CN207597245U - 一组功能分离型组合支座体系 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一组功能分离型组合支座体系，固定于梁体和桥墩之间，桥墩顶部横桥向中部设有自复位铅芯橡胶支座，两侧设有盆式橡胶支座。自复位铅芯橡胶支座包括支座上钢板A、变形约束板、第一连接钢板、橡胶板A、第二连接钢板、底板和支座下钢板，支座上钢板A固定在梁体底部，支座上钢板A、变形约束板、第一连接钢板、橡胶板A、第二连接钢板和底板依次连接，支座下钢板下部固定在桥墩顶部。盆式橡胶支座包括支座上钢板B、不锈钢板、滑动板、中间衬板、橡胶板B和钢盆，本实用新型公开一组功能分离型组合支座体系，使得单个支座的功能简化，降低单个支座的加工难度，减少造价。支座在性能损坏时，更换维修方便。

Description

一组功能分离型组合支座体系

技术领域

本实用新型属于桥梁工程技术领域，具体涉及一组功能分离型组合支座体系。

背景技术

目前，我国为提高支座性能，大部分采取的是单个支座上采用功能分离型设计。一般来说，功能分离型支座需要满足以下功能：1、竖向支承功能；2、水平剪切变形功能；3、转动变形功能。支座不同的部分承担不同的功能。但此种支座构造复杂，加工精度要求高，导致造价较高。

此外，目前广泛应用的铅芯橡胶支座，在支座发生水平剪切变形时，支座内部的铅芯会产生塑性变形，但由于支座衰减性能和复位能力的不足，铅芯累积的塑形变形会导致支座水平剪切变形功能的缺失。

发明内容

本实用新型为解决上述技术问题，提供一组功能分离型组合支座体系及其施工方法，不同支座承担不同功能，使单个支座结构简化，维修方便。

为了解决本实用新型的技术问题，本实用新型是通过以下技术方案实现的：一组功能分离型组合支座体系，通过锚栓固定于梁体1和桥墩2之间，所述桥墩2顶部横桥向中部设有自复位铅芯橡胶支座3，提供水平剪切变形功能；所述桥墩2顶部横桥向两侧各设有一个盆式橡胶支座4，提供转动变形功能与竖向支承功能；所述自复位铅芯橡胶支座3包括支座上钢板A301、变形约束板302、第一连接钢板303、橡胶板A304、第二连接钢板305、底板306和支座下钢板307，所述支座上钢板A301固定在所述梁体1底部，所述支座上钢板A301、变形约束板302、第一连接钢板303、橡胶板A304、第二连接钢板305和底板306依次连接，所述第一连接钢板303、橡胶板A304和第二连接钢板305四周均匀设有铅芯孔，铅芯孔中设有铅芯312；所述铅芯312外紧箍有约束弹簧313，提高支座的自复位能力与衰减性能，减小地震响应，还能使铅芯312的力学行为更加平稳；所述约束弹簧313两端分别与所述第一连接钢板303和第二连接钢板305焊接；所述变形约束板302横桥向两侧中部设有凹槽，用以配合所述侧面钢挡块308限制地震时上部梁体1横桥向或者顺桥向的较大水平位移；所述支座下钢板307横桥向两侧分别设有侧面钢挡块308，用于限制地震时上部梁体1横桥向或顺桥向的较大水平位移；所述支座下钢板307上部通过侧面钢挡块308与所述底板306连接，所述支座下钢板307下部固定在所述桥墩2顶部；所述盆式橡胶支座4包括支座上钢板B401、不锈钢板402、滑动板403、中间衬板404、橡胶板B405和钢盆406，所述支座上钢板B401固定在所述梁体1底部，所述不锈钢板402与所述支座上钢板B401底表面焊接，接触面紧密相贴，保证受力均匀；所述中间衬板404设置在所述不锈钢板402下方，所述滑动板403内嵌于所述中间衬板404，所述滑动板403与所述不锈钢板402紧密相贴，保证受力均匀；所述钢盆406上部设有橡胶板B405，所述中间衬板404设置在所述橡胶板B405上方，所述钢盆406下部固定于所述桥墩2顶部。

优选地，所述支座上钢板A301中央下部设有剪力键槽A，所述变形约束板302中央开设有承接孔A，所述第一连接钢板303和第二连接钢板305中央设有剪力键槽B，所述底板306中部设有承接孔B，所述支座下钢板307上部中央设有剪力键凹槽C，所述剪力键槽A、承接孔A、剪力键槽B、承接孔B和剪力键槽C中设有剪力键309；优选地，所述橡胶板A304由高衰减橡胶310和夹层钢板311粘结形成。

优选地，所述中间衬板404上部高出钢盆406，所述中间衬板404中部设有凹槽，所述凹槽内嵌有滑动板403。

优选地，在所述梁体1底部设有一块预埋钢板，预埋钢板平面与所述支座上钢板A301、支座上钢板B401平面平行，保证接触均匀，受力合理，支座位置水平。

优选地，所述钢盆406上部为盆型槽，槽壁为圆柱面结构，所述橡胶板B405设置于所述盆型槽内腔底部。

优选地，所述中间衬板404与所述盆型槽侧边缘之间设有防尘圈，防止灰尘进入盆型槽内腔。

优选地，所述盆式橡胶支座4中的橡胶板B405刚性较高，支座的竖向变形较小。

当梁体1不发生横桥向转动时，竖向荷载主要由盆式橡胶支座4提供；当梁体1发生横桥向转动时，一方面，支座体系中的所有支座都发生转动变形，另一方面，由于盆式橡胶支座4布置在横桥向两侧，其在提供竖向支承的同时，还能产生较大的反力矩以抵抗梁体1的转动。

地震中，梁体1发生较大水平位移时，盆式橡胶支座4发生滑动，摩擦力做功，消耗地震能量，减小支座地震响应的相对位移，从而有效隔震。同时，自复位铅芯橡胶支座3发生剪切变形，延长支座的固有周期，加强隔震效果。此时，竖向荷载主要由盆式橡胶支座4承担，预防自复位铅芯橡胶支座3的失稳。

与现有技术相比，本实用新型获得的有益效果是：

本实用新型公开的一组功能分离型组合支座体系，将支座的各项功能分散于不同支座。首先，使得单个支座的功能简化，降低单个支座的加工难度，减少造价。其次，支座的力学行为更加清晰，使支座在性能损坏时，更换维修更具有针对性。最后，简化后的支座潜力进一步提高。

本实用新型公开的一组功能分离型组合支座体系，支座体系功能的较优分配。盆式橡胶支座支承竖向荷载、适应梁体转动变形和梁体滑动。自复位铅芯橡胶支座适应由下部桥墩往上传导的地震力。地震中，梁体发生较大水平位移时，盆式橡胶支座发生滑动，摩擦力做功，消耗地震能量，减小支座地震响应的相对位移，从而有效隔震。同时，自复位铅芯橡胶支座发生剪切变形，延长支座的固有周期，加强隔震效果。此时，竖向荷载主要由盆式橡胶支座承担，预防自复位铅芯橡胶支座的失稳。

本实用新型公开的一组功能分离型组合支座体系，通过将约束弹簧紧箍铅芯外壁，提高普通铅芯橡胶支座的衰减性能，地震时减小地震响应。一方面，减小支座尺寸，有利于减小支座边缘到桥墩边缘的距离，进而减小桥墩的横截面积，减少工程造价。另一方面，有利于减小伸缩缝的宽度。

本实用新型公开的一组功能分离型组合支座体系，通过将约束弹簧紧箍铅芯外壁，使得弹簧在支座发生剪切变形时能辅助铅芯受力，使铅芯的力学行为更加平稳。

附图说明

图1为本实用新型的横桥向布置图。

图2为自复位铅芯橡胶支座结构图。

图3为铅芯结构示意图。

图4为自复位铅芯橡胶支座剖视图。

图5为盆式橡胶支座的半剖图。

图6为图5的B处局部放大图。

图7为梁体发生横桥向水平位移时本实用新型的工作状态图。

图8为图7中盆式橡胶支座的放大图。

图9为图7中自复位铅芯橡胶支座的放大图。

图10为自复位铅芯橡胶支座侧面钢挡块的横桥向工作状态图。

图11为自复位铅芯橡胶支座侧面钢挡块的顺桥向工作状态图。

图12为梁体发生横桥向转动时本实用新型的工作状态图。

图13为图12中盆式橡胶支座的放大图。

附图标记：1、梁体；2、桥墩；3、自复位铅芯橡胶支座；301、支座上钢板A；302、变形约束板；303、第一连接钢板；304、橡胶板A；305、第二连接钢板；306、底板；307、支座下钢板；308、侧面钢挡块；309、剪力键；310、高衰减橡胶；311、夹层钢板；312、铅芯；313、约束弹簧；314、变形约束板螺栓；315、连接钢板螺栓；316、底板螺栓；317、侧面钢挡块螺栓；318、支座下钢板螺栓；319、支座下锚栓A；320、支座上锚栓A；4、盆式橡胶支座；401、支座上钢板B；402、不锈钢板；403、滑动板；404、中间衬板；405、橡胶板B；406、钢盆；407、支座上锚栓B；408、钢盆螺栓；409、支座下锚栓B。

具体实施方式

下面结合附图，对实施例进行详细说明。

参见附图1，一组功能分离型组合支座体系，通过锚栓固定于梁体1和桥墩2之间，所述桥墩2顶部横桥向中部设有自复位铅芯橡胶支座3，提供水平剪切变形功能；所述桥墩2顶部横桥向两侧各设有一个盆式橡胶支座4，提供转动变形功能与竖向支承功能。

参见附图2，所述自复位铅芯橡胶支座3包括支座上钢板A301、变形约束板302、第一连接钢板303、橡胶板A304、第二连接钢板305、底板306和支座下钢板307，所述支座上钢板A301固定在所述梁体1底部。所述支座上钢板A301中央下部设有剪力键槽A，所述变形约束板302横桥向两侧中部设有凹槽，用以配合所述侧面钢挡块308限制上部梁体1横桥向或者顺桥向的较大水平位移，所述变形约束板302中央开设有承接孔A，通过变形约束板螺栓314与支座上钢板A301连接；所述第一连接钢板303中央设有剪力键槽B，通过连接钢板螺栓315与所述变形约束板302连接；所述底板306中部设有承接孔B，通过底板螺栓316与所述支座下钢板307连接；所述支座下钢板307上部中央设有剪力键槽C；在剪力键槽A、剪力键槽B、剪力键槽C、承接孔A和承接孔B中设有剪力键309；所述支座下钢板307横桥向两侧分别设有侧面钢挡块308，用于限制地震时上部梁体1横桥向或顺桥向的较大水平位移，所述侧面钢挡块308通过侧面钢挡块螺栓317与所述支座下钢板307连接；所述支座下钢板307通过支座下钢板螺栓318与支座下锚栓A319固定于桥墩2顶部。

进一步地，所述第一连接钢板303、橡胶板A304和第二连接钢板305四周均匀设有铅芯孔，所述铅芯孔中设有铅芯312。

参见附图3，所述铅芯312外紧箍有约束弹簧313，提高支座的自复位能力与衰减性能，减小地震响应，还能使铅芯312的力学行为更加平稳。

进一步地，所述约束弹簧313两端分别与所述第一连接钢板303和第二连接钢板305连接。

参见附图4，所述支座上钢板A301与所述变形约束板302通过变形约束板螺栓314连接，所述支座上钢板A301通过支座上锚栓A320固定在梁体1底部。所述侧面钢挡块308与所述变形约束板302之间留有间隙L1，适应横桥向位移。所述橡胶板A304由高衰减橡胶310和夹层钢板311粘结形成。所述第一连接钢板303通过连接钢板螺栓315与所述变形约束板302连接。

参见附图5，所述盆式橡胶支座4包括支座上钢板B401、不锈钢板402、滑动板403、中间衬板404、橡胶板B405和钢盆406，所述支座上钢板B401通过支座上锚栓B407固定在所述梁体1底部，所述不锈钢板402与所述支座上钢板B401底表面焊接，接触面紧密相贴，保证受力均匀；所述中间衬板404设置在所述不锈钢板402下方，所述中间衬板404上部高出钢盆406，所述中间衬板404中部设有凹槽，所述凹槽内嵌有滑动板403；所述钢盆406上部为盆型槽，槽壁为圆柱面结构，所述盆型槽内腔底部垫有承压橡胶板B405，其上置有中间衬板404，所述中间衬板404底表面与橡胶板B405顶表面相抵；所述钢盆406下部为矩形钢板，通过钢盆螺栓408与支座下锚栓B409固定于所述桥墩2顶部。参见附图6，所述滑动板403与所述不锈钢板402紧密相贴，保证受力均匀。

参见附图7至附图9，当梁体1发生横桥向水平位移时，所述盆式橡胶支座4的不锈钢板402与滑动板403发生相互滑动，所述自复位铅芯橡胶支座3的铅芯312与约束弹簧313发生剪切变形，耗散能量。

参见附图10和附图11，地震中，梁体1横桥向或者顺桥向发生较大水平位移时，变形约束板302会随着梁体1移动，与固定在支座下钢板307两侧的侧面钢挡块308发生碰撞。此时，竖向荷载主要由盆式橡胶支座4承担，预防自复位铅芯橡胶支座3的失稳。

参见附图12和附图13，当梁体1发生横桥向转动时，盆式橡胶支座4的橡胶板B405发生形变，以适应梁体1转动。由于盆式橡胶支座4布置在横桥向两侧，其在提供竖向支承的同时，还能产生较大的反力矩以抵抗梁体1的转动。

进一步地，在所述梁体1底部设有一块预埋钢板，预埋钢板平面与所述支座上钢板A301、支座上钢板B401平面平行，保证接触均匀，受力合理，支座位置水平。

进一步地，所述中间衬板404与所述盆型槽侧边缘之间设有防尘圈，防止灰尘进入盆型槽内腔。

一组功能分离型组合支座体系的施工方法，包括自复位铅芯橡胶支座3和盆式橡胶支座4的施工方法。

所述自复位铅芯橡胶支座3的施工方法，包括以下步骤：

步骤一：将第一连接钢板303和第二连接钢板305通过胶水与所述橡胶板A304连接；

步骤二：将约束弹簧313与所述第一连接钢板303和第二连接钢板305焊接；

步骤三：将所述支座下钢板307固定在所述桥墩2顶部，在支座下钢板307横桥向两侧安装好侧面钢挡块308；

步骤四：将剪力键309嵌入所述支座下钢板307的剪力键槽C中；

步骤五：将所述底板306通过螺栓与所述支座下钢板307连接；

步骤六：将所述第二连接钢板305通过螺栓与所述底板306连接；

步骤七：将所述剪力键309嵌入所述第一连接钢板303中；

步骤八：将所述变形约束板302通过螺栓与所述第一连接钢板303连接；

步骤九：所述支座上钢板A301向上通过螺栓固定在所述梁体1底部，在梁体1底部设有一块预埋钢板，预埋钢板平面与所述支座上钢板A301平面平行，保证接触均匀，受力合理，支座位置水平；

步骤十：将所述变形约束板302通过螺栓与所述支座上钢板A301连接，所述剪力键309嵌入所述支座上钢板A301的剪力键槽A中。

所述盆式橡胶支座4的施工方法，包括以下步骤：

步骤一：将所述钢盆406装在所述桥墩2顶部；

步骤二：将所述橡胶板B405嵌入所述钢盆406盆型槽内腔底部；

步骤三：在所述橡胶板B405上方放置中间衬板404并安装防尘圈；

步骤四：将所述滑动板403嵌入所述中间衬板404中部凹槽中；

步骤五：将所述支座上钢板B401向上通过螺栓固定在所述梁体1底部，在所述梁体1底部设有一块预埋钢板，预埋钢板平面与所述支座上钢板B401平面平行，保证接触均匀，受力合理，支座位置水平；

步骤六：将所述不锈钢板402与所述支座上钢板B401底表面焊接，保证接触面紧密相贴，受力均匀；

步骤七：使所述不锈钢板402与所述滑动板403接触，保证接触面光滑无异物，受力均匀。

以上列举的仅是本实用新型的具体实施例之一。显然，本实用新型不限于以上实施例，还可以有许多类似的改形。本领域的普通技术人员能从本实用新型公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本实用新型所要保护的范围。

Claims (8)

1.一组功能分离型组合支座体系，通过锚栓固定于梁体（1）和桥墩（2）之间，其特征在于：所述桥墩（2）顶部横桥向中部设有自复位铅芯橡胶支座（3），所述桥墩（2）顶部横桥向两侧各设有一个盆式橡胶支座（4）；所述自复位铅芯橡胶支座（3）包括支座上钢板A（301）、变形约束板（302）、第一连接钢板（303）、橡胶板A（304）、第二连接钢板（305）、底板（306）和支座下钢板（307），所述支座上钢板A（301）固定在所述梁体（1）底部，所述支座上钢板A（301）、变形约束板（302）、第一连接钢板（303）、橡胶板A（304）、第二连接钢板（305）和底板（306）依次连接，所述支座下钢板（307）横桥向两侧分别设有侧面钢挡块（308），所述支座下钢板（307）上部通过侧面钢挡块（308）与所述底板（306）连接，所述支座下钢板（307）下部固定在所述桥墩（2）顶部；所述盆式橡胶支座（4）包括支座上钢板B（401）、不锈钢板（402）、滑动板（403）、中间衬板（404）、橡胶板B（405）和钢盆（406），所述支座上钢板B（401）固定在所述梁体（1）底部，所述不锈钢板（402）与所述支座上钢板B（401）底表面焊接；所述中间衬板（404）设置在所述不锈钢板（402）下方，所述滑动板（403）内嵌于所述中间衬板（404）；所述钢盆（406）上部设有橡胶板B（405），所述中间衬板（404）设置在所述橡胶板B（405）上方，所述钢盆（406）下部固定于所述桥墩（2）顶部。

2.如权利要求1所述的一组功能分离型组合支座体系，其特征在于：所述支座上钢板A（301）中央下部设有剪力键槽A，所述变形约束板（302）中央开设有承接孔A，所述第一连接钢板（303）和第二连接钢板（305）中央设有剪力键槽B，所述底板（306）中部设有承接孔B，所述支座下钢板（307）上部中央设有剪力键凹槽C，所述剪力键槽A、承接孔A、剪力键槽B、承接孔B和剪力键槽C中设有剪力键（309）。

3.如权利要求1所述的一组功能分离型组合支座体系，其特征在于：所述中间衬板（404）上部高出钢盆（406），所述中间衬板（404）中部设有凹槽，所述凹槽内嵌有滑动板（403）。

4.如权利要求1所述的一组功能分离型组合支座体系，其特征在于：所述橡胶板A（304）由高衰减橡胶（310）和夹层钢板（311）粘结形成。

5.如权利要求4所述的一组功能分离型组合支座体系，其特征在于：所述第一连接钢板（303）、橡胶板A（304）和第二连接钢板（305）四周均匀设有铅芯孔，所述铅芯孔中设有铅芯（312）。

6.如权利要求5所述的一组功能分离型组合支座体系，其特征在于：所述铅芯（312）外紧箍有约束弹簧（313），所述约束弹簧（313）两端分别与所述第一连接钢板（303）和第二连接钢板（305）连接。

7.如权利要求1所述的一组功能分离型组合支座体系，其特征在于：所述钢盆（406）上部为盆型槽，槽壁为圆柱面结构，所述橡胶板B（405）设置于所述盆型槽内腔底部。

8.如权利要求7所述的一组功能分离型组合支座体系，其特征在于：所述中间衬板（404）与所述盆型槽侧边缘之间设有防尘圈。