CN208792142U - 一种各向同性水平刚度抗震支座 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种各向同性水平刚度抗震支座，包括上支座板，带有凹槽的下支座板，以及安装在上支座板和下支座板之间的球形板，其特征在于：在所述下支座板外侧设有一块环形的限位固定板，限位固定板环内侧与下支座板外侧柱壁之间存在可调的间隙；在所述限位固定板上表面与上支座板下表面之间沿圆周方向均匀安装有若干剪切橡胶阻尼弹簧。本实用新型提供了一种各向同性水平刚度抗震支座，采用球型钢支座结合高阻尼弹性橡胶减震结构，球钢支座提供竖向承载力和转动功能，安全可靠，转角不受限制；高阻尼弹性橡胶减震结构提供水平向位移刚度和阻尼，并且减震结构可以不顶梁的情况下进行更换。
Description
技术领域
本实用新型涉及桥梁支座技术领域，尤其涉及一种各向同性水平刚度抗震支座。
背景技术
汶川大地震后，交通行业推出了JTG/TB02-01-2008《公路桥梁抗震设计细则》为公路桥梁减震、隔震支座的发展提供了良好的契机。行业内部越来越重视桥梁减隔震设计研究工作。一般来说，通过正确的“抗震”设计可以保证结构的安全，防止结构的整体破坏或倒塌，常用的减隔震装置分为整体型和分离型两类。
目前常用的整体型减隔震支座有：铅芯橡胶支座、高阻尼橡胶支座、摩擦摆式减隔震支座；目前常用的分离型减隔震支座有：钢支座+金属阻尼器、钢支座+摩擦阻尼器、钢支座+粘性材料阻尼器。然而，这些设计的方案，整体型减隔震支座中橡胶支座由于受到老化影响，在桥梁全寿命周期中需要多次更换，维护费用很高；摩擦摆式减隔震支座在正常位移时，会产生梁体抬高的副作用；现有分离型减隔震各有缺陷：附加金属阻尼器的支座占位过于庞大，不利于结构布置；附加摩擦阻尼器的支座由于地震波纵横符合造成可靠性不足；附加粘性材料阻尼器的支座由于密封老化等原因，可靠性差，寿命很短。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种各向同性水平刚度抗震支座，采用球型钢支座结合高阻尼弹性橡胶减震结构，球钢支座提供竖向承载力和转动功能，安全可靠，转角不受限制；高阻尼弹性橡胶减震结构提供水平向位移刚度和阻尼，并且减震结构可以不顶梁的情况下进行更换。本实用新型同时具备了球型钢支座和高阻尼橡胶支座的优点，并且规避了纯钢支座柔性差和纯橡胶支座转角小易老化损坏的缺陷。
本实用新型采用的技术方案是：
一种各向同性水平刚度抗震支座，包括上支座板，带有凹槽的下支座板，以及安装在上支座板和下支座板之间的球形板，其特征在于：在所述下支座板外侧设有一块环形的限位固定板，限位固定板环内侧与下支座板外侧柱壁之间存在可调的间隙；在所述限位固定板上表面与上支座板下表面之间沿圆周方向均匀安装有若干剪切橡胶阻尼弹簧。
进一步地，在所述球形板的上表面安装有平面耐磨板。
进一步地，在所述球形板的下表面安装球面耐磨板。
进一步地，所述剪切橡胶阻尼弹簧采用螺栓分别与限位固定板上表面与上支座板下表面固定连接。
进一步地，所述剪切橡胶阻尼弹簧包括上封板和下封板，以及安装在上封板和下封板之间的橡胶体，所述上封板和下封板上设有用于与上支座板和限位固定板连接的螺栓孔，在所述橡胶体内部沿其高度方向，上下等间距设有若干块钢板。
进一步地，所述上封板、下封板、橡胶体和钢板采用硫化工艺形成一个整体。
本实用新型的有益效果是：
1.本实用新型为了解决现有抗震支座在使用过程中存在的问题，在球型支座的结构上增加了环形的限位固定板和可拆卸更换的剪切橡胶阻尼弹簧。采用软硬结合的抗震方式，发挥各部分优势，提高抗震能力，降低整个结构维护成本。
2. 本实用新型中，支座发生位移时，即球型钢支座上支座板与下支座板之间发生相对运动，由于剪切橡胶弹簧上部固定在上支座板上，下部固定在与下支座板水平位置相对固定的限位固定板上，因此所有剪切橡胶阻尼弹簧产生水平向剪切变形，剪切变形回复力就是支座水平刚度的来源；剪切橡胶阻尼弹簧采用高阻尼橡胶材料配方，使装置可以提供水平刚度外，还产生变形耗能效果。
3.本实用新型中，通过控制限位固定板与下支座板之间的间隙大小，可以自由控制抗震支座在非地震工况下是否需要刚度。当要求非地震工况支座自由滑动不受约束时，加大间隙尺寸使不小于非地震位移即可；当要求非地震工况支座也需要一定的刚度，缩小间隙尺寸即可。地震工况，支座产生大位移，剪切橡胶弹簧组共同作用，产生减震消能效果；
4.本实用新型中，由于剪切橡胶阻尼弹簧在圆周方向均布，因此支座任意水平向的位移均会产生同样的刚度效果，本实用新型具备了橡胶支座水平抗力各向同性的优势，还具备了球型钢支座大位移，长寿命的优势。当地震烈度过大，剪切橡胶阻尼弹簧产生破坏时，可在震后仅更换弹性元件，即可修复抗震支座。与其他类型抗震支座损坏需全部更换相比，本实用新型使支座全寿命周期的维护成本大幅降低。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图。
图2是图1中A-A向结构示意图。
图3是本实用新型中剪切橡胶阻尼弹簧的结构示意图。
图4是本实用新型发生滑移时的结构示意图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的及技术方案的优点更加清楚明白，以下结合附图及实例，对本实用新型进行进一步详细说明。
如附图1和2所述，一种各向同性水平刚度抗震支座，包括上支座板1和带有凹槽的下支座板2，球形板3位于上支座板1和下支座板2之间并安装在下支座板2的凹槽内。在球形板3的上表面和下表面分别安装有平面耐磨板4和球面耐磨板5。在下支座板2外侧设有一块环形的限位固定板6，限位固定板6环内侧与下支座板2外侧柱壁之间存在间隙，且更换不同尺寸的限位固定板6可使得间隙的大小可调，不会阻碍支座的转角。在限位固定板6上表面与上支座板1下表面之间沿圆周方向均匀设有8个剪切橡胶阻尼弹簧7，每个剪切橡胶阻尼弹簧分别通过螺栓8与上支座板1和限位固定板6连接。
如附图4所示，支座发生位移时，即球型钢支座的上支座板1与下支座板2之间发生相对运动，由于剪切橡胶阻尼弹簧7上部固定在上支座板1上，下部固定在与下支座板水平位置相对固定的限位固定板6上，因此所有剪切橡胶阻尼弹簧7产生水平向剪切变形，剪切变形回复力就是支座水平刚度的来源。通过控制限位固定板6与下支座板2之间的间隙大小，可以自由控制抗震支座在非地震工况下是否需要刚度。当要求非地震工况支座自由滑动不受约束时，加大间隙尺寸使不小于非地震位移即可；当要求非地震工况支座也需要一定的刚度，缩小间隙尺寸即可。地震工况，支座产生大位移，剪切橡胶弹簧组共同作用，产生减震消能效果。当地震烈度过大，剪切橡胶阻尼弹簧7产生破坏时，可在震后仅更换弹性元件，即可修复抗震支座。
如附图3所示，剪切橡胶阻尼弹簧7包括上封板71和下封板72，以及安装在上封板71和下封板72之间的橡胶体73，上封板71和下封板72上设有用于与上支座板1和限位固定板6连接的螺栓孔，在橡胶体73内部沿其高度方向，上下等间距设有9块钢板74。上封板71、下封板72、橡胶体73和钢板74采用硫化工艺形成一个整体。
以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。
Claims (6)
1.一种各向同性水平刚度抗震支座，包括上支座板，带有凹槽的下支座板，以及安装在上支座板和下支座板之间的球形板，其特征在于：在所述下支座板外侧设有一块环形的限位固定板，限位固定板环内侧与下支座板外侧柱壁之间存在可调的间隙；在所述限位固定板上表面与上支座板下表面之间沿圆周方向均匀安装有若干剪切橡胶阻尼弹簧。
2.根据权利要求1所述的一种各向同性水平刚度抗震支座，其特征在于：在所述球形板的上表面安装有平面耐磨板。
3.根据权利要求1所述的一种各向同性水平刚度抗震支座，其特征在于：在所述球形板的下表面安装球面耐磨板。
4.根据权利要求1~3中任意一项所述的一种各向同性水平刚度抗震支座，其特征在于：所述剪切橡胶阻尼弹簧采用螺栓分别与限位固定板上表面与上支座板下表面固定连接。
5.根据权利要求4所述的一种各向同性水平刚度抗震支座，其特征在于：所述剪切橡胶阻尼弹簧包括上封板和下封板，以及安装在上封板和下封板之间的橡胶体，所述上封板和下封板上设有用于与上支座板和限位固定板连接的螺栓孔，在所述橡胶体内部沿其高度方向，上下等间距设有若干块钢板。
6.根据权利要求5所述的一种各向同性水平刚度抗震支座，其特征在于：所述上封板、下封板、橡胶体和钢板采用硫化工艺形成一个整体。
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Publications (1)
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN110067191A (zh) * | 2019-05-28 | 2019-07-30 | 北京交通大学 | 一种桥梁支座 |
| US11009063B2 (en) | 2018-12-12 | 2021-05-18 | Roller Bearing Company Of America, Inc. | Spherical plain bearing for dampers |
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2018
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Cited By (3)
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|---|---|---|---|---|
| US11009063B2 (en) | 2018-12-12 | 2021-05-18 | Roller Bearing Company Of America, Inc. | Spherical plain bearing for dampers |
| US11391323B2 (en) | 2018-12-12 | 2022-07-19 | Roller Bearing Company Of America, Inc. | Spherical plain bearing for dampers |
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