專利名稱：外置彈性復(fù)位裝置的自復(fù)位減震支座的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于土木工程、地震工程技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種將地震作用下限位、 自動(dòng)復(fù)位結(jié)合起來(lái)的新型減隔震支座特別涉及一種外置彈性復(fù)位裝置的自復(fù)位減隔震支座。
背景技術(shù)：
近幾十年來(lái)，減隔震支座作為橋梁減隔震的重要措施，獲得了越來(lái)越多的重視，并取得了重大的發(fā)展。盆式橡膠支座、鉛芯橡膠支座、FPS (摩擦擺錘體系)逐步得到了廣泛的應(yīng)用，并成為了國(guó)內(nèi)外橋梁支座的主流。在幾種減隔震支座中，盆式橡膠支座在遭遇地震或重大的振動(dòng)性沖擊時(shí)，上、下座板之間的水平位移得不到有效的緩沖，支座位移過(guò)大；鉛芯橡膠支座耗能能力強(qiáng)，溫度、徐變等蠕變變形引起的支座次內(nèi)力較小，但支座的剪切性能受豎向荷載的影響較大，且隨著鉛芯的增加，支座自恢復(fù)能力逐漸減弱，不能在具有多頻譜效應(yīng)的地震動(dòng)中有效的減隔震；FPS (摩擦擺錘體系)的自恢復(fù)能力強(qiáng)、摩擦耗能性能穩(wěn)定，但是在摩擦耗能的過(guò)程中會(huì)導(dǎo)致梁端的豎向位移而產(chǎn)生次內(nèi)力。目前國(guó)內(nèi)常用的盆式抗震支座、球鋼減隔震支座，在地震作用下，依靠上、下座板之間相互滑動(dòng)時(shí)在接觸面處摩擦耗能，從而消耗地震的能量，減小結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)，起到減隔震的作用。采用盆式支座或者球鋼支座，具有位移能力大，支座性能相對(duì)較為穩(wěn)定的特
點(diǎn)ο但是，對(duì)于上述盆式或者球鋼支座，支座的自復(fù)位能力差，并且在地震作用下支座容易發(fā)生落梁，地震作用后往往需要對(duì)支座進(jìn)行復(fù)位工作，因此有必要對(duì)工作進(jìn)行進(jìn)一步改進(jìn)。實(shí)現(xiàn)支座的自動(dòng)復(fù)位，減少震后的維修工作。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種不僅能夠在地震作用下能夠滑動(dòng)消耗地震能量， 減少地震對(duì)結(jié)構(gòu)的作用，而且能夠有效地保障支座位移在一定的范圍之內(nèi)的外置彈性復(fù)位裝置的自復(fù)位減震支座。為達(dá)到以上目的，本實(shí)用新型采用的解決方案是充分依據(jù)普通盆式支座或球鋼支座的位移能力大、受力性能較穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)，在支座的下底板設(shè)置一水平短柱，利用水平短柱外部套裝彈簧置于支座下部并且與支座頂板相互連接。將復(fù)位彈簧外套在水平短柱上使得彈簧性能得到有效保障。在地震作用下，支座能夠發(fā)生滑動(dòng)，摩擦耗能，當(dāng)支座偏離時(shí)彈簧能夠提供恢復(fù)力能夠使橋梁的主梁在地震的作用過(guò)程中與地震作用后支座能有效地復(fù)位而基本不發(fā)生偏離，從而保障橋梁震后的通行能力；同時(shí)在地震作用下，支座兩端擋塊將限制支座的上下相對(duì)位移在一定的范圍之內(nèi)(位移變化能力可以依據(jù)要求進(jìn)行設(shè)計(jì))，有效防止地震作用下梁體發(fā)生落梁的這一常見(jiàn)地震破壞形式，而且由于彈簧的存在，擋塊之間的沖擊力得到有效緩沖減小結(jié)構(gòu)反應(yīng)。從而保障這一生命線工程的在地震災(zāi)害后通行能力，有力的保障對(duì)災(zāi)區(qū)的救援等工作。[0007]據(jù)此，本實(shí)用新型提出的外置彈性復(fù)位裝置的自復(fù)位減震支座，包括具有座腔的下座板、上座板和依次疊置于所述座腔內(nèi)的第一緩沖板、中間板、減磨板以及第二緩沖板。 其特征在于還包括有水平短柱、復(fù)位彈簧、縱向擋塊和擋塊；所述上座板縱向兩側(cè)下方各錨固有一組縱向設(shè)置的擋塊，其高度應(yīng)能保證在減震支座移位時(shí)能夠與下座板有合適的接觸；上座板縱向兩側(cè)開(kāi)槽，槽內(nèi)設(shè)有連接構(gòu)件；下座板兩側(cè)對(duì)稱設(shè)置有擋塊，兩個(gè)擋塊之間設(shè)有水平短柱，水平短柱外套有兩個(gè)復(fù)位彈簧，復(fù)位彈簧采用水平短柱進(jìn)行定位；復(fù)位彈簧與擋塊同方向設(shè)置，限制支座位移在指定范圍之內(nèi)；兩個(gè)復(fù)位彈簧對(duì)稱布置于豎向短柱兩側(cè)，兩個(gè)復(fù)位彈簧間設(shè)有圓環(huán)，復(fù)位彈簧一端固結(jié)在擋塊上，另一端固結(jié)在圓環(huán)上，豎向短柱上部與連接構(gòu)件固結(jié)，下部與圓環(huán)固結(jié)；圓環(huán)與水平短柱之間適當(dāng)接觸，能夠相對(duì)滑動(dòng)。本實(shí)用新型中，位于兩個(gè)擋塊之間的水平短柱可為一個(gè)或多個(gè)，多個(gè)水平短柱并聯(lián)排列，每個(gè)水平短柱上的復(fù)位彈簧的數(shù)量可為兩個(gè)或多個(gè)，相應(yīng)豎向短柱為一個(gè)或多個(gè)， 形成復(fù)位裝置的并聯(lián)。本實(shí)用新型中，當(dāng)水平短柱成筒狀時(shí)，復(fù)位彈簧置于水平短柱的筒狀結(jié)構(gòu)內(nèi)部。本實(shí)用新型中，豎向短柱、下部呈一圓環(huán)并套在水平短柱上，使兩個(gè)構(gòu)件之間能夠相對(duì)滑動(dòng)，而且將套裝在水平短柱上的彈簧的另一端與圓環(huán)相連接。從而支座上下發(fā)生相對(duì)位移時(shí)復(fù)位彈簧能有效提供恢復(fù)力。本實(shí)用新型中，下座板的四個(gè)角部各開(kāi)設(shè)有第一螺栓孔，下座板通過(guò)螺栓、第一螺栓孔固定于建筑物上。本實(shí)用新型中，上座板的四個(gè)角部各開(kāi)設(shè)有第二螺栓孔，上座板通過(guò)螺栓、第二螺栓孔固定于建筑物上。本實(shí)用新型中，擋塊內(nèi)側(cè)粘結(jié)有第三緩沖板。第三緩沖板為橡膠板，通過(guò)高分子聚合材料分別粘結(jié)在縱向擋塊內(nèi)側(cè)。本實(shí)用新型中，所述第一緩沖板與中間板之間第一緩沖板為橡膠板，所述中間板面向所述減磨板的一個(gè)表面構(gòu)成有一滑板腔，中間板設(shè)有密封圈，所述為鋼板。本實(shí)用新型中，所述減磨板設(shè)在所述的滑板腔內(nèi)，減磨板為聚四氟乙烯板或高分子耐磨板。本實(shí)用新型中，所述第二緩沖板為不銹鋼板。本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案的優(yōu)點(diǎn)1)當(dāng)支座發(fā)生變形時(shí)能夠提供自復(fù)位力，能夠有效地使支座在地震過(guò)程中或者在地震后使得支座上座板可靠復(fù)位，不僅能夠使得支座在地震過(guò)程中具有穩(wěn)定的隔震性能，使滑動(dòng)支座與固定支座能夠很好的協(xié)同受力，而且能有效地避免支座在震后的復(fù)位工作。2)通過(guò)擋塊限制位移，使得支座變位在一定的范圍之內(nèi)，從而有效防止地震作用下發(fā)生落梁這一常見(jiàn)的地震災(zāi)害。3)復(fù)位彈簧的存在有效地減小了擋塊發(fā)生限位作用時(shí)產(chǎn)生的沖擊作用，從而減小動(dòng)力放大系數(shù)，減小結(jié)構(gòu)的地震響應(yīng)。4)彈簧能穩(wěn)定的提供復(fù)位力，不會(huì)受支座受力變化而發(fā)生很大變化，而且避免了 FPS支座在產(chǎn)生復(fù)位力同時(shí)產(chǎn)生豎向次內(nèi)力的缺點(diǎn)。總之，本實(shí)用新型適用于鐵路橋、公路橋、城市高架橋以及各種大型懸架結(jié)構(gòu)之類的建筑物上，起減震作用。

圖1為本實(shí)用新型橫向的實(shí)施組裝結(jié)構(gòu)圖示。圖2為本實(shí)用新型縱向的實(shí)施組裝結(jié)構(gòu)圖示。圖3為本實(shí)用新型俯視圖。圖中標(biāo)號(hào)1為下座板，2為上座板，3為第一緩沖板，4為中間板，5為減磨板，6為第二緩沖板，7為水平短柱，8為縱向擋塊，9為復(fù)位彈簧，10為豎向短柱與上座板的連接構(gòu)件，11為第三緩沖板，12為第一螺栓孔，13為螺栓，14為第二螺栓孔，15為擋塊，16為槽，17 為圓環(huán)，18為密封圈，19為豎向短柱。
具體實(shí)施方式
為了使專利局的審查員尤其是公眾能夠更加清楚地理解本實(shí)用新型的技術(shù)實(shí)質(zhì)和有益效果，申請(qǐng)人將在下面以實(shí)施例的方式結(jié)合附圖作詳細(xì)說(shuō)明，但是對(duì)實(shí)施例的描述均不是對(duì)本實(shí)用新型方案的限制，任何依據(jù)本實(shí)用新型構(gòu)思所作出的僅僅為形式上的而非實(shí)質(zhì)性的等效變換都應(yīng)視為本實(shí)用新型的技術(shù)方案范疇。實(shí)施例1 請(qǐng)見(jiàn)圖1和圖2，以及圖3，一矩形的下座板1，在使用狀態(tài)下與橋梁的橋墩固定，為此在下座板1的四個(gè)角部各開(kāi)設(shè)有第一螺栓孔12，用螺栓13將下座板1與橋墩上的預(yù)埋件固定。在下座板1朝向上的一側(cè)的中央挖空形成有一環(huán)狀的座腔，在該座腔內(nèi)自下而上地依次設(shè)置第一緩沖板3、中間板4、減磨板5和第二緩沖板6。第一緩沖板3為橡膠板，中間板4為鋼板，減磨板5為聚四氟乙烯板或高分子耐磨板，第二緩沖板6為不銹鋼板。其中，在第一緩沖板3與中間板4之間設(shè)置有密封圈18，以及，中間板4形成有一滑板腔，減磨板5位于該滑板腔內(nèi)。一矩形的上座板2，在使用狀態(tài)下與橋梁的主梁底面(也稱橋梁的梁體)固定，為此在上座板2的四個(gè)角部各開(kāi)設(shè)有一第二螺栓孔14，用螺栓將上座板2與主梁底面固定。(上述與普通盆式支座構(gòu)造基本相同)。由圖1和圖2以及圖3共同示意，在上座板2開(kāi)槽16安裝豎向短柱19，豎向短柱 19與上座板2在縱向固定約束，在橫向?yàn)殂q接。在下座板1對(duì)稱設(shè)置有擋塊15，兩個(gè)擋塊 15之間設(shè)置有水平短柱7，每一水平短柱7外邊環(huán)繞兩個(gè)復(fù)位彈簧9，復(fù)位彈簧9內(nèi)部直徑與水平短柱7外徑相適宜。兩個(gè)復(fù)位彈簧9之間設(shè)有一圓環(huán)17，內(nèi)徑與水平短柱7相適應(yīng)， 二者之間能夠發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，圓環(huán)17與豎向短柱19固結(jié)在一起；復(fù)位彈簧9兩端分別固定在圓環(huán)17與擋塊15上。水平短柱7有效保證復(fù)位彈簧9工作時(shí)的性能穩(wěn)定性，防止在地震作用下復(fù)位彈簧9發(fā)生彎曲等而不能有效提供恢復(fù)力。擋塊8錨固于上座板2上，其高度應(yīng)能保證在支座移位時(shí)能夠與下座板1有合適的接觸，以便能成功限位。第三緩沖板11以有機(jī)高分子粘結(jié)材料粘結(jié)于擋塊內(nèi)側(cè)。擋塊 8的位置和復(fù)位彈簧9的自由長(zhǎng)度應(yīng)該按照支座上、下座板設(shè)計(jì)允許的最大水平位移來(lái)確定，并使得復(fù)位彈簧9的極限變形能力與擋塊8限位位移相適應(yīng)，擋塊15協(xié)同限制縱向位移。彈簧擋塊15的位置依據(jù)彈簧9的長(zhǎng)度確定。擋塊15可以依據(jù)需要同時(shí)兼顧作為橫向擋塊的作用，豎向短柱19也具有較好的橫向限位能力。[0032]在地震發(fā)生之前的正常狀態(tài)下，本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)的自復(fù)位減震支座基本只發(fā)揮普通盆式支座的作用。當(dāng)?shù)卣鸢l(fā)生時(shí)，支座上座板2與下座板1發(fā)生相對(duì)位移，從而導(dǎo)致豎向短柱19協(xié)同帶動(dòng)彈簧9發(fā)生變形，提供支座的自復(fù)位力，且支座變形越大復(fù)力就越大。當(dāng)支座變形達(dá)到一定值后縱向擋塊發(fā)生作用，有效地限制支座變形在一定的范圍之內(nèi)，有效地防止結(jié)構(gòu)發(fā)生落梁這一十分常見(jiàn)的地震災(zāi)害，同時(shí)保障了彈簧處在有效工作范圍之內(nèi)。在地震作用下自復(fù)位減震支座在提供自復(fù)位力的同時(shí)還能有效地使橋梁等結(jié)構(gòu)在地震作用下協(xié)同受力，有效克服了固定支座與滑動(dòng)支座受力不均勻的缺點(diǎn)，減小安裝固定支座處的結(jié)構(gòu)受力不利。
權(quán)利要求1.一種外置彈性復(fù)位裝置的自復(fù)位減震支座，包括具有座腔的下座板(1)、上座板O) 和依次疊置于所述座腔(30)內(nèi)的第一緩沖板(3)、中間板0)、減磨板(5)以及第二緩沖板 (6)；其特征在于還包括有水平短柱(7)、復(fù)位彈簧(9)、縱向擋塊⑶和擋塊(15)；所述上座板( 縱向兩側(cè)下方各錨固有一組縱向設(shè)置的擋塊(8)，其高度應(yīng)能保證在減震支座移位時(shí)能夠與下座板⑴有合適的接觸；上座板⑵縱向兩側(cè)開(kāi)槽(16)，槽(16)內(nèi)設(shè)有連接構(gòu)件(10)；下座板⑴兩側(cè)對(duì)稱設(shè)置有擋塊(15)，兩個(gè)擋塊(15)之間設(shè)有水平短柱(7)， 水平短柱(7)外套有兩個(gè)復(fù)位彈簧(9)，復(fù)位彈簧(9)采用水平短柱(7)進(jìn)行定位；復(fù)位彈簧(9)與擋塊(8)同方向設(shè)置，限制支座位移在指定范圍之內(nèi)；兩個(gè)復(fù)位彈簧(9)對(duì)稱布置于豎向短柱(19)兩側(cè)，兩個(gè)復(fù)位彈簧(9)間設(shè)有圓環(huán)(17)，復(fù)位彈簧(9) 一端固結(jié)在擋塊 (15)上，另一端固結(jié)在圓環(huán)(17)上，豎向短柱(19)上部與連接構(gòu)件(10)固結(jié)，下部與圓環(huán) (17)固結(jié)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的外置彈性復(fù)位裝置的自復(fù)位減震支座，其特征在于位于兩個(gè)擋塊(1 之間的水平短柱(7)為1個(gè)或多個(gè)，多個(gè)水平短柱(7)并聯(lián)排列，相應(yīng)的復(fù)位彈簧(9)的數(shù)量為2個(gè)或多個(gè)，豎向短柱(19)為1個(gè)或多個(gè)，形成復(fù)位裝置的并聯(lián)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的外置彈性復(fù)位裝置的自復(fù)位減震支座，其特征在于當(dāng)水平短柱(7)成筒狀時(shí)，復(fù)位彈簧(9)置于水平短柱(7)的筒狀結(jié)構(gòu)內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的外置彈性復(fù)位裝置的自復(fù)位減震支座，其特征在于下座板(1)的四個(gè)角部各開(kāi)設(shè)有第一螺栓孔(12)，下座板(1)通過(guò)螺栓(13)、第一螺栓孔(12)固定于建筑物上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的外置彈性復(fù)位裝置的自復(fù)位減震支座，其特征在于上座板(2)的四個(gè)角部各開(kāi)設(shè)有第二螺栓孔(14)，上座板(2)通過(guò)螺栓(13)、第二螺栓孔(14)固定于建筑物上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的外置彈性復(fù)位裝置的自復(fù)位減震支座，其特征在于縱向擋塊 (8)內(nèi)側(cè)粘結(jié)有第三緩沖板(11)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種外置彈性復(fù)位裝置的自復(fù)位減震支座。包括下座板、上座板、縱向擋塊、緩沖板、中間板、減磨板、復(fù)位彈簧，還包括傳力與定位的短柱。本實(shí)用新型能消耗地震發(fā)生時(shí)對(duì)橋梁所產(chǎn)生的作用能量，當(dāng)支座位移較大時(shí)，縱向擋塊與下座板接觸限制上部結(jié)構(gòu)繼續(xù)位移，支座位移限定在指定的范圍之內(nèi)，兩組復(fù)位彈簧產(chǎn)生自復(fù)位力，與縱向擋塊一起參與受力與縱向擋塊聯(lián)合限位，并減小擋塊產(chǎn)生的沖擊力，增強(qiáng)了抗震能力；支座在橫向運(yùn)動(dòng)位移值超過(guò)設(shè)計(jì)值時(shí)，布置在兩側(cè)的豎向短柱能發(fā)揮橫向限位作用；復(fù)位彈簧提供強(qiáng)大的自復(fù)位力，具有瞬時(shí)和震后的復(fù)位能力，使得減震結(jié)構(gòu)的可靠性及其有效性得到保障，滿足抗震設(shè)防要求，避免地震后結(jié)構(gòu)的復(fù)位維修等工作。
文檔編號(hào)E01D19/04GK202227260SQ201120330798
公開(kāi)日2012年5月23日 申請(qǐng)日期2011年9月6日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月6日
發(fā)明者黨新志, 龐于濤, 王江波, 袁萬(wàn)城, 賀金海, 陳衛(wèi)偉 申請(qǐng)人:同濟(jì)大學(xué)