CN206204772U - 盆式橡胶支座 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种盆式橡胶支座，包括上支座板和与该上支座板对位设置的具有盆式结构的下支座板，以及容置在盆式结构内的橡胶板和部分地容置在盆式结构内并叠置在橡胶板上的中间衬板，中间衬板的上表面气相沉积有类金刚石膜；类金刚石膜上叠置有金属材质的滑板，该滑板贴置于上支座板的下表面。依据本实用新型耐老化，而且摩擦性能比较好。

Description

盆式橡胶支座

技术领域

本实用新型涉及一种盆式橡胶支座。

背景技术

盆式橡胶支座是在下支座板上构造出一个盆式结构，在盆式结构内容置橡胶板，为了避免橡胶板脱出，盆式结构还应当部分的容纳用来压橡胶板的部件，例如中间衬板。橡胶板主要用来减震缓冲，不能提供平移。因此，在中间衬板之上还会设置一个滑移面，用于产生滑移。相对于其他类型的桥梁支座，盆式橡胶支座的滑移面比较少，相对而言，滑移面的工况更恶劣。

中国专利文献CN201473878U所公开的盆式橡胶支座是比传统的盆式橡胶支座还简化的一种桥梁支座，其本身并没有设置滑移面，只能起到减隔震的作用，然而，梁体顺桥向或者横桥向变形是桥梁的常规变形，即便是没有外力，这种变形也是存在的，如果桥梁支座无法平衡这两个方向的基本变形，则会使桥梁支座受到比较大的横向剪力，非常容易造成桥梁支座的损坏。

中国专利文献CN103275594A则提出了在盆式支座的滑移面上涂覆减磨涂料，用于取代改性聚四氟乙烯板和超分子量聚乙烯板，并具有比较高的自润滑性和耐磨性。不过涂料受自身工艺的限制，对涂料层的厚度控制相对较难，其涂料层的厚度最小在50微米（0.05mm）。一般而言，喷涂所形成的涂料层的附着力相对较弱。另外，对于聚四氟乙烯板或者类似物，其不仅仅起到提供滑移面的作用，自身也具备一定得缓冲能力，而不是刚性件之间的硬性的摩擦，省略例如改性聚四氟乙烯板，尽管在一定程度上能够减小盆式支座的高度，但其摩擦性能也会相应减弱。

同时，例如聚四氟乙烯板，尽管提高了摩擦性能，但其自身的使用寿命相对较低，影响桥梁支座的可维护性。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种耐老化，而且摩擦性能比较好的盆式橡胶支座。

本实用新型采用以下技术方案：

一种盆式橡胶支座，包括上支座板和与该上支座板对位设置的具有盆式结构的下支座板，以及容置在盆式结构内的橡胶板和部分地容置在盆式结构内并叠置在橡胶板上的中间衬板，中间衬板的上表面气相沉积有类金刚石膜；

类金刚石膜上叠置有金属材质的滑板，该滑板贴置于上支座板的下表面。

上述盆式橡胶支座，可选地，中间衬板气相沉积有类金刚石膜的部位设置有用于容纳润滑油或者润滑脂的槽。

可选地，所述槽包括直槽和由该直槽连通的多边形槽；

直槽的走向为多边形槽的排列方向，每排至少包含两个直槽，并在中间衬板上存在多排。

可选地，所述多边形槽为正六边形槽，且直槽的槽宽与正六边形槽的边长相等。

可选地，正六边形槽为六棱台槽，大底位于中间衬板的表面，且大底的外接圆半径为8mm，小底外接圆半径为大底外接圆半径的一半；

正六边形槽的槽深为2mm，直槽槽深为1mm。

可选地，上支座板与下支座板间于盆式结构的外围还设有附加连接结构，用以提供给定的剪切强度。

可选地，所述附加连接结构构造为关于盆式结构轴线对称设置的一对连接螺栓。

可选地，滑板的面积大于类金刚石膜的面积，用于约束上下支座板间的活动范围；

围绕类金刚石膜，中间衬板上设有上密封圈。

可选地，中间衬板与盆式结构的口部配合的部位设有下密封圈。

可选地，还包括上部连接于上支座板外缘，并下延以在横向罩住下支座板的防尘围板。

类金刚石薄膜（DLC，Diamond-like carbon）薄膜，它是一类性质近似于金刚石，具有高硬度、高电阻率、良好光学性能等，同时又具有自身独特摩擦学特性的非晶碳薄膜。类金刚石是无定形碳的一种亚稳定形态，可以包括很宽性质范围的非晶碳，因此兼具了金刚石和石墨的优良特性，具有比较高的硬度、非常强的化学稳定性的条件下，同时又具有石墨那样类似的固体润滑剂性质。类金刚石膜在非常薄的情况下可以提供良好的摩擦性能和承载能力。因此，其存在没有明显增加桥梁支座的高度，同时，保留滑板，不容易损伤类金刚石膜。而类金刚石膜具有良好的化学稳定性，不容易老化。

附图说明

图1为依据本实用新型的一种盆式橡胶支座顺桥向半剖结构示意图。

图2为相应于图1的横桥向结构示意图。

图3为一种中间衬板的结构示意图。

图4为中间衬板俯视结构示意图。

图中：1.上支座板，2.不锈钢板，3.上密封圈，4.类金刚石膜，5.中间衬板，6.吊装板，7.连接板，8.连接螺栓，9.连接螺栓，10.锚固螺栓，11.橡胶板，12.下支座板，13.下密封圈，14.钢紧箍圈，15.防尘围板，16.紧固螺钉，17.槽，18.凸缘，19.六变形槽，20.直槽。

具体实施方式

如图1所示一种盆式橡胶支座，所表示的一种盆式橡胶支座顺桥向的半剖结构示意图，图2则是相应于图1的横桥向半剖结构示意图。图中可见，典型地，盆式橡胶支座是一种上下结构，一种大致的轴对称结构，其轴可见于图1和图2中所示的半剖结构的分界中心线。

其中上支座板1通常与用于桥梁的梁体连接，用于承载梁体，一般通过锚固螺栓与例如梁体连接，把梁体的载荷转嫁到桥梁支座上。

下支座板12则与上支座板1配合，通过两支座板之间的间隔震滑移部件形成桥梁支座，从而用于将梁体载荷最终转嫁到例如桥梁墩柱上。

上支座板1和下支座板12对位设置对位是基于两者的轴线相同。其中下支座板12具有一个盆式结构，即在下支座板上通过类同于围堰的结构形成一个盆式结构，盆壁是竖直的柱面结构。

如图1和2所示，盆式结构内用于容置橡胶板11，橡胶板11位于其中，周向受到约束，只有在盆式结构轴线方向上的可压缩，以及绕盆式结构周向的转动能力，上支座板1承载在橡胶板11上，具有减隔震作用。

橡胶板11为柱面结构，一般是一段圆柱体，上端配设有钢紧箍圈14，用于使橡胶板11提供相对可靠的轴向变形。

由于上支座板1与下支座板12还存在着水平方向上的滑移能力，因此，需要转接结构进行橡胶板11与上支座板1的转接，转接部分首先是如图1中所示的中间衬板5，该中间衬板5下部容置在盆式结构内而被周向约束，中间衬板5的上表面提供滑动面，从而实现与上支座板1间的滑移连接。

关于中间衬板5与上支座板1之间的滑移面，应具有比较小的摩擦系数，以及比较好的化学稳定性和物理稳定性，为此，在中间衬板5的上表面气相沉积有类金刚石膜4。

类金刚石膜4具有非常高的化学稳定性和物理稳定性，同时又具备石墨一样的滑动性能，但不同意石墨使用石墨粉作为润滑介质，类金刚石膜4直接形成膜层作为摩擦界面。

类金刚石膜4既可以采用物理气相沉积方法制作，也可以采用化学气相沉积方法支座，优选物理气相沉积方法支座，所形成的类金刚石膜4有利于改善摩擦副的性能。

气相沉积方法所产生的膜层与基材之间的结合非常紧密，气相沉积相当于晶体生长，膜层与基体之间在某种程度上可以达到原子级的结合，不容易从基材上脱落。

此外，在类金刚石膜4上叠置有金属材质的滑板，如图1中所示的不锈钢板2，该滑板贴置于上支座板1的下表面。

类金刚石膜4相对比较薄，一般可以做到0.01mm。

刚介质面的摩擦系数也比较低，例如不锈钢滑板，其可维护性也比较好。

整体而言，类金刚石膜4的加入有利于降低滑移面的摩擦系数，且其化学稳定性和物理稳定性都很高，具有比较长的使用寿命。

进一步地，为了降低滑移面的摩擦系数，中间衬板5气相沉积有类金刚石膜4的部位设置有用于容纳润滑油或者润滑脂的槽，具体可见于附图4，润滑油或者润滑脂不仅可以进一步改善摩擦环境，而且，润滑油或者润滑脂还能够隔离空气和水分，保护例如不锈钢板2。

在机械领域，惯常在滑动副上构造的润滑结构普遍是具有一定走向的润滑油槽，再配合油杯提供润滑油或者润滑脂。由于桥梁支座上的滑移面不同于机械领域的滑动副，其运动频率较低，无法形成相对均匀的油膜。在图4所示的结构中，构造相对复杂的油槽结构，其槽包括直槽20和由该直槽20连通的多边形槽，如图中所示的六变形槽19，使油槽相对分散，从而有利于形成相对均匀的油膜。

进一步地，直槽的走向为多边形槽的排列方向，每排至少包含两个直槽，并在中间衬板5上存在多排，形成如图4所示的结构，油槽分散在摩擦面的各处，即便是摩擦面不常用，也能够形成相对均匀的油膜。

优选地，所述多边形槽为正六边形槽，且直槽20的槽宽与正六边形槽的边长相等。多边形槽主要用来储油，直槽20主要用于连通和润滑油或者润滑脂的分散。

为了降低多边形槽对中间衬板5强度的削弱，正六边形槽为六棱台槽，大底位于中间衬板5的表面，且大底的外接圆半径为8mm，小底外接圆半径为大底外接圆半径的一半。

正六边形槽的槽深为2mm，直槽槽深为1mm。

基于上述结构，类金刚石膜与不锈钢板的平面滑动完成位移要求，当本实用新型所涉及的支座收到顺桥向力的时候，两者发生平面滑动，两者之间通过水基润滑液润滑，在凹槽织构的作用下润滑液形成“流动”的趋势，而且是正六边形具有一定的储油能力，在两者发生相对滑动时，正六边形坑内的润滑液在沿正六边形坑两侧流动，到达凹槽织构部分，两者的力相互抵消，润滑液沿凹槽织构流动，这样两者的摩擦系数变小，使支座的性能得到很大的提高。

目前，现有的桥梁支座普遍所考虑的是对震动、滑移等响应，欠缺其他方面的考虑，尤其是，当震动发生时，桥梁支座的上支座板1可能会产生一个滑移，但震动消失后，上支座板1并不能恢复到原位，但内应力还存在，整体上会使桥梁支座处于长期的具有内应力的状况，产生疲劳，桥梁支座的使用寿命会受到比较大的影响。

参见说明书1和2，图中提供了一个附加的连接结构，具体是上支座板1与下支座板12间于盆式结构的外围还设有附加连接结构，用以提供给定的剪切强度，在此条件下，当外部震动较小时，滑移面不会产生滑动，只有在震动比较大时才会产生滑移。因此，自然条件下，不会因微小的震动产生桥梁支座的滑移，不会使桥梁支座受到长期的附加应力，而对桥梁支座起到比较好的保护作用。当振动较大时，例如地震时，附加连接结构被剪断，而能够通过剪切和滑移产生耗能。

优选地，所述附加连接结构构造为关于盆式结构轴线对称设置的一对连接螺栓8，构造简单，且便于维护。

图1中可见，连接板7是一块等边角钢，其两个边通过连接螺栓8、连接螺栓9相应连接在上支座板1和下支座板12上。其连接强度取决于连接螺栓8的剪切强度和等边角钢自身的连接强度。

如图1上部所示，滑板的面积大于类金刚石膜4的面积，用于约束上下支座板间的活动范围。

同时，围绕类金刚石膜4，中间衬板5上设有上密封圈3，用以保护滑移界面。

进一步地，中间衬板5与盆式结构的口部配合的部位设有下密封圈13。

在优选的实施例中，还包括上部连接于上支座板外缘，并下延以在横向罩住下支座板的防尘围板15。

Claims (10)

1.一种盆式橡胶支座，包括上支座板（1）和与该上支座板（1）对位设置的具有盆式结构的下支座板（12），以及容置在盆式结构内的橡胶板（11）和部分地容置在盆式结构内并叠置在橡胶板（11）上的中间衬板（5），其特征在于，中间衬板（5）的上表面气相沉积有类金刚石膜（4）；

类金刚石膜（4）上叠置有金属材质的滑板，该滑板贴置于上支座板（1）的下表面。

2.根据权利要求1所述的盆式橡胶支座，其特征在于，中间衬板（5）气相沉积有类金刚石膜（4）的部位设置有用于容纳润滑油或者润滑脂的槽。

3.根据权利要求2所述的盆式橡胶支座，其特征在于，所述槽包括直槽（20）和由该直槽（20）连通的多边形槽；

直槽的走向为多边形槽的排列方向，每排至少包含两个直槽，并在中间衬板（5）上存在多排。

4.根据权利要求3所述的盆式橡胶支座，其特征在于，所述多边形槽为正六边形槽，且直槽（20）的槽宽与正六边形槽的边长相等。

5.根据权利要求4所述的盆式橡胶支座，其特征在于，正六边形槽为六棱台槽，大底位于中间衬板（5）的表面，且大底的外接圆半径为8mm，小底外接圆半径为大底外接圆半径的一半；

正六边形槽的槽深为2mm，直槽槽深为1mm。

6.根据权利要求1-5任一所述的盆式橡胶支座，其特征在于，上支座板（1）与下支座板（12）间于盆式结构的外围还设有附加连接结构，用以提供给定的剪切强度。

7.根据权利要求6所述的盆式橡胶支座，其特征在于，所述附加连接结构构造为关于盆式结构轴线对称设置的一对连接螺栓（8）。

8.根据权利要求1-5任一所述的盆式橡胶支座，其特征在于，滑板的面积大于类金刚石膜（4）的面积，用于约束上下支座板间的活动范围；

围绕类金刚石膜（4），中间衬板（5）上设有上密封圈（3）。

9.根据权利要求8所述的盆式橡胶支座，其特征在于，中间衬板（5）与盆式结构的口部配合的部位设有下密封圈（13）。

10.根据权利要求1-5任一所述的盆式橡胶支座，其特征在于，还包括上部连接于上支座板外缘，并下延以在横向罩住下支座板的防尘围板（15）。