CN220643844U - 一种自复位高阻尼减震橡胶支座 - Google Patents

Abstract

一种自复位高阻尼减震橡胶支座，包括上支座钢板（1）和下支座钢板（2），其特征在于：所述上支座钢板（1）的底部设置有支座上封板（3），下支座钢板（2）的上表面设置有支座下封板（5），支座上封板（3）与支座下封板（5）之间设置有多个曲面钢板（7），相邻构件形成了凸凹配合的接触面，支座上封板、交替叠放的曲面钢板层和橡胶层、支座下封板在高温、高压下硫化成整体支座，本申请结构合理，增大了钢板对橡胶层的约束力，能够提供比普通橡胶支座大得多的刚度和阻尼，并且适应转动变形的能力较强，具有良好自复位功能，减隔震效果好。

Description

一种自复位高阻尼减震橡胶支座

技术领域

本申请涉及一种桥梁橡胶支座，尤其涉及一种自复位高阻尼减震橡胶支座，属于桥梁减隔震技术领域。

背景技术

地震是频发的自然灾害之一，长期以来，人类在这一自然灾害面前“无能为力”。地震造成生命和财产损失的直接原因是建筑物的剧烈震动、破坏和倒塌。自二十世纪以来，人类对建筑物的抗震、消能、减震的结构控制技术进行了不断的研究探索，先后发明和创造了相应的产品和技术。

桥梁支座对桥梁的减隔震意义重大，桥梁减隔震橡胶支座应用广泛，现有的桥梁橡胶类支座主要包括：隔震(铅芯)橡胶支座、高阻尼橡胶支座等。这类橡胶支座都采用平面的钢板和橡胶互层的结构，平面的钢板对橡胶层的约束有限，因此其水平刚度较弱，阻尼不足，耗能减震效果不太理想。并且这类橡胶支座适应转动变形的能力较差，当偏离初始平衡位置时，复位能力不足。

长期以来，如何提高隔震橡胶支座的耗能能力、水平刚度及强度、复位性能等力学特性一直是工程界普遍关注的问题。

发明内容

本申请的目的是针对现有的各类橡胶支座水平刚度有限，刚度和阻尼不足，消能减震效果不太理想，同时在竖直面内适应转动变形的能力较差，在外力作用下偏离初始平衡位置后复位能力不足等缺陷，现提供一种自复位高阻尼减震橡胶支座，该支座很好的解决了现有橡胶支座存在的不足，结构合理，增大了钢板对橡胶层的约束力，能够提供比普通橡胶支座大得多的刚度和阻尼，并且适应转动变形的能力较强，具有良好自复位功能，减隔震效果好。

为实现上述申请的目的，本申请的技术解决方案是：一种自复位高阻尼减震橡胶支座，包括上支座钢板和下支座钢板，所述上支座钢板的底部设置有支座上封板，支座上封板的底面设置为上封板凸面，所述下支座钢板的上表面设置有支座下封板，支座下封板的上表面设置为下封板凹面，支座上封板与支座下封板之间设置有多个曲面钢板，曲面钢板的曲面开口朝上，上封板凸面与位于最上面的曲面钢板之间、相邻的两个曲面钢板之间以及位于最下面的曲面钢板与下封板凹面之间分别设置有曲面橡胶层。

进一步的，所述上支座钢板的底部通过固定螺栓安装有支座上封板；下支座钢板的上表面通过固定螺栓安装有支座下封板。

进一步的，所述上支座钢板与下支座钢板之间且位于支座上封板、曲面钢板以及支座下封板的外围设置有橡胶保护层。

进一步的，所述支座上封板、支座下封板、曲面钢板、曲面橡胶层以及橡胶保护层硫化设置为整体式结构。

进一步的，所述上封板的凸面形状与曲面钢板的上表面形状相一致，曲面钢板的上下表面形状与下封板的凹面形状相一致。

进一步的，所述曲面钢板为球面钢板结构，曲面钢板的上表面和下表面为形状完全相同的球面。

进一步的，所述曲面钢板由中心平面圆形钢板和外围锥面钢板构成，曲面钢板的上表面和下表面形状完全相同。

进一步的，所述曲面橡胶层夹设在支座上封板、多个曲面钢板、支座下封板之间，曲面橡胶层上下表面的形状与相邻钢板表面的形状相同。

本申请的有益效果是：

1．本申请中间钢板采用了开口朝上的曲面结构，同时采用了底面为凸面的支座上封板以及上表面为凹面的支座下封板，相邻构件形成了凸凹配套的接触面，支座上封板、交替叠放的曲面钢板层和橡胶层、支座下封板在高温、高压下硫化成整体支座。由于采用曲面钢板，增大了钢板层和橡胶层的接触面积，从而增大了钢板层对橡胶层的约束力，同时由于钢板曲面开口向上，使得钢板层与橡胶层之间的正压力指向曲面中心，这样，支座产生单位位移需要更大的作用力，即增大了支座的水平刚度或抗剪刚度，也增大了支座的抗压强度和抗剪强度，还提高了支座的阻尼比。

2．由于采用了开口向上的曲面钢板结构，在竖向荷载作用下，钢板层与橡胶层之间的反作用力始终指向曲面中心，互相叠放的钢板层与橡胶层构成了稳定平衡，即橡胶支座的复位能力增强。

3．由于采用了曲面钢板结构，使橡胶支座绕水平轴的转动能力增强，即在竖直面内比普通支座更能发生转动，使橡胶支座更能适应梁体的转动变形，减小了因支座对梁体的过渡约束而产生的附加内力。

附图说明

图1是本申请第一种实施方式的结构示意图。

图2是图1的部件的结构示意图。

图3是本申请第二种实施方式的结构示意图。

图4是图3的部件的结构示意图。

图5是图3中曲面钢板的俯视图。

图中：上支座钢板1，下支座钢板2，支座上封板3，上封板凸面4，支座下封板5，下封板凹面6，曲面钢板7，曲面橡胶层8，橡胶保护层9，中心平面10，固定螺栓11。

实施方式

以下结合附图说明和具体实施方式对本申请作进一步的详细描述。

参见图1至图5，本申请的一种自复位高阻尼减震橡胶支座，包括上支座钢板1和下支座钢板2，其特征在于：所述上支座钢板1的底部设置有支座上封板3，支座上封板3的底面设置为上封板凸面4，所述下支座钢板2的上表面设置有支座下封板5，支座下封板5的上表面设置为下封板凹面6，支座上封板3与支座下封板5之间设置有多个曲面钢板7，曲面钢板7的曲面开口朝上，上封板凸面4与位于最上面的曲面钢板7之间、相邻的两个曲面钢板7之间以及位于最下面的曲面钢板7与下封板凹面6之间分别设置有曲面橡胶层8。

所述上支座钢板1的底部通过固定螺栓11安装有支座上封板3；下支座钢板2的上表面通过固定螺栓11安装有支座下封板5。

所述上支座钢板1与下支座钢板2之间且位于支座上封板3、曲面钢板7以及支座下封板5的外围设置有橡胶保护层9。

所述支座上封板3、支座下封板5、曲面钢板7、曲面橡胶层8以及橡胶保护层9硫化设置为整体式结构。

所述上封板凸面4的凸面形状与曲面钢板7的上表面形状相一致，曲面钢板7的下表面形状与下封板凹面6的凹面形状相一致，且曲面钢板7的上、下表面形状一致。

所述曲面钢板7为球面钢板结构，曲面钢板7的上表面和下表面为形状完全相同的球面。

所述曲面钢板7由中心平面圆形钢板10和外围锥面钢板构成，曲面钢板7的上表面和下表面形状完全相同。

所述曲面橡胶层8夹设在支座上封板3、多个曲面钢板7、支座下封板5之间，曲面橡胶层8上下表面的形状与相邻钢板表面的形状相同。

如附图1、图2所示，本申请所采用的上支座钢板1和下支座钢板2与现有技术的结构相同，与现有技术不同的是，本申请在现有普通橡胶支座的基础上进行了创造性改进，采用了开口朝上的曲面钢板结构，同时采用了底面为凸面的支座上封板以及上表面为凹面的支座下封板，相邻构件形成了凸凹配套的接触面，曲面钢板层和橡胶层交替叠放，本申请的自复位高强高阻尼橡胶支座能够提供比普通橡胶支座大得多的刚度和阻尼。同时，本申请所采用的曲面钢板7提高了支座的转动能力，有效解决了普通橡胶支座在竖直面内对梁体转动的过渡约束问题，能更好适应梁体转动变形需求，且具有很好的自复位能力，借助于本申请独特的结构形式能够使得桥梁支座在偏离平衡位置时，更容易自动复位。具体结构和原理如下：

上支座钢板1的底部通过固定螺栓11安装有支座上封板3，下支座钢板2的上表面通过固定螺栓11安装有支座下封板5，支座上封板3的底面设置为上封板凸面4，支座下封板5的上表面设置为下封板凹面6，支座上封板3和支座下封板5均为金属板。

支座上封板3与支座下封板5之间设置有多层曲面钢板7，多层曲面钢板7和曲面橡胶层8交替叠放，上封板凸面4与曲面钢板7之间以及曲面钢板7与下封板凹面5之间均设置有曲面橡胶层8，曲面橡胶层8具有很好的弹性和阻尼性能。另外，上支座钢板1与下支座钢板2之间且位于支座上封板3、曲面钢板7以及支座下封板5的外围设置有橡胶保护层9，橡胶保护层9从外围将支座上封板3、交替叠放的曲面钢板7和曲面橡胶层8以及支座下封板5包裹保护起来。支座上封板3、支座下封板5、曲面钢板7、曲面橡胶层8以及橡胶保护层9硫化为整体结构。

曲面钢板7的结构形式有多种，相应的，支座上封板3、交替叠放的曲面钢板7与曲面橡胶层8、支座下封板5的接触面也有多种与之对应的形状，曲面钢板7主要采用以下两种结构形式：

实施例1：曲面钢板7为球面钢板结构，曲面钢板7的上表面和下表面为形状完全相同的球面，曲面钢板7的最低点位于橡胶支座的轴心线上，这样有利于支座在受力偏离平衡位置后能够快速自动复位。

实施例2：曲面钢板7为中心平面圆形钢板10+外围锥面钢板的结构，曲面钢板7的上表面和下表面形状完全相同，中心平面圆形钢板10位于曲面钢板7的最低处，圆形钢板10的中心位于橡胶支座的轴心线上。

以上实施例以及其它实施例中，上封板凸面4的凸面形状与曲面钢板7的上表面形状相一致，曲面钢板7的上下表面形状与下封板凹面6的凹面形状相一致。在硫化过程中，夹设在钢板之间的曲面橡胶层8的表面形状与相邻的钢板形状变成一致，这样就保证本申请支座在垂直方向受压时的压应力大致相同。本申请可以通过调节曲面钢板7的曲率调节支座的刚度、强度、阻尼及转动能力。

本申请的工作原理和过程如下：在地震等外力作用下，橡胶支座产生剪切变形，上支座钢板1与下支座钢板2之间产生相对位移，此时曲面钢板7发生一定程度的偏移和转动，各个曲面钢板7会不同程度的偏离平衡位置，此时曲面橡胶层8和橡胶保护层9会发生一定程度的弹性变形或塑性变形，在地震等外力作用结束后，在上部荷载作用下，得益于本申请开口向上的曲面结构，变位的上支座板、支座上封板及各曲面钢板会自动向初始平衡位置移动，迅速恢复到平衡位置，实现自动复位，在这一过程中，并实现了耗能减震。

以上内容是结合具体实施方式对本申请所做的进一步详细说明，不能认为本申请的具体实施只局限于这些说明，对于本申请所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，本申请还会有各种简单替换、改进和变化，所做出的各种简单替换、改进和变化，都应当视为属于本申请的保护范围。

Claims (8)

1.一种自复位高阻尼减震橡胶支座，包括上支座钢板（1）和下支座钢板（2），其特征在于：所述上支座钢板（1）的底部设置有支座上封板（3），支座上封板（3）的底面设置为上封板凸面（4），所述下支座钢板（2）的上表面设置有支座下封板（5），支座下封板（5）的上表面设置有下封板凹面（6），支座上封板（3）与支座下封板（5）之间设置有多个曲面钢板（7），曲面钢板（7）的曲面开口朝上，上封板凸面（4）与位于最上面的曲面钢板（7）之间、相邻的两个曲面钢板（7）之间以及位于最下面的曲面钢板（7）与下封板凹面（6）之间分别设置有曲面橡胶层（8）。

2.根据权利要求1所述的一种自复位高阻尼减震橡胶支座，其特征在于：所述上支座钢板（1）的底部通过固定螺栓（11）安装有支座上封板（3）；下支座钢板（2）的上表面通过固定螺栓（11）安装有支座下封板（5）。

3.根据权利要求1所述的一种自复位高阻尼减震橡胶支座，其特征在于：所述上支座钢板（1）与下支座钢板（2）之间且位于支座上封板（3）、曲面钢板（7）以及支座下封板（5）的外围设置有橡胶保护层（9）。

4.根据权利要求1所述的一种自复位高阻尼减震橡胶支座，其特征在于：所述支座上封板（3）、支座下封板（5）、曲面钢板（7）、曲面橡胶层（8）以及橡胶保护层（9）硫化设置为整体式结构。

5.根据权利要求1或2所述的一种自复位高阻尼减震橡胶支座，其特征在于：所述上封板凸面（4）的凸面形状与曲面钢板（7）的上表面形状相一致，曲面钢板（7）的下表面形状与下封板凹面（6）的凹面形状相一致，且曲面钢板（7）的上、下表面形状一致。

6.根据权利要求1所述的一种自复位高阻尼减震橡胶支座，其特征在于：所述曲面钢板（7）为球面钢板结构，曲面钢板（7）的上表面和下表面为形状完全相同的球面。

7.根据权利要求1所述的一种自复位高阻尼减震橡胶支座，其特征在于：所述曲面钢板（7）由中心平面圆形钢板（10）和外围锥面钢板构成，曲面钢板（7）的上表面和下表面形状完全相同。

8.根据权利要求1所述的一种自复位高阻尼减震橡胶支座，其特征在于：所述曲面橡胶层（8）夹设支座上封板（3）、多个曲面钢板（7）、支座下封板（5）之间，曲面橡胶层（8）上下表面的形状与相邻钢板表面的形状相同。