本實用新形屬于橋梁支座技術領域,尤其涉及一種減隔震盆式橡膠支座。
背景技術:
橋梁支座是連接橋梁上部結構和下部結構的重要結構部件,它能將橋梁上部結構的反力和變形(位移和轉角)可靠的傳遞給橋梁下部結構,一般盆式橡膠支座結構包括支座頂板、橡膠板和支座盆腔底板,這種盆式橡膠支座當地震、大風等突發(fā)條件發(fā)生時,不能有效使地震能量消除,或者使能量大幅減小后從墩臺傳遞到梁體,不具備減隔震作用。
為了克服以上缺陷,有的減隔震盆式橡膠支座在原支座下部增加一個下球面摩擦副,即在原支座盆腔底板下部增加一下座板,支座盆腔底板由原來底面為平面改為凸球面從而形成底面為凸球面的盆腔板,與之配合的下座板為對應的凹球面,然后通過在下座板設置限位鋼環(huán),并沿著鋼環(huán)四周布置多顆抗剪螺栓錨固的方式,來限制球面摩擦副在日常及地震狀態(tài)下的活動。存在的問題是:
1.鋼環(huán)受球面分力擠壓,受力復雜,設計值與實際值誤差大;
2.多顆抗剪螺栓由于受力不均,在地震力作用下,抗剪螺栓不會同時剪斷,實際抗剪性能與設計抗剪力存在較大的誤差,從而影響支座的減震效果。
技術實現要素:
本實用新形要解決的技術問題是:提供一種當地震力大于抗剪螺栓設計值時,抗剪螺栓被剪斷,梁體與墩臺隔離,使大部分地震能量無法從墩臺傳遞到梁體的減隔盆式橡膠支座。
本實用新形采取的技術方案是:一種減隔震盆式橡膠支座,包括依次安裝的支座頂板、鋼襯板、橡膠板、支座盆腔和支座底板,所述支座頂板與鋼襯板之間設置平面摩擦副,支座盆腔底面為凸球面,與之配合的支座底板的頂面為對應的凹球面,凸球面與凹球面之間設球面或者柱面摩擦副;支座底板與支座盆腔的中心處通過單顆抗剪螺栓或抗剪銷釘連接錨固。
其進一步的技術方案是:
所述抗剪螺栓或抗剪銷釘對應于支座盆腔凸球面和支座底板凹球面相對滑動面的部位設有環(huán)狀V形凹槽;
更進一步:所述橡膠板上部設置有用于將橡膠板密封在盆腔內部的緊箍圈;
所述鋼襯板的外緣開有環(huán)形凹槽,環(huán)形凹槽將鋼襯板外緣分為上外緣面和下外緣面,上外緣面與支座頂板 1的圍緣之間設置有側面摩擦副;
環(huán)形凹槽與支座盆腔內壁之間設有防塵圈,從而將鋼襯板下外緣面與支座盆腔內壁間的間隙密封。
更進一步:所述盆式橡膠支座為固定盆式支座、單向活動盆式支座或雙向活動盆式支座。
由于采用上述技術方案,本實用新形之減隔震盆式橡膠支座具有如下有益效果:
1.該橡膠支座的支座盆腔和支座底板間設置有球面或柱面摩擦副,球面或柱面摩擦副的球面半徑或柱半徑為R,通過抗剪螺栓或銷釘穿過支座底板并與支座盆腔緊固;
在橋梁正常運行時,抗剪螺栓或銷釘緊固支座底板和支座盆腔,使減隔震盆式橡膠支座具有普通盆式支座的豎向承載,水平位移及轉角完全一樣功能。地震來臨時,當橋梁所承受的水平力大于抗剪螺栓或銷釘剪斷力時,抗剪螺栓或銷釘剪斷,約束失效,支座盆腔在支座底板上面的凹球面或凹柱面內滑動,梁體和墩臺有效隔離,使大部分地震能量無法從墩臺傳遞到梁體;地震過后,在上部結構的重力下支座盆腔與支座底板的球面或圓柱面具有自動復位功能;
采用單顆抗剪螺栓(或銷釘)穿過支座盆腔和支座底板中心并錨固,螺栓的剪應力便于計算,不存在多顆螺栓同時受力,容易導致受力不均的問題,螺栓實際抗剪力與設計值誤差更??;
2.該橡膠支座所采用的抗剪螺栓(或銷釘)在支座盆腔和支座底板的相對滑動面處的部位設計成環(huán)狀的V形凹槽,使螺栓的斷裂部位與設計要求一致,同時可以根據抵抗水平力的設計值的大小,調整V形凹槽的深度即可,不需重新設計支座盆腔和支座底板的螺栓孔,減少模具設計費用,節(jié)約生產成本;
3.該橡膠支座支座頂板和鋼襯板間設置有側面摩擦副,當平面摩擦副隨梁體運動實現滑移時,側面摩擦副起到導向作用,避免梁體被卡死實現位移;
4.橡膠支座的橡膠板上部設置有用于將橡膠板密封在盆腔內部的緊箍圈;鋼襯板的外緣開有環(huán)形凹槽,環(huán)形凹槽將鋼襯板外緣分為上外緣面和下外緣面,上外緣面與支座頂板的圍緣之間設置有側面摩擦副;環(huán)形凹槽與支座盆腔內壁之間設有防塵圈,從而將鋼襯板下外緣面與支座盆腔內壁間的間隙密封,可防止灰塵等雜物進入支座盆腔內部,密封性能好。
附圖說明
圖1為本實用新形之一種減隔震盆式橡膠支座結構示意圖;
圖2為圖1之A部放大圖;
圖3為抗剪螺栓(抗剪銷釘)結構示意圖;
圖中:
1—支座頂板,2—平面摩擦副,3—鋼襯板,4—錨固部件,5—側面摩擦副,6—防塵圈,7—緊箍圈,8—支座盆腔,9—橡膠板,10—球面或柱面摩擦副,11—支座底板,12—抗剪螺栓或抗剪銷釘,121-環(huán)狀V形凹槽。
具體實施方式
一種減隔震盆式橡膠支座,包括依次安裝的支座頂板1、鋼襯板3、橡膠板9、支座盆腔8和支座底板11,所述支座頂板1與鋼襯板3之間設置平面摩擦副2,支座盆腔8底面為凸球面,與之配合的支座底板的頂面為對應的凹球面,凸球面與凹球面之間設球面或者柱面摩擦副10;支座底板與支座盆腔的中心處通過單顆抗剪螺栓或抗剪銷釘12連接錨固。
所述抗剪螺栓或抗剪銷釘12對應于支座盆腔凸球面和支座底板凹球面相對滑動面的部位設有環(huán)狀V形凹槽;
所述橡膠板9上部設置有用于將橡膠板9密封在盆腔內部的緊箍圈7;所述鋼襯板 3的外緣開有環(huán)形凹槽31,環(huán)形凹槽將鋼襯板外緣分為上外緣面32和下外緣面33,上外緣面與支座頂板 1 的圍緣之間設置有側面摩擦副5;環(huán)形凹槽與支座盆腔8內壁之間設有防塵圈6,從而將鋼襯板下外緣面與支座盆腔8內壁間的間隙密封。
所述盆式橡膠支座為固定盆式支座、單向活動盆式支座或雙向活動盆式支座。
本實用新形所提供的減隔震盆式橡膠支座不僅限于上述結構,不管何種形式,只要是支座盆腔下面設置有支座底板,支座盆腔與支座底板用螺栓或銷釘等進行連接錨固達到抗剪作用的結構,都落入本實用新形的保護范圍。
工作原理
隔盆式支座隔震消能原理是利用圓弧面或圓柱面的設計延長結構的振動周期,以大幅度減少結構因地震作用而引起的放大效應,并且支座盆腔8與支座底板11通過圓弧面或圓柱面之間的摩擦來達到消耗地震能量,減少地震能量的輸入,從而保護梁體。地震過后,在上部結構重力勢能的作用下,支座盆腔8與支座底板11的圓弧面或圓柱面具有自動復位功能。
本實用新形之減隔震盆式橡膠支座,將支座底板部件上表面與支座盆腔部件下表面加工成一定半徑 R 的配合球面或者柱面摩擦副,在借鑒單擺簡諧運動原理:
支座盆腔凸球面或凸柱面在支座底板凹球面或凹柱面上滑動時具有一定隔震周期,從而延長結構的振動周期,,大幅度減少結構因地震作用而引起的放大效應,保護梁體的安全。地震過后,在上部結構的重力下支座盆腔與支座底板的球面或圓柱面具有自動復位功能。