一種鋼阻尼復(fù)合滑板橡膠支座及其阻尼方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種鋼阻尼復(fù)合滑板橡膠支座，屬于橋梁工程減震【技術(shù)領(lǐng)域】，包括：支座上板、支座下板和滑板橡膠支座，滑板橡膠支座位于支座上板、支座下板之間中部，縱向阻尼元件和橫向鋼阻尼元件兩端間隔連接于支座上板和支座下板，所述橫向鋼阻尼元件中心對(duì)稱的兩端部通過滑動(dòng)栓置于支座上板上的橫向滑槽內(nèi)，所述縱向鋼阻尼元件和橫向鋼阻尼元件的其他端部通過固定螺栓固定。附加的縱向和橫向鋼阻尼元件由于受到較大的載荷作用而發(fā)生彈塑性變形，通過這樣的變形提供一定的抗力，并消耗一部分地震能量，達(dá)到減震的目的。該支座結(jié)構(gòu)形式簡單、工作原理明確、外觀更為美觀、安裝更為方便。
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種新型橋梁滑板橡膠支座結(jié)構(gòu)及其阻尼方法，具體地說是一種增加 了可定量設(shè)計(jì)側(cè)向剛度的滑板橡膠支座及其阻尼方法，屬于橋梁工程減震【技術(shù)領(lǐng)域】。 一種鋼阻尼復(fù)合滑板橡膠支座及其阻尼方法

【背景技術(shù)】
[0002] 目前，現(xiàn)有技術(shù)在橋梁工程減震【技術(shù)領(lǐng)域】主要是應(yīng)用摩擦力原理和摩擦力結(jié)合擋 塊等原理，實(shí)現(xiàn)減震目的，如現(xiàn)有技術(shù)（申請(qǐng)?zhí)?01020062560. 7)高阻尼減隔震板式橡膠支 座，通過摩擦力來增大水平位移阻力，這對(duì)摩擦材料的性能要求較高,使用不當(dāng)會(huì)造成摩擦 力較小而產(chǎn)生較大滑移，使得橡膠支座的阻尼性能無法發(fā)揮；另外，由于墩臺(tái)的不均勻沉降 等因素影響，常出現(xiàn)壓偏現(xiàn)象，壓偏及壓偏后因應(yīng)力集中而產(chǎn)生的龜裂老化現(xiàn)象普遍存在， 影響橋梁支座的正常使用功能和壽命。特別在高地震烈度（E2)難以達(dá)到設(shè)計(jì)所要求的抗 震效果。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明針對(duì)E2地震條件下現(xiàn)有橋梁滑板橡膠支座缺乏足夠側(cè)向剛度的特性，提 供了一種能在E2地震條件下通過附加的阻尼元件提供足夠抗力的新型附加鋼阻尼復(fù)合滑 板橡膠支座。
[0004] 本發(fā)明的技術(shù)方案如下： 一種鋼阻尼復(fù)合滑板橡膠支座，包括：支座上板、支座下板和滑板橡膠支座，滑板橡膠 支座位于支座上板、支座下板之間固定于支座下板中部，縱向阻尼元件和橫向鋼阻尼元件 兩端間隔連接于支座上板和支座下板，所述橫向鋼阻尼元件中心對(duì)稱的兩端部通過滑動(dòng)栓 置于支座上板上的橫向滑槽內(nèi)，所述縱向鋼阻尼元件和橫向鋼阻尼元件的其他端部通過固 定螺栓固定。
[0005] 進(jìn)一步，縱向阻尼元件和橫向鋼阻尼元件形狀為彎曲條。
[0006] 支座上板與滑板橡膠支座之間設(shè)置有不銹鋼板和耐磨板，不銹鋼板固定在支座上 板上，耐磨板固定在滑板橡膠支座上。
[0007] 為了調(diào)節(jié)因阻尼元件厚度與標(biāo)準(zhǔn)板式支座中支座上板和支座下板堅(jiān)向距離不一 致導(dǎo)致的間隙，可根據(jù)實(shí)際空間狀況設(shè)計(jì)用于彌補(bǔ)間隙的墊塊，固定螺栓與縱向鋼阻尼元 件或橫向鋼阻尼元件之間設(shè)有墊塊。
[0008] 滑槽長度根據(jù)橋梁由于溫度變化引起的梁體長度變化的情況確定，滑槽長度可確 定為橋梁單跨長度的〇. 5%。至10%。。
[0009] 縱向鋼阻尼元件和橫向鋼阻尼元件可以選擇相同規(guī)格也可以不同規(guī)格，縱向鋼阻 尼元件或橫向鋼阻尼元件成對(duì)相對(duì)支座中心對(duì)稱布置。
[0010] 優(yōu)選地，為了保證滑槽與滑動(dòng)栓之間的滑動(dòng)順暢，不受外界沙塵等雜物沉積的影 響，滑槽須設(shè)置于支座上板。
[0011] 優(yōu)選地，鋼阻尼元件的設(shè)計(jì)不完全依賴滑板橡膠支座的結(jié)構(gòu)與性能，具有較大的 靈活性。
[0012] 1、在原有滑板橡膠支座的基礎(chǔ)上增加了縱橋向和橫橋向的鋼阻尼元件，增大了原 有支座的水平剛度。
[0013] 2、裝置中滑槽與滑動(dòng)栓的配合設(shè)計(jì)，使得不同方向（縱橋向和橫橋向）的鋼阻尼元 件在彈塑性變形過程中所產(chǎn)生抗力之間可以產(chǎn)生解耦作用（不同方向的力不會(huì)或只發(fā)生很 小程度的疊 加。） 一種利用上述鋼阻尼復(fù)合滑板橡膠支座的阻尼方法，通過在支座上板與支座下板之間 的滑板橡膠支座下設(shè)置縱向阻尼元件，并在縱向阻尼元件旁邊設(shè)置橫向鋼阻尼元件，通過 附加的橫向鋼阻尼元件和縱向鋼阻尼元件的聯(lián)合作用，在非正常工作情況下，對(duì)支座的變 形提供阻尼作用，達(dá)到減震的目的。
[0014] 優(yōu)選地，在支座正常工作或E1地震(常遇地震）條件下，通過附加的鋼阻尼元件和 滑板橡膠支座主體能夠完成承載和一定程度側(cè)向變形的需要。當(dāng)發(fā)生E2地震(罕遇地震） 時(shí)，在梁體巨大慣性力的作用下，滑板橡膠支座主體的不銹鋼板與耐磨板對(duì)磨產(chǎn)生的摩擦 力引起側(cè)向剛度有限，不足以提供所需的抗力來限制梁體的水平位移，此時(shí)，附加的橫向鋼 阻尼元件和縱向鋼阻尼元件由于受到較大的載荷作用而發(fā)生彈塑性變形，通過這樣的變形 提供一定的抗力，并消耗一部分地震能量，達(dá)到減震的目的。
[0015] 優(yōu)選地，所述橫向鋼阻尼元件和縱向鋼阻尼元件的性能與結(jié)構(gòu)可以根據(jù)不同橋的 實(shí)際需要進(jìn)行分別設(shè)計(jì)；其中橫向鋼阻尼元件中心對(duì)稱的兩端部通過滑動(dòng)栓置于支座上板 上的橫向滑槽內(nèi)，縱向鋼阻尼元件和橫向鋼阻尼元件的其他端部通過固定螺栓固定。
[0016] 優(yōu)選地，為了調(diào)節(jié)因阻尼元件厚度與標(biāo)準(zhǔn)板式支座中支座上板和支座下板堅(jiān)向距 離不一致導(dǎo)致的間隙，在固定螺栓與縱向鋼阻尼元件或橫向鋼阻尼元件之間設(shè)有墊塊，通 過墊塊彌補(bǔ)間隙。
[0017] 本發(fā)明取得了以下的技術(shù)效果： 1、本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，減隔震性能穩(wěn)定可靠。
[0018] 2、通過附加鋼阻尼的形式為現(xiàn)有滑板橡膠支座提供了額外的側(cè)向剛度，對(duì)其性能 有較大提升，能拓寬滑板橡膠支座的應(yīng)用范圍。
[0019] 3、新型附加鋼阻尼復(fù)合滑板橡膠支座將附加鋼阻尼元件與滑板橡膠支座采用一 體化設(shè)計(jì)、安裝，外觀更美觀，安裝更方便。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0020] 圖1為一種鋼阻尼復(fù)合滑板橡膠支座前視透視圖 圖2為一種鋼阻尼復(fù)合滑板橡膠支座俯視透視圖和局部放大圖 圖3為一種鋼阻尼復(fù)合滑板橡膠支座連接俯視圖（隱去支座上板） 圖4為一種鋼阻尼復(fù)合滑板橡膠支座支座上板仰視圖和截面圖 圖1-圖4中：1_支座上板2-支座下板3-縱向鋼阻尼元件4-橫向鋼阻尼元件5-滑 槽6-固定螺栓7-滑動(dòng)栓8-墊塊9-滑板橡膠支座10-耐磨板11-不銹鋼板。

【具體實(shí)施方式】
[0021] 下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。應(yīng)當(dāng)理解，優(yōu)選實(shí)施例僅為了 說明本發(fā)明，而不是為了限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0022] 如圖1-圖4所示，本發(fā)明一種鋼阻尼復(fù)合滑板橡膠支座，包括：支座上板1、支座 下板2、滑板橡膠支座9、不銹鋼板11和耐磨板10,支座上板1、支座下板2之間中部設(shè)有不 銹鋼板11、耐磨板10和滑板橡膠支座9,不銹鋼板11通過固定螺栓6固定在支座上板1上， 耐磨板10通過固定螺栓6固定在滑板橡膠支座9上，滑板橡膠支座9通過固定螺栓6固定 在支座下板2上，所述C型縱向阻尼元件3和C型橫向鋼阻尼元件4各兩個(gè)，規(guī)格相同，關(guān) 于支板中心對(duì)稱設(shè)置，兩端間隔連接于支座上板1和支座下板2,所述橫向鋼阻尼元件4中 心對(duì)稱的兩端部通過滑動(dòng)栓7置于支座上板1上的橫向滑槽5內(nèi)，所述縱向鋼阻尼元件3 和橫向鋼阻尼元件4的其他端部通過固定螺栓6固定。
[0023] 為了調(diào)節(jié)因阻尼元件厚度與標(biāo)準(zhǔn)板式支座中支座上板1和支座下板2堅(jiān)向距離不 一致導(dǎo)致的間隙，根據(jù)實(shí)際空間狀況設(shè)計(jì)用于彌補(bǔ)間隙的墊塊8，固定螺栓6與縱向鋼阻 尼元件3和橫向鋼阻尼元件4之間設(shè)有墊塊8?；?長度為橋梁單跨長度的5%。。
[0024] 在正常工作及E1地震(常遇地震）條件下，由于梁體的熱脹冷縮、徐變以及地震作 用等因素影響，縱橋向會(huì)發(fā)生一定的變形(位）--支座主體9與支座上板1上的不銹鋼板 12之間產(chǎn)生滑動(dòng)變位，此時(shí)縱向剛阻尼元件3和滑板橡膠支座9通過其變形適應(yīng)這種變化， 且能夠提供一定的抗力和恢復(fù)力。同時(shí)在此工況下，梁體的橫向變形(位)一般很小，由圖2 可知由于橫向鋼阻尼元件4 一端置于滑槽5內(nèi)，且其兩端中心孔圓心連線與縱橋向垂直，這 種條件下橫向鋼阻尼元件4不發(fā)生彈塑性變形，不會(huì)對(duì)梁體縱向產(chǎn)生較大抗力。
[0025] 而當(dāng)發(fā)生E2地震(罕遇地震）時(shí)，因橋梁的慣性力巨大，梁體在橫橋向會(huì)發(fā)生較大 的位移，此時(shí)橫向鋼阻尼元件4兩端受到拉(壓）作用，產(chǎn)生較大彈塑性變形，為梁體提供足 夠橫向抗力并耗散一部分地震能量。此時(shí)的縱向鋼阻尼元件3兩端中心孔圓心連線與縱橋 向夾角較小，縱橋向鋼阻尼元件3產(chǎn)生的抗力與橫向鋼阻尼元件4的抗力相比可以忽略，這 樣該裝置就實(shí)現(xiàn)了縱向和橫向抗力的正交分解。
[0026] 通過上述實(shí)例可以看出，本發(fā)明涉及一種利用上述鋼阻尼復(fù)合滑板橡膠支座的阻 尼方法，通過在支座上板與支座下板之間的滑板橡膠支座下設(shè)置縱向阻尼元件，并在縱向 阻尼元件旁邊設(shè)置橫向鋼阻尼元件，通過附加的橫向鋼阻尼元件和縱向鋼阻尼元件的聯(lián)合 作用，在非正常工作情況下，對(duì)支座的變形提供阻尼作用，達(dá)到減震的目的。
[0027] 優(yōu)選地，在支座正常工作或E1地震(常遇地震）條件下，通過附加的鋼阻尼元件和 滑板橡膠支座主體能夠完成承載和一定程度側(cè)向變形的需要。當(dāng)發(fā)生E2地震(罕遇地震） 時(shí)，在梁體巨大慣性力的作用下，滑板橡膠支座主體的不銹鋼板與耐磨板對(duì)磨產(chǎn)生的摩擦 力引起側(cè)向剛度有限，不足以提供所需的抗力來限制梁體的水平位移，此時(shí)，附加的橫向鋼 阻尼元件和縱向鋼阻尼元件由于受到較大的載荷作用而發(fā)生彈塑性變形，通過這樣的變形 提供一定的抗力，并消耗一部分地震能量，達(dá)到減震的目的。
[0028] 優(yōu)選地，橫向鋼阻尼元件和縱向鋼阻尼元件的性能與結(jié)構(gòu)可以根據(jù)不同橋的實(shí)際 需要進(jìn)行分別設(shè)計(jì)；所述橫向鋼阻尼元件和縱向鋼阻尼元件的性能與結(jié)構(gòu)可以根據(jù)不同橋 的實(shí)際需要進(jìn)行分別設(shè)計(jì)；其中橫向鋼阻尼元件中心對(duì)稱的兩端部通過滑動(dòng)栓置于支座上 板上的橫向滑槽內(nèi)，縱向鋼阻尼元件和橫向鋼阻尼元件的其他端部通過固定螺栓固定。
[0029] 優(yōu)選地，為了調(diào)節(jié)因阻尼元件厚度與標(biāo)準(zhǔn)板式支座中支座上板和支座下板堅(jiān)向距 離不一致導(dǎo)致的間隙，在固定螺栓與縱向鋼阻尼元件或橫向鋼阻尼元件之間設(shè)有墊塊，通 過墊塊彌補(bǔ)間隙。
[0030] 優(yōu)選地，鋼阻尼元件的設(shè)計(jì)不完全依賴滑板橡膠支座的結(jié)構(gòu)與性能，具有較大的 靈活性。
[0031] 1、在原有滑板橡膠支座的基礎(chǔ)上增加了縱橋向和橫橋向的鋼阻尼元件，增大了原 有支座的水平剛度。
[0032] 2、裝置中滑槽與滑動(dòng)栓的配合設(shè)計(jì)，使得不同方向（縱橋向和橫橋向）的鋼阻尼元 件在彈塑性變形過程中所產(chǎn)生抗力之間可以產(chǎn)生解耦作用（不同方向的力不會(huì)或只發(fā)生很 小程度的疊加)。
【權(quán)利要求】
1. 一種鋼阻尼復(fù)合滑板橡膠支座，包括：支座上板（1)、支座下板（2)和滑板橡膠支座 (9)，所述滑板橡膠支座（9)位于支座上板（1)、支座下板（2)之間固定于支座下板（2)中部， 其特征在于：所述縱向阻尼元件（3)和橫向鋼阻尼元件（4)兩端間隔連接于支座上板（1) 和支座下板（2)，所述橫向鋼阻尼元件（4)中心對(duì)稱的兩端部通過滑動(dòng)栓（7)置于支座上板 (1)上的橫向滑槽（5)內(nèi)，所述縱向鋼阻尼元件（3)和橫向鋼阻尼元件（4)的其他端部通過 固定螺栓（6)固定。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼阻尼復(fù)合滑板橡膠支座，其特征在于，所述縱向阻尼元件 (3)和橫向鋼阻尼元件（4)形狀為彎曲條。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼阻尼復(fù)合滑板橡膠支座，其特征在于，支座上板（1)與滑板 橡膠支座（9)之間設(shè)置有不銹鋼板（11)和耐磨板（10)，所述不銹鋼板（11)固定在支座上板 (1)上，耐磨板（10)固定在滑板橡膠支座（9)上。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼阻尼復(fù)合滑板橡膠支座，其特征在于，固定螺栓（6)與縱向 鋼阻尼元件（3 )或橫向鋼阻尼元件（4 )之間設(shè)有墊塊（8 )。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼阻尼復(fù)合滑板橡膠支座，其特征在于，滑槽（5)長度為橋梁 單跨長度的0.5%。至10%。。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼阻尼復(fù)合滑板橡膠支座，其特征在于，所述縱向鋼阻尼元 件（3 )或橫向鋼阻尼元件（4 )成對(duì)相對(duì)支座中心對(duì)稱布置。
7. -種利用權(quán)利要求1所述鋼阻尼復(fù)合滑板橡膠支座的阻尼方法，通過在支座上板與 支座下板之間的滑板橡膠支座下設(shè)置縱向阻尼元件，并在縱向阻尼元件旁邊設(shè)置橫向鋼阻 尼元件，通過附加的橫向鋼阻尼元件和縱向鋼阻尼元件的聯(lián)合作用，在非正常工作情況下， 對(duì)支座的變形提供阻尼作用，達(dá)到減震的目的。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的阻尼方法，其特征在于，在支座正常工作或E1地震條件下，通 過附加的鋼阻尼元件和滑板橡膠支座主體能夠完成承載和一定程度側(cè)向變形的需要；當(dāng)發(fā) 生E2地震時(shí)，在梁體巨大慣性力的作用下，滑板橡膠支座主體的不銹鋼板與耐磨板對(duì)磨產(chǎn) 生的摩擦力引起側(cè)向剛度有限，不足以提供所需的抗力來限制梁體的水平位移，此時(shí)，附加 的橫向鋼阻尼元件和縱向鋼阻尼元件由于受到較大的載荷作用而發(fā)生彈塑性變形，通過這 樣的變形提供一定的抗力，并消耗一部分地震能量，達(dá)到減震的目的。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的阻尼方法，其特征在于，橫向鋼阻尼元件和縱向鋼阻尼元件 的性能與結(jié)構(gòu)根據(jù)不同橋的實(shí)際需要進(jìn)行分別設(shè)計(jì)；其中所述橫向鋼阻尼元件和縱向鋼阻 尼元件的性能與結(jié)構(gòu)可以根據(jù)不同橋的實(shí)際需要進(jìn)行分別設(shè)計(jì)；其中橫向鋼阻尼元件中心 對(duì)稱的兩端部通過滑動(dòng)栓置于支座上板上的橫向滑槽內(nèi)，縱向鋼阻尼元件和橫向鋼阻尼元 件的其他端部通過固定螺栓固定。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的阻尼方法，其特征在于，為了調(diào)節(jié)因阻尼元件厚度與標(biāo)準(zhǔn)板 式支座中支座上板和支座下板堅(jiān)向距離不一致導(dǎo)致的間隙，在固定螺栓與縱向鋼阻尼元件 或橫向鋼阻尼元件之間設(shè)有墊塊，通過墊塊彌補(bǔ)間隙。
【文檔編號(hào)】E01D19/04GK104120650SQ201410375820
【公開日】2014年10月29日 申請(qǐng)日期:2014年8月1日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月1日
【發(fā)明者】張銀喜, 陳彥北, 郭強(qiáng), 王偉強(qiáng), 孔令俊, 郝紅肖, 何俊 申請(qǐng)人:株洲時(shí)代新材料科技股份有限公司