CN202227260U - 外置弹性复位装置的自复位减震支座 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种外置弹性复位装置的自复位减震支座。包括下座板、上座板、纵向挡块、缓冲板、中间板、减磨板、复位弹簧，还包括传力与定位的短柱。本实用新型能消耗地震发生时对桥梁所产生的作用能量，当支座位移较大时，纵向挡块与下座板接触限制上部结构继续位移，支座位移限定在指定的范围之内，两组复位弹簧产生自复位力，与纵向挡块一起参与受力与纵向挡块联合限位，并减小挡块产生的冲击力，增强了抗震能力；支座在横向运动位移值超过设计值时，布置在两侧的竖向短柱能发挥横向限位作用；复位弹簧提供强大的自复位力，具有瞬时和震后的复位能力，使得减震结构的可靠性及其有效性得到保障，满足抗震设防要求，避免地震后结构的复位维修等工作。

Description

外置弹性复位装置的自复位减震支座

技术领域

本实用新型属于土木工程、地震工程技术领域，具体涉及一种将地震作用下限位、自动复位结合起来的新型减隔震支座：特别涉及一种外置弹性复位装置的自复位减隔震支座。

背景技术

近几十年来，减隔震支座作为桥梁减隔震的重要措施，获得了越来越多的重视，并取得了重大的发展。盆式橡胶支座、铅芯橡胶支座、FPS（摩擦摆锤体系）逐步得到了广泛的应用，并成为了国内外桥梁支座的主流。在几种减隔震支座中，盆式橡胶支座在遭遇地震或重大的振动性冲击时，上、下座板之间的水平位移得不到有效的缓冲，支座位移过大；铅芯橡胶支座耗能能力强，温度、徐变等蠕变变形引起的支座次内力较小，但支座的剪切性能受竖向荷载的影响较大，且随着铅芯的增加，支座自恢复能力逐渐减弱，不能在具有多频谱效应的地震动中有效的减隔震；FPS（摩擦摆锤体系）的自恢复能力强、摩擦耗能性能稳定，但是在摩擦耗能的过程中会导致梁端的竖向位移而产生次内力。

目前国内常用的盆式抗震支座、球钢减隔震支座，在地震作用下，依靠上、下座板之间相互滑动时在接触面处摩擦耗能，从而消耗地震的能量，减小结构的地震反应，起到减隔震的作用。采用盆式支座或者球钢支座，具有位移能力大，支座性能相对较为稳定的特点。

但是，对于上述盆式或者球钢支座，支座的自复位能力差，并且在地震作用下支座容易发生落梁，地震作用后往往需要对支座进行复位工作，因此有必要对工作进行进一步改进。实现支座的自动复位，减少震后的维修工作。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种不仅能够在地震作用下能够滑动消耗地震能量，减少地震对结构的作用，而且能够有效地保障支座位移在一定的范围之内的外置弹性复位装置的自复位减震支座。

为达到以上目的，本实用新型采用的解决方案是：充分依据普通盆式支座或球钢支座的位移能力大、受力性能较稳定的优点，在支座的下底板设置一水平短柱，利用水平短柱外部套装弹簧置于支座下部并且与支座顶板相互连接。将复位弹簧外套在水平短柱上使得弹簧性能得到有效保障。在地震作用下，支座能够发生滑动，摩擦耗能，当支座偏离时弹簧能够提供恢复力能够使桥梁的主梁在地震的作用过程中与地震作用后支座能有效地复位而基本不发生偏离，从而保障桥梁震后的通行能力；同时在地震作用下，支座两端挡块将限制支座的上下相对位移在一定的范围之内（位移变化能力可以依据要求进行设计），有效防止地震作用下梁体发生落梁的这一常见地震破坏形式，而且由于弹簧的存在，挡块之间的冲击力得到有效缓冲减小结构反应。从而保障这一生命线工程的在地震灾害后通行能力，有力的保障对灾区的救援等工作。

据此，本实用新型提出的外置弹性复位装置的自复位减震支座，包括具有座腔的下座板、上座板和依次叠置于所述座腔内的第一缓冲板、中间板、减磨板以及第二缓冲板。其特征在于：还包括有水平短柱、复位弹簧、纵向挡块和挡块；所述上座板纵向两侧下方各锚固有一组纵向设置的挡块，其高度应能保证在减震支座移位时能够与下座板有合适的接触；上座板纵向两侧开槽，槽内设有连接构件；下座板两侧对称设置有挡块，两个挡块之间设有水平短柱，水平短柱外套有两个复位弹簧，复位弹簧采用水平短柱进行定位；复位弹簧与挡块同方向设置，限制支座位移在指定范围之内；两个复位弹簧对称布置于竖向短柱两侧，两个复位弹簧间设有圆环，复位弹簧一端固结在挡块上，另一端固结在圆环上，竖向短柱上部与连接构件固结，下部与圆环固结；圆环与水平短柱之间适当接触，能够相对滑动。

本实用新型中，位于两个挡块之间的水平短柱可为一个或多个，多个水平短柱并联排列，每个水平短柱上的复位弹簧的数量可为两个或多个，相应竖向短柱为一个或多个，形成复位装置的并联。 

本实用新型中，当水平短柱成筒状时，复位弹簧置于水平短柱的筒状结构内部。

本实用新型中，竖向短柱、下部呈一圆环并套在水平短柱上，使两个构件之间能够相对滑动，而且将套装在水平短柱上的弹簧的另一端与圆环相连接。从而支座上下发生相对位移时复位弹簧能有效提供恢复力。

本实用新型中，下座板的四个角部各开设有第一螺栓孔，下座板通过螺栓、第一螺栓孔固定于建筑物上。

本实用新型中，上座板的四个角部各开设有第二螺栓孔，上座板通过螺栓、第二螺栓孔固定于建筑物上。

本实用新型中，挡块内侧粘结有第三缓冲板。第三缓冲板为橡胶板，通过高分子聚合材料分别粘结在纵向挡块内侧。

本实用新型中，所述第一缓冲板与中间板之间第一缓冲板为橡胶板，所述中间板面向所述减磨板的一个表面构成有一滑板腔，中间板设有密封圈，所述为钢板。

本实用新型中，所述减磨板设在所述的滑板腔内，减磨板为聚四氟乙烯板或高分子耐磨板。

本实用新型中，所述第二缓冲板为不锈钢板。

本实用新型提供的技术方案的优点：

1) 当支座发生变形时能够提供自复位力，能够有效地使支座在地震过程中或者在地震后使得支座上座板可靠复位，不仅能够使得支座在地震过程中具有稳定的隔震性能，使滑动支座与固定支座能够很好的协同受力，而且能有效地避免支座在震后的复位工作。

2) 通过挡块限制位移，使得支座变位在一定的范围之内，从而有效防止地震作用下发生落梁这一常见的地震灾害。

3) 复位弹簧的存在有效地减小了挡块发生限位作用时产生的冲击作用，从而减小动力放大系数，减小结构的地震响应。

4) 弹簧能稳定的提供复位力，不会受支座受力变化而发生很大变化，而且避免了FPS支座在产生复位力同时产生竖向次内力的缺点。 

总之，本实用新型适用于铁路桥、公路桥、城市高架桥以及各种大型悬架结构之类的建筑物上，起减震作用。

附图说明

图1为本实用新型横向的实施组装结构图示。

图2为本实用新型纵向的实施组装结构图示。

图3为本实用新型俯视图。

图中标号：1为下座板，2为上座板，3为第一缓冲板，4为中间板，5为减磨板，6为第二缓冲板，7为水平短柱，8为纵向挡块，9为复位弹簧，10为竖向短柱与上座板的连接构件，11为第三缓冲板，12为第一螺栓孔，13为螺栓，14为第二螺栓孔，15为挡块，16为槽，17为圆环，18为密封圈，19为竖向短柱。

具体实施方式

为了使专利局的审查员尤其是公众能够更加清楚地理解本实用新型的技术实质和有益效果，申请人将在下面以实施例的方式结合附图作详细说明，但是对实施例的描述均不是对本实用新型方案的限制，任何依据本实用新型构思所作出的仅仅为形式上的而非实质性的等效变换都应视为本实用新型的技术方案范畴。

实施例1：请见图1和图2，以及图3，一矩形的下座板1，在使用状态下与桥梁的桥墩固定，为此在下座板1的四个角部各开设有第一螺栓孔12，用螺栓13将下座板1与桥墩上的预埋件固定。在下座板1朝向上的一侧的中央挖空形成有一环状的座腔，在该座腔内自下而上地依次设置第一缓冲板3、中间板4、减磨板5和第二缓冲板6。第一缓冲板3为橡胶板，中间板4为钢板，减磨板5为聚四氟乙烯板或高分子耐磨板，第二缓冲板6为不锈钢板。其中，在第一缓冲板3与中间板4之间设置有密封圈18，以及，中间板4形成有一滑板腔，减磨板5位于该滑板腔内。

一矩形的上座板2，在使用状态下与桥梁的主梁底面（也称桥梁的梁体）固定，为此在上座板2的四个角部各开设有一第二螺栓孔14，用螺栓将上座板2与主梁底面固定。（上述与普通盆式支座构造基本相同）。

由图1和图2以及图3共同示意，在上座板2开槽16安装竖向短柱19，竖向短柱19与上座板2在纵向固定约束，在横向为铰接。在下座板1对称设置有挡块15，两个挡块15之间设置有水平短柱7，每一水平短柱7外边环绕两个复位弹簧9，复位弹簧9内部直径与水平短柱7外径相适宜。两个复位弹簧9之间设有一圆环17，内径与水平短柱7相适应，二者之间能够发生相对滑动，圆环17与竖向短柱19固结在一起；复位弹簧9两端分别固定在圆环17与挡块15上。水平短柱7有效保证复位弹簧9工作时的性能稳定性，防止在地震作用下复位弹簧9发生弯曲等而不能有效提供恢复力。

挡块8锚固于上座板2上，其高度应能保证在支座移位时能够与下座板1有合适的接触，以便能成功限位。第三缓冲板11以有机高分子粘结材料粘结于挡块内侧。挡块8的位置和复位弹簧9的自由长度应该按照支座上、下座板设计允许的最大水平位移来确定，并使得复位弹簧9的极限变形能力与挡块8限位位移相适应，挡块15协同限制纵向位移。弹簧挡块15的位置依据弹簧9的长度确定。挡块15可以依据需要同时兼顾作为横向挡块的作用，竖向短柱19也具有较好的横向限位能力。

在地震发生之前的正常状态下，本实用新型结构的自复位减震支座基本只发挥普通盆式支座的作用。当地震发生时，支座上座板2与下座板1发生相对位移，从而导致竖向短柱19协同带动弹簧9发生变形，提供支座的自复位力，且支座变形越大复力就越大。当支座变形达到一定值后纵向挡块发生作用，有效地限制支座变形在一定的范围之内，有效地防止结构发生落梁这一十分常见的地震灾害，同时保障了弹簧处在有效工作范围之内。

在地震作用下自复位减震支座在提供自复位力的同时还能有效地使桥梁等结构在地震作用下协同受力，有效克服了固定支座与滑动支座受力不均匀的缺点，减小安装固定支座处的结构受力不利。

Claims (6)

1.一种外置弹性复位装置的自复位减震支座，包括具有座腔的下座板(1)、上座板(2)和依次叠置于所述座腔(30)内的第一缓冲板(3)、中间板(4)、减磨板(5)以及第二缓冲板(6)；其特征在于：还包括有水平短柱(7)、复位弹簧(9)、纵向挡块(8)和挡块(15)；所述上座板(2)纵向两侧下方各锚固有一组纵向设置的挡块(8)，其高度应能保证在减震支座移位时能够与下座板(1)有合适的接触；上座板(2)纵向两侧开槽(16)，槽(16)内设有连接构件(10)；下座板(1)两侧对称设置有挡块(15)，两个挡块(15)之间设有水平短柱(7)，水平短柱(7)外套有两个复位弹簧(9)，复位弹簧(9)采用水平短柱(7)进行定位；复位弹簧(9)与挡块(8)同方向设置，限制支座位移在指定范围之内；两个复位弹簧(9)对称布置于竖向短柱(19)两侧，两个复位弹簧(9)间设有圆环(17)，复位弹簧(9)一端固结在挡块(15)上，另一端固结在圆环(17)上，竖向短柱(19)上部与连接构件(10)固结，下部与圆环(17)固结。

2.根据权利要求1所述的外置弹性复位装置的自复位减震支座，其特征在于位于两个挡块(15)之间的水平短柱(7)为1个或多个，多个水平短柱(7)并联排列，相应的复位弹簧(9)的数量为2个或多个，竖向短柱(19)为1个或多个，形成复位装置的并联。

3.根据权利要求1所述的外置弹性复位装置的自复位减震支座，其特征在于当水平短柱(7)成筒状时，复位弹簧(9)置于水平短柱(7)的筒状结构内。

4.根据权利要求1所述的外置弹性复位装置的自复位减震支座，其特征在于下座板(1)的四个角部各开设有第一螺栓孔(12)，下座板(1)通过螺栓(13)、第一螺栓孔(12)固定于建筑物上。

5.根据权利要求1所述的外置弹性复位装置的自复位减震支座，其特征在于上座板(2)的四个角部各开设有第二螺栓孔(14)，上座板(2)通过螺栓(13)、第二螺栓孔(14)固定于建筑物上。

6.根据权利要求1所述的外置弹性复位装置的自复位减震支座，其特征在于纵向挡块(8)内侧粘结有第三缓冲板(11)。

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