CN203768797U - 复合橡胶多面体减震支座 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种复合橡胶多面体减震支座,由复合橡胶球、高强绳网和橡胶多面体外壳组成。所述复合橡胶球被具有各向同性约束能力的高强绳网紧密包裹；所述橡胶多面体外壳通过硫化，密实包裹复合橡胶球和高强绳网的组合体。在强震作用下复合橡胶多面体减震支座发生滚动，从而极大地削弱上部结构传递到下部结构的地震力的特点，当地震作用结束或者减弱的时候，滚动的支座可以迅速稳定下来了，防止桥梁上部结构和下部结构间的位移过大甚至落梁情况的发生，并且通过对复合橡胶多面体减震支座多面体形状的设计，使得支座可以满足不同抗震等级要求下的桥梁结构的抗震能力需求。扩大了支座的适用范围。

Description

复合橡胶多面体减震支座

技术领域

本实用新型属于土木工程、地震工程技术领域，具体涉及一种复合橡胶结构组合而成的新式减震支座：特别涉及一种复合橡胶多面体减震支座。

背景技术

我国目前新建设的公路桥梁，除了个别有特殊需求的桥梁外，其余相当一部分采用橡胶支座，其中板式橡胶支座、叠层橡胶支座等得到了非常广泛的应用。当桥梁结构遭遇地震作用或受到振动性冲击时，板式橡胶支座或叠层橡胶支座可以通过橡胶层变形消耗能量，提供阻尼，并可以在变形后提供恢复力。传统板式橡胶支座是由薄橡胶片与薄钢板相互交替结合而成，但就目前的生产工艺，很难保证各层加劲钢板在支座内的正确位置。所以，某些制作的中间胶层的厚度大小不等，致使在均匀压力作用下，支座四角的压缩变形出现明显的差异，并且，传统板式橡胶支座还存在橡胶脱胶、钢板拉断等破坏的可能。特别是当桥梁结构遭受罕遇地震时，其剪切变形能力有限且不能滚动，从而被剪坏或者失去其应有的作用，不能发挥减隔震的作用。

针对以上的种种问题，我们在橡胶支座的基础上，设计了一种新型的复合橡胶球桥梁减震支座。中国发明专利公告号CN103334376A公告了一种复合橡胶球桥梁减震支座。该方案支座采用整体球型，复合橡胶球采用复合橡胶材料，在较小地震作用下，地震力小于复合橡胶球桥梁减震支座与支座垫石的摩擦力，支座发生剪切变形，消耗能量，同时，橡胶体能够共同提供恢复力使桥梁的主梁在地震的作用过程中与地震作用后支座能有效地复位而基本不发生偏离，从而保障桥梁震后的通行能力；强震作用下，地震力超过摩擦力，复合橡胶球桥梁减震支座发生滚动，从而极大地削弱上部结构传递到下部结构的地震力，起到减隔震的作用。

但是上述方案仍然存在着一些不足：在强震作用下，复合橡胶球桥梁减震支座发生滚动，地震作用结束时，支座球形的特征难以保证滚动的支座立即停止，这有可能造成桥梁上部结构和下部结构间的位移过大甚至存在落梁的危险，并且球型支座允许发生滚动的阀值具有范围较小、难以调整等特点。因此目前有必要对复合橡胶球桥梁减震支座进行改进。

发明内容

为克服复合橡胶球桥梁减震支座存在的滚动起来不易停止，发生滚动的阀值不易控制等问题，本实用新型提供一种备较高竖向承载力、满足正常使用功能，在地震或重大冲击作用下通过支座滚动，减少上部结构地震力对下部结构影响，并能保证在作用结束后及时稳定下来的复合橡胶多面体减震支座。

为达到以上目的，本实用新型采用的解决方案是：吸收之前的复合橡胶球桥梁减震支座优点的同时，将复合橡胶球桥梁减震支座加以优化，由原有球型优化为接近于球型的多面体型，且多面体满足任意静止放置时上下表面是平行的。复合橡胶多面体减震支座上下面分别于桥梁上部结构和下部结构稳定接触，满足正常条件下的使用要求。在较小地震作用下，地震力小于复合橡胶多面体减震支座下平面与支座垫石的摩擦力，支座发生剪切变形，消耗能量。在强震作用下，仍能具有复合橡胶球桥梁减震支座发生滚动，减少上部结构地震力对下部结构影响的减隔震效果，并且由于多面体各个平面的存在，使得在地震作用停止或减弱时，具有及时稳定下来的特点。

据此，本实用新型提出的一种复合橡胶多面体减震支座，由复合橡胶球4、高强绳网3和橡胶多面体外壳1组成，所述复合橡胶球4中按照一定规则均匀地布置有内部约束纤维2；所述复合橡胶球4外紧密包裹高强绳网3；所述复合橡胶球4和高强绳网3的组合体与橡胶多面体外壳1相互套置；所述橡胶多面体外壳1密实包裹复合橡胶球4和高强绳网3组成的组合体。

本实用新型中，所述橡胶多面体外壳1的多面体面数，平面形状可根据构造和设计要求进行改变。

本实用新型中，所述高强绳网3采用高强钢丝，或高强纤维等具有较强抗拉能力的材料制成，并编制为三角形网格。同时，紧密包裹复合橡胶球。

本实用新型中，所述复合橡胶球4为圆球体，其半径是可变化。可以是包含内部绳网框架结构实心球体，也可以是均匀掺加了纤维材料的复合橡胶材料制成实心球体。

本实用新型中，所述内层橡胶球的半径和橡胶多面体外壳的厚度可以是变化的，视具体情况而定。

本实用新型的有益效果是：

1）充分发挥了发明专利公告号CN103334376A公告了一种复合橡胶球桥梁减震支座的优点，通过将其优化成多面体型，既保留了在强震作用下支座发生滚动，从而极大地削弱上部结构传递到下部结构的地震力的特点，而且当地震作用结束或者减弱的时候，支座可以迅速稳定下来了，防止桥梁上部结构和下部结构间的位移过大甚至落梁情况的发生。

2）多面体型支座上表面与梁体、下表面与桥墩紧密接触，且多面体稳定性远高于球体，正常使用时，在温度、徐变收缩等荷载作用下不会发生滚动，满足了支座正常使用时的要求。

3）球型支座在较小的地震力作用下就会发生滚动，除了增大球体直径的方法，较难提高发生滚动的地震力阀值。而增大直径，既增加了成本又对桥梁的构造提出了较高要求。而多面体型支座发生滚动的地震力阀值可以通过设计支座的多面体面数、形状改变：面数越多，越接近球形，支座越易滚动，反之则为增大支座发生滚动的地震力阀值，且阀值范围远大于球型支座（如极端条件下为立方体，基本难以滚动；接近球形时基本与球型支座相当）。该优势使得复合橡胶多面体减震支座可以满足不同抗震等级要求下的桥梁结构的抗震能力需求。

4）本实用新型设计参数较为丰富，可供不同使用要求更改设计，扩大了支座的适用范围。

总之，本实用新型适用于铁路桥、公路桥、城市高架桥以及各种悬架结构之类的建筑物上，起减隔震作用。

附图说明

图1 为本实用新型的1/2平面剖视图。

图2 为本实用新型的1/4立面剖视图。

图3为本实用新型的整体图。

图中标号：1为橡胶多面体外壳，2为内部约束纤维，3为高强绳网，4为复合橡胶球。

具体实施方式

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，但是对实施例的描述均不是对本实用新型方案的限制，任何依据本实用新型构思所作出的仅仅为形式上的而非实质性的等效变换都应视为本实用新型的技术方案范畴。

实施例1：请见图1、图2、图3，复合橡胶多面体减震支座由复合橡胶球4、高强绳网3和橡胶多面体外壳1组成。复合橡胶多面体减震支座放置于桥墩之上，梁体与支座上表面紧密接触，但在强震作用下复合橡胶多面体减震支座具有的形状特性使得支座发生滚动，极大地削弱上部结构传递到下部结构的地震力；当地震作用结束或者减弱的时候，复合橡胶多面体减震支座上下表面和梁体底面、桥墩顶面接触后，使得梁体与桥墩的相对运动立即停止，使桥梁整体结构稳定下来。

作为本实用新型技术要点之一的橡胶多面体外壳1，多面体的面的形状、面的个数等均可根据设计需要进行调整，但多面体任意平稳放置时，上下底面保持平行，这样是为了保证梁体底面与桥墩表面可以和支座上下表面紧密接触，使结构整体具有稳定性。

Claims (3)

1.一种复合橡胶多面体减震支座，由复合橡胶球(4)、高强绳网(3)和橡胶多面体外壳(1)组成，其特征在于：所述复合橡胶球(4)中按照一定规则均匀地布置有内部约束纤维(2)；所述复合橡胶球(4)外紧密包裹高强绳网(3)；所述复合橡胶球(4)和高强绳网(3)的组合体与橡胶多面体外壳(1)相互套置；所述橡胶多面体外壳(1)密实包裹复合橡胶球(4)和高强绳网(3)组成的组合体。

2.根据权利要求1所述的复合橡胶多面体减震支座，其特征在于所述橡胶多面体外壳(1)的多面体面数，平面形状根据构造和设计要求进行改变。

3.根据权利要求1所述的复合橡胶多面体减震支座，其特征在于所述高强绳网(3)采用高强钢丝或高强纤维制成，并编制为三角形网格。