CN208668256U - 变刚度组合支座及桥梁 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了变刚度组合支座及桥梁，该变刚度组合支座包括支座顶板和支座底板，支座顶板和支座底板之间设有至少一个刚性支承构件和至少一个弹性支承构件，每个弹性支承构件上下两面分别固定连接在支座顶板和支座底板上。本实用新型所述的支座通过刚性支承构件提供竖向刚度，通过弹性支承构件实现支座的水平刚度调节。实用新型所述的支座可应用于有抗震需求的现有桥梁，特别是桥墩高度不等的桥梁，可调节桥墩和支座的组合刚度，使各个桥墩和支座的整体刚度均衡、变位协调统一，大幅度提高桥梁的抗震性能；本支座还可以应用于其他建筑和水利工程技术领域。

Description

变刚度组合支座及桥梁

技术领域

本实用新型涉及一种桥梁工程技术领域，特别涉及一种变刚度组合支座及桥梁。

背景技术

地震会严重破坏桥梁、建筑等建设工程，使人民生命财产遭受巨大损失。因此，抗震技术是桥梁、建筑和水利等工程建设的一个重要技术领域，一般是通过采用隔震、减震和调整结构动力特性等方法，使工程结构在地震力作用下的动力反应能得到及时有效的控制，从而确保结构自身的安全。

采用抗震支座是提高结构抗震性能的有效措施，目前国内具有代表性的抗震支座有：铅芯橡胶支座，高阻尼橡胶支座，摩擦摆支座。这些抗震支座或多或少地能起到抗震效果，但每一种都具有自身的不足，如铅芯橡胶支座，高阻尼橡胶支座主体受力构件为橡胶材料，橡胶材料长期受到压缩会加速材料的老化，使用寿命极低。摩擦摆支座虽属钢支座，但结构上很难避免内部强度较低的耐磨滑板受到水平力的作用，从而导致摩擦摆支座的使用寿命大大降低。同时，上述抗震支座均是利用的减隔震技术，属耗能型支座，其耗能能力受支座尺寸影响，要么耗散地震能量的能力较小，要么为了获得较大的耗能能力而导致支座尺寸太大，不能满足高烈度地震山区结构的抗震需求。

实用新型内容

本实用新型的目的在于解决现有抗震支座无法适应较大地震以及使用寿命较短的问题，为解决以上问题本实用新型提供了一种变刚度组合支座。

为了实现上述实用新型目的，本实用新型提供了以下技术方案：

一种变刚度组合支座，包括支座顶板和支座底板，所述支座顶板和支座底板之间设有至少一个刚性支承构件和至少一个弹性支承构件，每个所述弹性支承构件上下两面分别固定连接在所述支座顶板和支座底板上。

该变刚度组合支座，包括有设于支座顶板和支座底板之间设有至少一个刚性支承构件和至少一个弹性支承构件，其中刚性支承构件上下两个面一个为固定连接，一个为相互接触连接(非固定连接)的连接方式，能够实现该刚性支承构件在受到竖直方向的力时，提供竖向刚度的支承力，保证支座在竖直方向上变形非常小，几乎保持稳定不变形，而在受到水平方向的力时，能实现自由滑动，同时亦能实现竖向转动；而该支座还设有弹性支承构件，该弹性支承构件具有一定的变形量，且弹性支承构件的上下两面均固定连接在支座顶板和支座底板上，当支座受到不同大小的水平方向的力时，通过弹性体自身的变形实现支座顶板与支座底板的相对位移，从而实现该支座的水平刚度调节。

需要说明的是，其中弹性支承构件的弹性模量越低，其弹性变形越大，该弹性支承构件所提供的水平刚度越小；如果弹性支承构件的弹性模量越高，其弹性变形越小，该弹性支承构件所提供的水平刚度越大。

本实用新型所述的支座可应用于有抗震需求的现有桥梁，特别是桥墩高度不等且需要承受较大地震的桥梁。变刚度组合支座用于此类桥梁可调节桥墩和支座的组合刚度，使各个桥墩和支座的整体刚度均衡、变位协调统一，大幅度提高桥梁的抗震性能。本支座还可以应用于其他建筑和水利工程技术领域。

优选地，每个所述弹性支承构件为橡胶复合弹性体结构件或圆形结构件。

优选地，每个所述橡胶复合弹性体上下两个表面分别设有上连接钢板和下连接钢板，所述上连接钢板、下连接钢板分别与所述支座顶板和支座底板相互固定连接。

优选地，每个所述橡胶复合弹性体通过硫化粘合剂层分别与所述上连接钢板、下连接钢板相互连接。

优选地，每个所述橡胶复合弹性体为矩形结构件。

优选地，所述支座顶板和支座底板之间设有两组刚性支承构件，每组刚性支承构件包括若干个刚性支承构件，两组刚性支承构件之间设置至少一个所述弹性支承构件。

优选地，所述支座顶板和支座底板之间设有的两组所述刚性支承构件为均匀分布，所有所述弹性支承构件位于支座的中间位置。

优选地，每个所述刚性支承构件包括凹面钢板，所述凹面钢板上依次设有弧面滑板、凸面钢板，所述凸面钢板与所述支座顶板之间设置有平面滑板和不锈钢板，所述凹面钢板底部与所述支座底板固定连接。

优选地，每个所述凹面钢板两侧设有耳板，所述支座顶板下表面设有若干组侧挡板组件，每组侧挡板组件包括两个L型侧挡板，每个所述凹面钢板设有一组所述侧挡板组件，每组所述侧挡板组件的两个L型侧挡板分别与凹面钢板的两个耳板相互适配。

该支座顶板下方设置的若干组侧挡板组件，其目的是在于每组侧挡板组件的两个L型侧挡板，能够适配每个刚性支承构件的耳板，以实现当桥梁出现较大地震(如8-9级)上下震动时，启动抗拔的功能，避免落梁；同时，当水平震动过大时，限制支座位移，避免支座剪坏，实现墩梁固结，使所有桥墩共同承受地震产生的水平力。

本实用新型还提供了一种桥梁，包括若干个高度不等的桥墩和设于桥墩上方的主梁，每个所述主梁两端分别通过变刚度组合支座与桥墩相互连接，其中高度较高的桥墩与主梁所连接支座的所述弹性支承构件的水平刚度越大，高度较低的桥墩与主梁所连接支座的所述弹性支承构件的水平刚度越小。

该桥梁，包括若干个高度不等的桥墩和设于桥墩上方的主梁，其中每个桥墩与主梁之间连接有支座，其每个支座的水平刚度与连接该支座的该桥墩高度有直接的关系，即高度较高的桥墩刚度较小，高度较小的桥墩刚度反而较大，那么，与高度较高的桥墩连接的支座的水平刚度值设置较大些，与高度较低的桥墩连接的支座的水平刚度值设置较小些。这样，不同高度的桥墩采用不同水平刚度的支座相匹配，不同高度桥墩与主梁连接所构成的刚度总值大小则彼此相互匹配，以形成桥梁。这种结构体系各个桥墩和支座的整体刚度均衡、变位协调统一。

该桥梁所采用的支座中设置的弹性支承构件，可用于调节支座的水平向刚度，进而能够调节桥墩和支座的组合刚度，由于桥墩和支座的总刚度相互匹配，改善了桥墩内力的分配，提高了桥梁的抗震性能，在桥梁受到较大地震时保证结构安全。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果：

1.该变刚度组合支座，包括设于支座顶板和支座底板之间的至少一个刚性支承构件和至少一个弹性支承构件，其中刚性支承构件采用上下两个面一个固定连接，一个接触连接(非固定连接)方式，能够实现该刚性支承构件在受到竖直方向的力时，保证支座在竖直方向上变形非常小，几乎保持稳定不变形；而该支座还设有弹性支承构件，该弹性支承构件具有一定的变形量，且弹性支承构件的上下两面均固定连接在支座顶板和支座底板上，当支座受到不同大小的水平方向的力时，支座顶板能够相对支座底板产生位移，从而实现该支座的水平刚度调节；该支座用于桥梁时，能够使桥梁满足较大地震时的抗震需求，提高了桥梁的抗震性能，本支座还可以应用于其他建筑和水利工程技术领域；

2.该支座顶板下方设置的若干组侧挡板组件，其目的是在于每组侧挡板组件的两个L型侧挡板，能够适配每个刚性支承构件的耳板，以实现当桥梁出现较大地震(如8-9级)时，提供抗拔的功能，避免落梁；

3.该桥梁，包括若干个高度不等的桥墩和设于桥墩上方的主梁，其中每个桥墩与主梁之间连接有支座，其每个支座的水平刚度与连接该支座的桥墩高度有直接的关系，即高度较高的桥墩刚度较小，高度较小的桥墩刚度反而较大，那么，与高度较高的桥墩连接的支座的水平刚度值设置较大些，与高度较低的桥墩连接的支座的水平刚度值设置较小些。这样，不同高度的桥墩采用不同水平刚度的支座相匹配，不同高度桥墩与支座所构成的刚度总值大小则彼此相互匹配。这种结构体系各个桥墩和支座的整体刚度均衡、变位协调统一。由于桥墩和支座的总刚度相互匹配，改善了桥墩内力的分配，该桥梁在受到较大地震时，不仅提高了桥梁的抗震极限承载能力，同时还控制了桥梁振动位移，提高了桥梁抗震性能。

附图说明：

图1为实施例1中本实用新型所述的变刚度组合支座的结构主视图；

图2为图1的俯视图；

图3为图2中刚性支承构件、弹性支承构件和支座底板相互配合的结构示意图；

图4为实施例2中的桥梁结构示意图；

图5为图4的局部结构放大图。

图中标记：

1、支座顶板，2、支座底板，3、刚性支承构件，31、不锈钢板，32、平面滑板，33、凸面钢板，34、弧面滑板，35、凹面钢板，36、耳板，4、弹性支承构件，41、橡胶复合弹性体，42、上连接钢板，43、下连接钢板，5、侧挡板， 6、螺栓，7、桥墩，8、主梁。

具体实施方式

下面结合试验例及具体实施方式对本实用新型作进一步的详细描述。但不应将此理解为本实用新型上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本实用新型内容所实现的技术均属于本实用新型的范围。

实施例1

如图1-3所示，一种变刚度组合支座，包括支座顶板1和支座底板2，所述支座顶板1和支座底板2之间设有至少一个刚性支承构件3和至少一个弹性支承构件4，每个所述弹性支承构件4上下两面分别固定连接在所述支座顶板1和支座底板2上。

该变刚度组合支座，包括有设于支座顶板1和支座底板2之间的至少一个刚性支承构件3和至少一个弹性支承构件4，其中刚性支承构件3上下两个面中的一个为固定连接，一个为接触连接(非固定连接)。

上述每个弹性支承构件4为橡胶复合弹性体41结构件。每个橡胶复合弹性体41上下两个表面分别设有上连接钢板42和下连接钢板43，上连接钢板42、下连接钢板43分别与所述支座顶板1和支座底板2相互固定连接。每个橡胶复合弹性体41通过硫化粘合剂层分别与所述上连接钢板42、下连接钢板43相互连接。另外，上连接钢板42和下连接钢板43均通过螺栓6分别与支座顶板1 和支座底板2相互固定连接。

另外，每个橡胶复合弹性体41可以选择为矩形结构件。支座顶板1和支座底板2之间设有两组刚性支承构件3，每组刚性支承构件3包括若干个刚性支承构件3，两组刚性支承构件3之间设置至少一个所述弹性支承构件4。支座顶板 1和支座底板2之间设有两组所有的刚性支承构件3均匀分布，所有所述弹性支承构件4位于支座的中间位置。

上述每个刚性支承构件3包括凹面钢板35，凹面钢板35上依次设有弧面滑板34、凸面钢板33，凸面钢板33与所述支座顶板1之间设置有平面滑板32和不锈钢板31，凹面钢板35底部与所述支座底板2通过螺栓6固定连接。每个凹面钢板35两侧设有耳板36，支座顶板1下表面通过螺栓6固定连接有若干组侧挡板组件，每组侧挡板组件包括两个L型侧挡板5，每个凹面钢板35设有一组所述侧挡板组件，每组侧挡板组件的两个L型侧挡板5分别与凹面钢板35的两个耳板36相互适配。该支座顶板1下方设置的若干组侧挡板组件，其目的是在于每组侧挡板组件的两个L型侧挡板5，能够适配每个刚性支承构件3的耳板 36，以实现当桥梁出现较大地震(如8-9级)时，启动抗拔的功能，防止落梁。

该支座能够实现该刚性支承构件3在受到竖直方向的力时，保证支座在竖直方向上变形非常小，几乎保持稳定不变形；而该支座还设有弹性支承构件4，该弹性支承构件4具有一定的变形量，且弹性支承构件4的上下两面均为固定连接在支座顶板1和支座底板2上，当支座受到不同大小的水平方向的力时，支座顶板1能够相对支座底板2产生位移，从而实现该支座的水平刚度调节。

该支座可应用于有抗震需求的现有桥梁，特别是桥墩高度不等且需要承受较大地震的桥梁。变刚度组合支座用与此类桥梁可调节桥墩和支座的组合刚度，使各个桥墩和支座的整体刚度均衡、变位协调统一，大幅度提高桥梁的抗震性能。本支座还可以应用于其他建筑和水利工程技术领域。

实施例2

如图4-5所示，本实用新型还提供了一种桥梁，包括若干个高度不等的桥墩 7和设于桥墩7上方的主梁8，每个主梁8两端分别通过变刚度组合支座与桥墩 7相互连接，其中高度较高的桥墩7与主梁8所连接支座的所述弹性支承构件4 的水平刚度越大，高度较低的桥墩7与主梁8所连接支座的所述弹性支承构件4 的水平刚度越小。

每个桥墩7上支座的水平刚度值大小与主梁8位移零点之间的距离成反比关系，该主梁8的位移零点的定义是，当温度变化、混凝土收缩和徐变时，桥梁上部结构梁体受此作用而伸长或缩短，在一联之内必有一个“不动点”，位于该“不动点”两侧的主梁8分别以此为界向相反方向伸长或缩短，这个“不动点”就称为主梁8该联结构的位移零点。

该桥梁，包括若干个高度不等的桥墩7和设于桥墩7上方的主梁8，其中每个桥墩7与主梁8之间连接有支座，其每个支座的水平刚度与连接该支座的该桥墩7高度有直接的关系，即高度较高的桥墩7刚度较小，高度较小的桥墩7 刚度反而较大，那么，与高度较高的桥墩7连接的支座的水平刚度值设置较大些，与高度较低的桥墩7连接的支座的水平刚度值设置较小些。这样，不同高度的桥墩7采用不同水平刚度的支座相匹配，不同高度桥墩7与支座所构成的刚度总值大小则彼此相互匹配，以形成桥梁。这种结构体系各个桥墩7和支座的整体刚度均衡、变位协调统一。由于桥墩7和支座的总刚度相互匹配，改善了桥墩7内力的分配，该桥梁在受到较大地震时，桥墩7和支座连接更加可靠稳定；不仅提高了桥梁的抗震极限承载能力，同时还控制了桥梁振动位移，提高了山区桥梁抗震性能。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种变刚度组合支座，其特征在于，包括支座顶板(1)和支座底板(2)，所述支座顶板(1)和支座底板(2)之间设有至少一个刚性支承构件(3)和至少一个弹性支承构件(4)，每个所述弹性支承构件(4)上下两面分别固定连接在所述支座顶板(1)和支座底板(2)上。

2.根据权利要求1所述的变刚度组合支座，其特征在于，每个所述弹性支承构件(4)为橡胶复合弹性体(41)结构件。

3.根据权利要求2所述的变刚度组合支座，其特征在于，每个所述橡胶复合弹性体(41)上下两个表面分别设有上连接钢板(42)和下连接钢板(43)，所述上连接钢板(42)、下连接钢板(43)分别与所述支座顶板(1)和支座底板(2)相互固定连接。

4.根据权利要求3所述的变刚度组合支座，其特征在于，每个所述橡胶复合弹性体(41)通过硫化粘合剂层分别与所述上连接钢板(42)、下连接钢板(43)相互连接。

5.根据权利要求2所述的变刚度组合支座，其特征在于，每个所述橡胶复合弹性体(41)为矩形结构件或圆形结构件。

6.根据权利要求1所述的变刚度组合支座，其特征在于，所述支座顶板(1)和支座底板(2)之间设有两组刚性支承构件(3)，每组刚性支承构件(3)包括若干个刚性支承构件(3)，两组刚性支承构件(3)之间设置至少一个所述弹性支承构件(4)。

7.根据权利要求6所述的变刚度组合支座，其特征在于，所述支座顶板(1)和支座底板(2)之间设有的两组所述刚性支承构件(3)为均匀分布，所有所述弹性支承构件(4)位于支座的中间位置。

8.根据权利要求1-7任一所述的变刚度组合支座，其特征在于，每个所述刚性支承构件(3)包括凹面钢板(35)，所述凹面钢板(35)上依次设有弧面滑板(34)、凸面钢板(33)，所述凸面钢板(33)与所述支座顶板(1)之间设置有平面滑板(32)和不锈钢板(31)，所述凹面钢板(35)底部与所述支座底板(2)固定连接。

9.根据权利要求8所述的变刚度组合支座，其特征在于，每个所述凹面钢板(35)两侧设有耳板(36)，所述支座顶板(1)下表面设有若干组侧挡板组件，每组侧挡板组件包括两个L型侧挡板(5)，每个所述凹面钢板(35)设有一组所述侧挡板组件，每组所述侧挡板组件的两个L型侧挡板(5)分别与凹面钢板(35)的两个耳板(36)相互适配。

10.一种桥梁，包括若干个高度不等的桥墩(7)和设于桥墩上方的主梁(8)，其特征在于，每个所述主梁(8)两端分别通过如权利要求1-9任一所述的变刚度组合支座与桥墩(7)相互连接，其中高度较高的桥墩(7)与主梁(8)所连接变刚度组合支座的所述弹性支承构件(4)的水平刚度越大，高度较低的桥墩(7)与主梁(8)所连接变刚度组合支座的所述弹性支承构件(4)的水平刚度越小。