CN111424538A - 一种自复位缓冲耗能型桥梁减震支座 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自复位缓冲耗能型桥梁减震支座，包括下支座板、侧面固定装置、橡胶垫板、支撑柱、缓冲减震装置和上部支承构件，所述上部支承构件与其上方的桥梁固定连接，所述下支座板与其下方的桥墩固定连接；所述侧面固定装置底部固定于所述下支座板上，所述橡胶垫板底部固定于所述下支座板上；所述支撑柱放置于所述橡胶垫板上，其外壁与所述侧面固定装置内壁之间设有与两者连接的若干个缓冲减震装置。本发明能够限制梁体和桥墩之间各向的过大位移，通过缓冲减震装置的形变、橡胶垫板与支撑柱之间的摩擦作用来消耗地震输入的能量，减小桥梁的损伤程度，并且地震过后随着缓冲减震装置的恢复作用，支座能复位到原来的形态继续工作。

Description

一种自复位缓冲耗能型桥梁减震支座

技术领域

本发明属于桥梁减震支座技术设计领域，具体涉及一种自复位缓冲耗能型桥梁减震支座。

背景技术

桥梁建设工程飞速发展，已经成为交通运输体系中一个重要的组成部分。而我国又处于世界两大地震带，环太平洋地震带和喜马拉雅—地中海地震带，我国一些地区处于这两个地震带之间，受它的影响，我国地震发生的强度大、频率高、范围广，对于道路和桥梁的建设影响极大。在一些地震频发区，作为交通运输枢纽的桥梁是生命之线路，如果在地震中损伤或者倒塌，不仅造成巨大的经济损失，更重要的是会严重影响救援的速度。为了避免地震时桥梁容易倒塌的事件发生，我们需要从各个方面入手来提高桥梁的减震和抗震性能，在地震到来时能够消耗地震输入的能量。传统的橡胶减震抗震支座抗剪能力有限，且容易损伤老化。

基于此，我们提出一种新的桥梁减震支座，即一种自复位缓冲耗能型桥梁减震支座，地震发生时能限制桥梁各向的过大位移，并且尽可能消耗地震对桥墩的输入能量，不让其影响上部的桥梁主体部分。

发明内容

本发明的目的在于提供一种自复位缓冲耗能型桥梁减震支座，能够限制梁体和桥墩之间各向的过大位移，通过缓冲减震装置的形变、橡胶垫板与支撑柱之间的摩擦作用来消耗地震输入的能量，减小桥梁的损伤程度，并且地震过后随着缓冲减震装置的恢复作用增强，支座能复位到原来的形态继续工作。

为实现上述目的，本发明公开了一种自复位缓冲耗能型桥梁减震支座，包括下支座板、侧面固定装置、橡胶垫板、支撑柱、缓冲减震装置和上部支承构件，所述上部支承构件通过上部锚栓与其上方的桥梁固定连接，所述下支座板通过下部锚栓与其下方的桥墩固定连接；所述侧面固定装置呈方框形结构，其底部固定于所述下支座板上，所述橡胶垫板设置于所述侧面固定装置内侧，其底部固定于所述下支座板上；所述支撑柱放置于所述橡胶垫板上，其外壁与所述侧面固定装置内壁之间设有与两者连接的若干个缓冲减震装置。

所述侧面固定装置的顶部设有与之一体成型的限位框，所述限位框上设有用于所述上部支撑构件顶部穿过的开口。

所述上部支承构件的横断面呈凸字型，其上部外壁与所述限位框的开口之间设有间隙，所述间隙之间设有密封圈。

所述上部支撑构件与所述支撑柱之间设有中间钢板，所述中间钢板的顶部与所述上部支撑构件的底部固定连接；所述支撑柱的顶部与所述中间钢板的底部接触。

所述缓冲减震装置包括两组支撑杆、两组减震杆、套筒和内置减震弹簧。其中一组支撑杆一端与所述侧面固定装置固结，另一端与所述减震杆焊接相连；另一组支撑杆一端与所述支撑柱固结，另一端与所述减震杆焊接相连；两组减震杆之间设置有一内置减震弹簧，且所述内置减震弹簧处于松弛状态；两组减震杆外部通过一个套筒固定相连。

所述缓冲减震装置的两组支撑杆之间设置有一外置减震弹簧，且所述外置减震弹簧处于松弛状态。

所述侧面固定装置的内壁下方设置有橡胶挡块。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1）本发明通过在缓冲减震装置内设置的内置减震弹簧和外部的外减震弹簧双重弹簧设计，能够有效缓冲并消耗地震到来时输入的能量，限制桥梁主体与桥墩的各向过大位移，且使支座具有复位功能。

2）本发明通过在下支座板和支撑柱之间设置有一块橡胶垫板，能缓冲消耗一小部分地震输入的竖向能量；同时，地震到来时，支撑柱与橡胶垫板之间的横向摩擦能够消耗一部分地震输入的能量。

3）本发明通过侧面固定装置四周内壁上均设置有橡胶挡块，能够防止支撑柱发生较大位移时与侧面固定装置碰撞而损坏，同时橡胶挡块也能起到缓冲的作用。

4）本发明通过在上部支承构件与侧面固定装置之间设置密封圈，能够有效防止灰尘和雨水进入而加速支座内部橡胶材料的老化和损伤。

5）本发明结构简单，耐久性好，制作简便，减震效果良好。

附图说明

图1为本发明的横桥向整体结构示意图；

图2为本发明的顺桥向整体结构示意图；

图3为本发明的整体三维结构示意图；

图4为本发明的***图；

图5为本发明缓冲减震装置结构示意图。

图中：1上部锚栓，2上部支承构件，3密封圈，4中间钢板，5侧面固定装置，6缓冲减震装置，7橡胶挡块，8外置减震弹簧，9支撑柱，10橡胶垫板，11下支座板，12下部锚栓，13支撑杆，14减震杆，15套筒，16内置减震弹簧，17上部锚栓孔。

具体实施方式

为了使本发明目的、技术手段和功效更易于明白了解，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。应当理解，此次所描述的具体实施例仅用于解释本发明。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-图5所示，一种自复位缓冲耗能型桥梁减震支座，包括下支座板11、侧面固定装置5、橡胶垫板10、支撑柱9、缓冲减震装置6和上部支承构件2，所述上部支承构件2通过上部锚栓1与其上方的桥梁固定连接，所述下支座板11通过下部锚栓12与其下方的桥墩固定连接；

所述侧面固定装置5呈方框形结构，其底部固定于所述下支座板11上，所述橡胶垫板10设置于所述侧面固定装置5内侧，其底部固定于所述下支座板11上；

所述支撑柱9放置于所述橡胶垫板10上，其外壁与所述侧面固定装置5内壁之间设有与两者连接的若干个缓冲减震装置6，所述橡胶垫板10能够缓冲消耗一小部分地震输入的竖向能量；且橡胶垫板10上表面的面积比支撑柱9下表面的面积大，以便支撑柱9发生位移时产生更多的摩擦距离来消耗地震输入的能量。

具体的，所述侧面固定装置5的顶部设有与之一体成型的限位框，所述限位框上设有用于所述上部支撑构件2顶部穿过的开口；所述上部支承构件2的横断面呈凸字型，其上部外壁与所述限位框的开口之间设有间隙，所述间隙之间设有密封圈3，这样的设计便于两侧的侧面固定装置5能够有效限制上部支承构件2的水平位移，在该间隙内设置了一圈完整的密封圈3，能够有效防止灰尘和雨水进入支座内部而加速支座内部的橡胶材料的老化和损伤。

所述上部支撑构件2与所述支撑柱9之间设有中间钢板4，所述中间钢板4的顶部与所述上部支撑构件2的底部固定连接；所述支撑柱9的顶部与所述中间钢板4的底部接触，且上下平整，无凸出部分，主要是为了传递上部支承构件2与支撑柱9之间的力，使其能够均匀受力。

所述缓冲减震装置6包括两组支撑杆13、两组减震杆14、套筒15和内置减震弹簧16；其中一组支撑杆13一端与所述侧面固定装置5固结，另一端与所述减震杆14焊接相连；另一组支撑杆13一端与所述支撑柱9固结，另一端与所述减震杆14焊接相连；两组减震杆13之间设置有一内置减震弹簧16，且所述内置减震弹簧16处于松弛状态；两组支撑杆14之间设置有一外置减震弹簧8，且所述外置减震弹簧8处于松弛状态；两组减震杆14外部通过一个套筒15固定相连，在地震到来时，所述套筒15由于地震力作用而与两组支撑杆13断开，从而消耗一部分地震能量；套筒15断开后，缓冲耗能装置6不再固定，此时，内置减震弹簧16和外置减震弹簧8开始工作，产生弹簧形变来缓冲和消耗地震输入的能量，并使该支座具有复位的功能。

优选地，所述外置减震弹簧8和内置减震弹簧16均采用最优质的弹簧钢，弹簧钢具有低频率、阻尼大的有点，能高效抵抗地震作用的水平力和消耗地震水平输入的能量。

所述侧面固定装置5的内壁下方设置有橡胶挡块7，橡胶挡块7与侧面固定装置5固结，橡胶挡块7能够防止支撑柱9发生较大位移时与侧面固定装置5碰撞而损坏，同时也能起到对支撑柱9的缓冲作用。

工作原理：在地震发生时，地震输入的能量通过桥墩传递到下支座板11，并向上传递到橡胶垫板10，橡胶垫板10缓冲消耗一小部分地震能量；地震输入的能量克服橡胶垫板10与支撑柱9之间的静摩擦力之后，支撑柱9与橡胶垫板10发生相对位移，产生的滑动摩擦继续消耗地震输入的能量；支撑柱9发生位移导致缓冲减震装置6中的套筒15断裂，消耗一小部分地震能量；进而内置减震弹簧16和外置减震弹簧8产生形变，双重减震弹簧作用下把地震能量转化为弹性势能，消耗大部分地震输入的能量；当支撑柱9发生较大位移时，侧面固定装置5内壁上的橡胶挡块7开始工作，缓冲并且消耗一小部分地震能量；地震结束后，缓冲减震装置具有一定的复位能力，能通过缓慢的恢复使得支座复位到原来的形态，比较实用。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，基于本实施例，应当指出的是，在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对实施例进行多种变化、修改、替换和改进等，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种自复位缓冲耗能型桥梁减震支座，其特征在于：包括下支座板（11）、侧面固定装置（5）、橡胶垫板（10）、支撑柱（9）、缓冲减震装置（6）和上部支承构件（2），所述上部支承构件（2）通过上部锚栓（1）与其上方的桥梁固定连接，所述下支座板（11）通过下部锚栓（12）与其下方的桥墩固定连接；

所述侧面固定装置（5）呈方框形结构，其底部固定于所述下支座板（11）上，所述橡胶垫板（10）设置于所述侧面固定装置（5）内侧，其底部固定于所述下支座板（11）上；

所述支撑柱（9）放置于所述橡胶垫板（10）上，其外壁与所述侧面固定装置（5）内壁之间设有与两者连接的若干个缓冲减震装置（6）。

2.根据权利要求1所述的一种自复位缓冲耗能型桥梁减震支座，其特征在于：所述侧面固定装置（5）的顶部设有与之一体成型的限位框，所述限位框上设有用于所述上部支撑构件（2）顶部穿过的开口。

3.根据权利要求2所述的一种自复位缓冲耗能型桥梁减震支座，其特征在于：所述上部支承构件（2）的横断面呈凸字型，其上部外壁与所述限位框的开口之间设有间隙，所述间隙之间设有密封圈（3）。

4.根据权利要求1所述的一种自复位缓冲耗能型桥梁减震支座，其特征在于：所述上部支撑构件（2）与所述支撑柱（9）之间设有中间钢板（4），所述中间钢板（4）的顶部与所述上部支撑构件（2）的底部固定连接；所述支撑柱（9）的顶部与所述中间钢板（4）的底部接触。

5.根据权利要求1所述的一种自复位缓冲耗能型桥梁减震支座，其特征在于：所述缓冲减震装置（6）包括两组支撑杆（13）、两组减震杆（14）、套筒（15）和内置减震弹簧（16），其中一组支撑杆（13）一端与所述侧面固定装置（5）固结，另一端与所述减震杆（14）焊接相连；另一组支撑杆（13）一端与所述支撑柱（9）固结，另一端与所述减震杆（14）焊接相连；两组减震杆（14）之间设置有一内置减震弹簧（16），且所述内置减震弹簧（16）处于松弛状态；两组减震杆（14）外部通过一个套筒（15）固定相连。

6.根据权利要求5所述的一种自复位缓冲耗能型桥梁减震支座，其特征在于：所述缓冲减震装置（6）的两组支撑杆（13）之间设置有一外置减震弹簧（8），且所述外置减震弹簧（8）处于松弛状态。

7.根据权利要求1所述的一种自复位缓冲耗能型桥梁减震支座，其特征在于：所述侧面固定装置（5）的内壁下方设置有橡胶挡块（7）。

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