CN203238538U - 扁弹簧板式橡胶伸缩缝 - Google Patents

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宋德琴
沈国煜
庞于涛
党新志
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Abstract

本实用新型涉及一种扁弹簧板式橡胶伸缩缝。包括板式橡胶体,橡胶体内预埋的上部钢板和下部钢板以及两端分别固定于上、下部钢板的扁弹簧。本实用新型具有合理的水平剪切刚度,当地震发生时,依靠扁弹簧自身特性,对消耗桥梁结构产生的地震能量有一定的积极作用,并与结构其他抗震措施形成一个更加完善的抗震体系;在日常使用中,能满足桥面变形需求;在车辆通过时,通过扁弹簧提供一定的竖向减振效果,改善“跳车”现象带来的不适感,减小对车辆本身及其对桥梁的损害。

Description

扁弹簧板式橡胶伸缩缝
技术领域
本实用新型属于土木工程、地震工程技术领域,具体涉及一种对抗震有一定积极作用的伸缩装置:特别涉及一种扁弹簧板式橡胶伸缩缝。
背景技术
近些年来,板式橡胶伸缩装置因其具有伸缩量大、行车平稳、防水性能好等特点,为国内外所广泛采用。它是一种具有刚柔结合的伸缩装置,将橡胶材料与钢件组合,依靠上下凹槽之间的橡胶体剪切变形吸收梁的伸缩变位来满足梁体结构的相对位移,依靠橡胶体内预埋的钢板跨越梁端间隙、承受车辆荷载。但是传统板式橡胶伸缩装置因所用的橡胶材料具有剪切模量低且极易屈服等特点,在桥面发生相对位移时,无法提供有效的剪力,对桥面的相对位移无法起到限制作用,更无法在抗震等方面发挥作用。一直以来伸缩缝均只采用构造设计而不作抗震设计的考量。而近年来一些桥梁震害调查显示,伸缩缝处极容易发生落梁、梁体碰撞等破坏。当结构的地震响应过大,支座等限位装置的能力不足以满足此时结构的需求时,桥梁伸缩缝往往由于自身设计局限性而成为结构的薄弱环节。伸缩缝的损坏不仅无法继续满足桥梁正常通车的需求,甚至在地震中为落梁、断墩、支座破损等震害埋下隐患。基于这些认识,我们考虑到若能从改善伸缩缝抗震性能的角度出发,改造传统板式橡胶伸缩装置的内部组成与结构,使新型伸缩装置具有合理剪切刚度,从而能在一定程度上减小地震作用下的结构响应,进一步提高桥梁结构整体的抗震性能。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种扁弹簧板式橡胶伸缩缝,其既能够满足梁体结构在日常使用中由温差、混凝土收缩徐变和汽车荷载等造成的相对位移,又能够在地震作用下通过弹簧变形吸收一部分地震能量,适当减少地震对结构的不利影响,以便与其他抗震措施形成一个更加完善的抗震体系,此外还能够削弱日常交通中的车桥耦合振动。
为达到以上目的,本实用新型采用的解决方案是:充分保留普通板式橡胶伸缩装置伸缩量大等优点的同时,在橡胶体内部加入扁弹簧。将扁弹簧两端分别连接于上下两侧的加强钢板,将扁弹簧和加强钢板组成的整体预埋在橡胶体内部。从而可以发挥扁弹簧剪切刚度大的特点,进而提高整个装置的剪切刚度。
本实用新型提出的扁弹簧板式橡胶伸缩缝,包括橡胶体1、上部钢板3、下部钢板4、伸缩用槽5和止水块6,还包括扁弹簧2,将扁弹簧2与橡胶体1硫化在一起并与橡胶体1联合作为支座连接,上部钢板3位于橡胶体1上部,下部钢板3位于橡胶体1下部,上部钢板3一端通过扁弹簧2连接一块下部钢板4一端,另一端通过扁弹簧2连接另一块下部钢板4一端,上部钢板3、下部钢板4和扁弹簧2嵌于橡胶体1内;橡胶体1顶部横向平行设置有两个伸缩用槽5,伸缩用槽5两端分别设置止水块6。
本实用新型中,所述上部钢板3采用承重钢板,下部钢板4采用锚固钢板。
在地震作用下,随着相邻梁体之间的相对位移,扁弹簧也发生剪切变形,提供恢复力并在一定程度上限制相邻梁体之间或梁与支座间过大的相对位移,能对防止地震作用下“落梁”这一常见地震破坏形式起到一定的作用;此外,扁弹簧的剪切刚度可以适当缓冲相邻梁体的冲击力,使得伸缩缝本身在地震作用下具有一定的强度而不易损坏,从而在一定程度上满足地震灾害过后及时展开救援工作对桥梁结构通行能力的要求。
在日常使用中,由于扁弹簧不易屈服,变形能力强等特点,扁弹簧板式橡胶伸缩缝完全可以满足桥梁结构由温差、混凝土收缩徐变和车辆荷载带来的变形需求。
在日常交通中,处于竖向预压变形的扁弹簧可对上部加强钢板提供一定的弹性支撑作用,便于在车辆通过时发挥一定的竖向减振功能,改善“跳车”现象,在提高行车舒适性的同时减小车辆本身及其对桥梁结构的损害,延长车辆及桥梁结构的使用寿命。
据此,本实用新型提出的扁弹簧板式橡胶伸缩缝,包括板式橡胶伸缩体,橡胶体内上部预埋的承重钢板和下部预埋的锚固钢板以及两端分别固定于承重钢板和锚固钢板的扁弹簧。
本实用新型中,扁弹簧具体尺寸与分布形式可根据设计需求进行调整。
本实用新型中,扁弹簧使用数量可根据设计需求进行调整。
本实用新型中,扁弹簧与上下钢板的连接方式可根据设计需求进行调整。
本实用新型中,橡胶体及上部钢板、下部钢板的具体平面尺寸及厚度可根据设计需求进行调整。
本实用新型提供的技术方案的优点:
1) 充分保留了板式橡胶伸缩装置的原有优势,既能够满足梁体结构相对位移的要求,又能承受较大车辆荷载,使行车平稳;
2) 通过扁弹簧对限制桥面过大的相对位移产生积极影响,对防止地震作用下“落梁”这一常见地震破坏形式起到一定的作用。
3) 扁弹簧在水平荷载作用下变形无明显的方向性,且可以适应较大的水平位移,因而不易损坏。
4) 将扁弹簧预埋在橡胶内,二者硫化在一起,橡胶本身除了可以提供部分回复力以外,还可以对伸缩装置内部结构起到防尘、防水作用。
5) 在日常交通中,车辆通过伸缩缝位置时,扁弹簧具有一定的竖向减振效果,改善“跳车”现象,在提高行车舒适性的同时减小车辆本身及其对桥梁结构的损害,延长车辆及桥梁结构的使用寿命。
6) 通过调整配置在上下钢板间的扁弹簧的型号、数量、布置位置,可以调节满足相对位移要求和提高装置剪切刚度之间的平衡;
7) 伸缩缝安装施工简单方便,采用现有施工技术即可完全实现本项实用新型的全部技术优点,不需要额外增加施工难度。
总之,本实用新型在保留原有板式橡胶伸缩缝全部优点的情况下,着眼于提高装置的剪切刚度,从而改善了伸缩缝在地震及其他水平荷载作用下的稳定性与安全性,使伸缩缝成为对抗震有一定积极贡献的桥梁装置。
附图说明
图1为本实用新型的横断面图。
图2为本实用新型的纵断面图。
图3为本实用新型的立体视图。
图中标号:1橡胶体,2扁弹簧,3上部钢板,4下部钢板,5伸缩用槽,6止水块。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明
为了使专利局的审查员尤其是公众能够更加清楚地理解本实用新型的技术实质和有益效果,申请人将在下面以实施例的方式结合附图作详细说明。
实施例1
请见图1、图2和图3,本实用新型提出的扁弹簧板式橡胶伸缩缝包括对原有的板式橡胶伸缩装置的改进。作为本实用新型要点之一的扁弹簧2两端分别固定于上部钢板3与下部钢板上4,将扁弹簧2、上部钢板3和下部钢板4组成的整体埋设在橡胶体1内;两条横向平行设置于橡胶体1顶面的伸缩用槽5可满足日常使用中的桥面变形需求;该伸缩缝横向两端分别设置止水块6。在正常使用状态下,扁弹簧2可以与橡胶体1随着桥面的相对位移共同发生剪切变形;当地震发生时,一方面,扁弹簧2不易屈服,使伸缩缝处不易破坏;另一方面,扁弹簧2能够对桥面相对位移起到一定的限制作用,吸收地震所造成的导致桥面水平位移的部分能量,从而保护桥梁,增强了抗震能力。此外,由于上部钢板3用来承受车辆荷载,扁弹簧2还能够发挥一定的竖向减振性能。
作为本实用新型实施例的一种变换,扁弹簧的使用数量、布置形式可根据设计需要进行调整;扁弹簧的弹簧丝截面形状、截面尺寸、弹簧外径、节距、支撑圈数、总圈数以及制造材料等均可根据设计需要进行调整。
作为本实用新型实施例的又一种变换,所述连接上下钢板并可以发生剪切变形的部分除使用扁弹簧和橡胶硫化后所组成的联合体外,也可采用其他具有抗剪刚度的装置与橡胶联合发挥作用。作为本实用新型实施例的又一种变换,所述上下钢板使用数量、布置形式可根据设计需要进行调整。钢板与扁弹簧及桥面的固定方式可根据设计需要进行调整。
上述的对实施例的描述均不是对本实用新型方案的限制,因此,本实用新型的保护范围不仅仅局限于上述实施例,任何依据本实用新型构思所做出的仅仅为形式上的而非实质性的各种修改和改进,都应视为落在本实用新型的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种扁弹簧板式橡胶伸缩缝,包括橡胶体(1)、上部钢板(3)、下部钢板(4)、伸缩用槽(5)和止水块(6),其特征在于:还包括扁弹簧(2),将扁弹簧(2)与橡胶体(1)硫化在一起并与橡胶体(1)联合作为支座连接,上部钢板(3)位于橡胶体(1)上部,下部钢板(3)位于橡胶体(1)下部,上部钢板(3)一端通过扁弹簧(2)连接一块下部钢板(4)一端,另一端通过扁弹簧(2)连接另一块下部钢板(4)一端,上部钢板(3)、下部钢板(4)和扁弹簧(2)嵌于橡胶体(1)内;橡胶体(1)顶部横向平行设置有两个伸缩用槽(5),伸缩用槽(5)两端分别设置止水块(6)。
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