钢板为钝化后的钢板层状橡胶为圆柱形,层状橡胶为使各方向受力均匀分层橡胶。
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