專(zhuān)利名稱：一種非線性阻尼輻減隔震支座的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及橋梁及其它建筑工程的支撐裝置技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種非線性 阻尼輻減隔震支座。
背景技術(shù)：
支座是橋梁及建筑工程中的重要組成部件之一，其作用是將橋梁及建筑結(jié)構(gòu)的上 部載荷通過(guò)支座傳遞到墩臺(tái)上，同時(shí)保證結(jié)構(gòu)所要求的受力、位移和轉(zhuǎn)動(dòng)的需要。近年來(lái)，隨著國(guó)家對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)力度的加大，橋梁及建筑工程得到了高速發(fā)展， 各類(lèi)新型結(jié)構(gòu)型式和功能性橋梁及建筑不斷涌現(xiàn)，同時(shí)也對(duì)支座的技術(shù)性能、功能和造價(jià) 等提出了更高的要求。特別是5· 12汶川大地震后，人們更加清楚地認(rèn)識(shí)到地震災(zāi)害的嚴(yán) 重性，并對(duì)工程建筑的抗震性能提出了更高的要求。國(guó)內(nèi)一些科研機(jī)構(gòu)的專(zhuān)家和學(xué)者，先后 提出了一些不同類(lèi)型的抗震、減隔震支座。目前，國(guó)內(nèi)用于橋梁及其它建筑工程的抗震裝置主要有鉛芯隔震橡膠支座、隔震 板式橡膠 支座、聚氨脂彈簧球型支座、大摩擦系數(shù)抗震支座以及雙曲面球型減隔震支座等， 各有特點(diǎn)，也存在一些不足之處。鉛芯隔震橡膠支座，由于耐久性較差、承載能力小、環(huán)境污染嚴(yán)重等原因，將逐漸 被其它減隔震支座取代。隔震板式橡膠支座，由于耐久性較差、承載能力較小，使用中受到一定限制。聚氨脂彈簧球型支座，由于耐久性差、屈后位移小，使用中也受到了一定限制。大摩擦系數(shù)抗震支座，由于傳遞到下部結(jié)構(gòu)的地震橫向力比較大，僅依靠大摩擦 系數(shù)的摩擦副消耗地震能量，而不能提供恢復(fù)力，只能作為一種抗震構(gòu)造作用，而實(shí)際抗震 效果也滿足不了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要求。雙曲面球型減隔震支座具有較好的耐久性和承載能力，在一些工程上也得到了應(yīng) 用，但通過(guò)對(duì)其進(jìn)行分析以及實(shí)際使用的情況發(fā)現(xiàn)，該種支座減隔震效果依然不夠理想，主 要因?yàn)槠洳捎昧穗p曲面構(gòu)造，使用過(guò)程中特別是在屈后位移過(guò)程中，上部結(jié)構(gòu)會(huì)產(chǎn)生較大 的豎向位移和轉(zhuǎn)角位移，特別是對(duì)于連續(xù)梁橋?qū)a(chǎn)生較大的附加彎矩，還有可能與承載主 體結(jié)構(gòu)發(fā)生共振，從而給結(jié)構(gòu)帶來(lái)不利的影響，并且在極限地震力作用下，承載主體結(jié)構(gòu)有 被拋落或無(wú)法復(fù)位的可能性。因此，該結(jié)構(gòu)本質(zhì)上仍屬一次抗震設(shè)計(jì)，實(shí)際抗震效果受到一 定限制。目前支座的主體結(jié)構(gòu)類(lèi)型主要有球型、盆型和板型，它們的結(jié)構(gòu)相似，大體上都包 括上座板、中襯板和下座板，以滿足支座的基本使用功能。再根據(jù)實(shí)際應(yīng)用中的不同需求， 在上座板和中襯板之間，中襯板和下座板之間設(shè)置相應(yīng)的功能組件，以滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的特 殊要求。以上描述的各種抗震、減隔震支座，因其結(jié)構(gòu)和材料方面的各種限制，實(shí)際抗震效 果已經(jīng)滿足不了當(dāng)前結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的使用要求，迫切需要改進(jìn)和重新設(shè)計(jì)。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型提供一種非線性阻尼輻減隔震支座，以解決現(xiàn)有技術(shù)存在的屈后位移 較小、恢復(fù)力弱、減隔震效果不理想問(wèn)題。為有效克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案是一種非線性 阻尼輻減隔震支座，包括支座本體，所述支座本體包括上座板、中襯板和下座板，中襯板和 下座板之間夾設(shè)有功能板，其特殊之處在于還包括減隔震裝置，所述減隔震裝置包括限位 塊和非線性阻尼輻，所述下座板的表面、中襯板的外側(cè)固定均勻設(shè)置有數(shù)個(gè)限位塊，限位塊 通過(guò)限位耗能螺栓與下座板連接；所述非線性阻尼輻的一端與中襯板固定連接，另一端與 下座板固定連接，非線性阻尼輻包括均布繞于中襯板外側(cè)的數(shù)個(gè)。上述支座本體可以采用板式、盆式或球型的結(jié)構(gòu)型式。上述功能板是高摩擦板，限位塊與中襯板貼合緊密。形成固定型支座。上述功能板是滑動(dòng)板，所述減隔震裝置還包括下座板上設(shè)置的墊塊，非線性阻尼 輻的一端與之聯(lián)接，其中一對(duì)墊塊上設(shè)置有限位滑槽，長(zhǎng)方向與滑動(dòng)方向一致的非線性阻 尼輻的端部卡設(shè)于限位滑槽內(nèi)，滑動(dòng)方向上的限位塊與中襯板之間設(shè)有滑動(dòng)間隔。構(gòu)成單 向活動(dòng)型支座。上述功能板是滑動(dòng)板，所述減隔震裝置還包括下座板上設(shè)置的墊塊，墊塊上均設(shè) 置有限位滑槽，非線性阻尼輻的端部卡設(shè)于限位滑槽內(nèi)，限位塊與中襯板之間設(shè)有滑動(dòng)間 隔。構(gòu)成多向活動(dòng)型支座。上述限位滑槽的滑槽的傾斜方向與非線性阻尼輻的滑移軌跡相一致。保證支座在 正常使用狀態(tài)下沿活動(dòng)方向的位移不受約束。上述限位塊設(shè)置有四個(gè)，相應(yīng)的非線性阻尼輻也設(shè)置有四個(gè)。兩個(gè)作用方向相互垂直。本實(shí)用新型一方面擁有現(xiàn)有普通支座的全部功能，另一方面可以起到減隔震作 用，即在地震發(fā)生時(shí)，通過(guò)支座本體及減隔震構(gòu)件，減小或隔離地震對(duì)橋梁或其它建筑結(jié)構(gòu) 的影響。具體來(lái)講，體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面本實(shí)用新型增加了限位塊、限位螺栓、非線性阻尼輻等減隔震構(gòu)件，使得在作用水 平力或發(fā)生地震時(shí)，通過(guò)限位耗能螺栓消能、往復(fù)位移摩擦和非線性阻尼輻的彈塑性變形 (阻尼)等方式來(lái)消耗能量，延長(zhǎng)結(jié)構(gòu)震動(dòng)周期，從而減小或隔離地震對(duì)結(jié)構(gòu)的影響，實(shí)現(xiàn) 逐級(jí)設(shè)防和分級(jí)耗能。其中(1)限位塊通過(guò)限位耗能螺栓與下座板連接，通過(guò)調(diào)整限位耗 能螺栓直徑的大小可精確控制支座承受的水平力大小；(2)通過(guò)改變限位板的固定位置可 滿足支座的正常使用位移要求，可以改變支座的使用功能，使之分別為固定型支座、單向活 動(dòng)型支座、雙向活動(dòng)型支座；(3)通過(guò)設(shè)置限位滑槽可滿足支座的正常使用位移要求，其位 移量與限位板的固定位置相對(duì)應(yīng)，亦可改變支座的使用功能；(4)通過(guò)改變非線性阻尼輻 的形狀尺寸，可以調(diào)整其剛度，以承受地震作用下分級(jí)設(shè)防的不同水平力。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是1)在技術(shù)上，減隔震效果更理想本實(shí)用新型解決了長(zhǎng)期以來(lái)我國(guó)缺少耐久性 好、恢復(fù)力強(qiáng)、屈后位移大的減隔震支座供工程上使用的難題，實(shí)現(xiàn)了結(jié)構(gòu)位移鎖定和整體 協(xié)同抗震，逐級(jí)設(shè)防、分級(jí)耗能，使用效果好；2)從經(jīng)濟(jì)上，造價(jià)更合理由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔、加工容易，因此制造成本較低，同時(shí)施工方便、維修便易、工程投入少，對(duì)結(jié)構(gòu)防災(zāi)、減災(zāi)，尤其是作為生命線工程的橋梁的抗震、救災(zāi)，具有非常重要的意義；3)適宜大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)需要本實(shí)用新型具有很好的社會(huì)經(jīng)濟(jì)價(jià)值，因此適宜 大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)需要。

圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1的A向視圖；圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是圖3的B向視圖；圖5是實(shí)施例3的示意圖。附圖標(biāo)記說(shuō)明如下 1-上座板，2-中襯板，3-非線性阻尼輻，4-下座板，5-限位塊，6_功能板，7_墊塊， 8-限位滑槽。
具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做詳細(xì)地描述。以下支座本體在實(shí)施例中給出的僅為球型結(jié)構(gòu)型式，但并不限于該結(jié)構(gòu)型式。實(shí)施例1，參見(jiàn)圖1和圖2。一種非線性阻尼輻減隔震支座，包括支座本體、限位塊 5和非線性阻尼輻3。所說(shuō)的支座本體包括上座板1、中襯板2和下座板4，中襯板2和下座 板4之間夾設(shè)有功能板6 ；所說(shuō)下座板4的表面、中襯板2的外側(cè)固定均勻設(shè)置有四個(gè)限位 塊5，限位塊5通過(guò)限位耗能螺栓與下座板4連接；所說(shuō)非線性阻尼輻3包括均布繞于中襯 板2外側(cè)的四個(gè)，每個(gè)非線性阻尼輻3的一端與中襯板2固定連接，另一端與下座板4固定 連接。所說(shuō)的功能板6是高摩擦板，限位塊5與中襯板2貼合緊密，形成固定型支座。在正常狀態(tài)下，支座通過(guò)支座本體實(shí)現(xiàn)常規(guī)的普通功能，并通過(guò)限位塊來(lái)實(shí)現(xiàn)水 平力的傳遞，全部結(jié)構(gòu)均處于較低的彈性工作階段。實(shí)施例2，參見(jiàn)圖3和圖4。一種非線性阻尼輻減隔震支座，包括支座本體、限位塊 5和非線性阻尼輻3。所說(shuō)的支座本體包括上座板1、中襯板2和下座板4，中襯板2和下座 板4之間夾設(shè)有功能板6 ；所說(shuō)下座板4的表面、中襯板2的外側(cè)固定均勻設(shè)置有四個(gè)限位 塊5，限位塊5通過(guò)限位耗能螺栓與下座板4連接，滑動(dòng)方向上的限位塊5與中襯板2之間設(shè) 有滑動(dòng)間隔；所說(shuō)的功能板6是滑動(dòng)板，所說(shuō)非線性阻尼輻3包括均布繞于中襯板2外側(cè)的四 個(gè)，每個(gè)非線性阻尼輻3的一端與中襯板2固定連接，下座板4上設(shè)置有墊塊7，非線性阻尼 輻3的另一端與之聯(lián)接從而實(shí)現(xiàn)與下座板4的連接，其中一對(duì)墊塊7上設(shè)置有限位滑槽8，長(zhǎng) 方向與滑動(dòng)方向一致的非線性阻尼輻3的端部卡設(shè)于限位滑槽8內(nèi)，形成單向活動(dòng)型支座。使用中，在正常狀態(tài)下，支座通過(guò)支座本體實(shí)現(xiàn)常規(guī)的普通功能，在非滑動(dòng)方向上 的支座本體的中襯板2與限位塊5貼合緊密，并通過(guò)限位塊來(lái)實(shí)現(xiàn)水平力的傳遞；滑動(dòng)方向 上的中襯板2與限位塊5之間有間隔，全部結(jié)構(gòu)均處于較低的彈性工作階段。實(shí)施例3，參見(jiàn)圖5。一種非線性阻尼輻減隔震支座，包括支座本體、限位塊5和非 線性阻尼輻3。所說(shuō)的支座本體包括上座板1、中襯板2和下座板4，中襯板2和下座板4之間夾設(shè)有功能板6 ；所說(shuō)下座板4的表面、中襯板2的外側(cè)固定均勻設(shè)置有四個(gè)限位塊5，限 位塊5通過(guò)限位耗能螺栓與下座板4連接，限位塊5與中襯板2之間設(shè)有滑動(dòng)間隔；所說(shuō)的 功能板6是滑動(dòng)板，所說(shuō)非線性阻尼輻3包括均布繞于中襯板2外側(cè)的四個(gè)，每個(gè)非線性阻 尼輻3的一端與中襯板2固定連接，下座板4上設(shè)置有墊塊7，墊塊7上均設(shè)置有限位滑槽 8，非線性阻尼輻3的另一端卡設(shè)于限位滑槽8內(nèi)從而實(shí)現(xiàn)與下座板4的連接，形成雙向活 動(dòng)型支座。使用時(shí)，將支座本體錨固于工程結(jié)構(gòu)的上、下部(主梁或墩臺(tái))，且本結(jié)構(gòu)無(wú)論正 反均可使用。本實(shí)用新型通過(guò)下述減隔震原理來(lái)實(shí)現(xiàn)“逐級(jí)設(shè)防、分級(jí)耗能”的設(shè)計(jì)理念(1)在正常使用狀態(tài)下支座通過(guò)限位塊來(lái)實(shí)現(xiàn)水平力的傳遞，全部結(jié)構(gòu)均處于 較低的彈性工作階段；(2)在常遇地震狀態(tài)下支座本體處于彈性工作階段，支座限位結(jié)構(gòu)處于彈塑性 工作階段，限位耗能螺栓產(chǎn)生較小的塑性變形，但未斷裂；(3)當(dāng)少遇地震狀態(tài)下支座本體處于彈性工作階段，支座限位耗能螺栓被剪掉， 消耗部分地震能量，同時(shí)非線性阻尼輻和摩擦面共同開(kāi)始工作，但非線性阻尼輻處于彈性 工作階段；(4)在罕遇地震狀態(tài)下支座本體處于彈塑性工作階段，非線性阻尼輻發(fā)生較大 的塑性變形，但未斷裂，一方面可延長(zhǎng)地震反應(yīng)周期，另一方面通過(guò)往復(fù)位移摩擦和阻尼來(lái) 耗散地震能量，并使支座實(shí)現(xiàn)有效復(fù)位，以防止梁體滑落，確保震時(shí)大橋的通暢、救災(zāi)。因此，上述結(jié)構(gòu)可根據(jù)橋型結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)構(gòu)造進(jìn)行定制設(shè)計(jì)或選擇。
權(quán)利要求一種非線性阻尼輻減隔震支座，包括支座本體，所述支座本體包括上座板(1)、中襯板(2)和下座板(4)，中襯板(2)和下座板(4)之間夾設(shè)有功能板(6)，其特征在于還包括減隔震裝置，所述減隔震裝置包括限位塊(5)和非線性阻尼輻(3)，所述下座板(4)的表面、中襯板(2)的外側(cè)固定均勻設(shè)置有數(shù)個(gè)限位塊(5)，限位塊(5)通過(guò)限位耗能螺栓與下座板(4)連接；所述非線性阻尼輻(3)的一端與中襯板(2)固定連接，另一端與下座板(4)固定連接，非線性阻尼輻(3)包括均布繞于中襯板(2)外側(cè)的數(shù)個(gè)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種非線性阻尼輻減隔震支座，其特征在于所述支座本體 可以采用板式、盆式或球型的結(jié)構(gòu)型式。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種非線性阻尼輻減隔震支座，其特征在于所述功能板(6) 是高摩擦板，限位塊(5)與中襯板(2)貼合緊密。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的一種非線性阻尼輻減隔震支座，其特征在于所述功能 板(6)是滑動(dòng)板，所述減隔震裝置還包括下座板(4)上設(shè)置的墊塊(7)，非線性阻尼輻(3) 的一端與之聯(lián)接，其中一對(duì)墊塊(7)上設(shè)置有限位滑槽(8)，長(zhǎng)方向與滑動(dòng)方向一致的非線 性阻尼輻⑷的端部卡設(shè)于限位滑槽⑶內(nèi)，滑動(dòng)方向上的限位塊(5)與中襯板(2)之間 設(shè)有滑動(dòng)間隔。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種非線性阻尼輻減隔震支座，其特征在于所述功能板(6) 是滑動(dòng)板，所述減隔震裝置還包括下座板(4)上設(shè)置的墊塊(7)，墊塊(7)上均設(shè)置有限位 滑槽(8)，非線性阻尼輻(3)的端部卡設(shè)于限位滑槽⑶內(nèi)，限位塊(5)與中襯板(2)之間 設(shè)有滑動(dòng)間隔。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種非線性阻尼輻減隔震支座，其特征在于所述限位滑槽 (8)的滑槽的傾斜方向與非線性阻尼輻(3)的滑移軌跡相一致。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種非線性阻尼輻減隔震支座，其特征在于所述限位塊(5) 設(shè)置有四個(gè)，相應(yīng)的非線性阻尼輻(3)也設(shè)置有四個(gè)。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及一種非線性阻尼輻減隔震支座。目前支座的主體結(jié)構(gòu)相似，但是因其結(jié)構(gòu)和材料方面的各種限制，實(shí)際抗震效果不能滿足當(dāng)前使用要求。本實(shí)用新型的一種非線性阻尼輻減隔震支座，包括支座本體，支座本體包括上座板、中襯板和下座板，中襯板和下座板之間夾設(shè)有功能板，其還包括減隔震裝置，減隔震裝置包括限位塊和非線性阻尼輻；下座板的表面、中襯板的外側(cè)固定均勻設(shè)置有數(shù)個(gè)限位塊，限位塊通過(guò)限位耗能螺栓與下座板連接；非線性阻尼輻的一端與中襯板固定連接，另一端與下座板固定連接，非線性阻尼輻包括均布繞于中襯板外側(cè)的數(shù)個(gè)。本實(shí)用新型即有普通支座的全部功能，可以在地震發(fā)生時(shí)，減小或隔離地震對(duì)橋梁或其它建筑結(jié)構(gòu)的影響。
文檔編號(hào)E04B1/98GK201593162SQ201020020510
公開(kāi)日2010年9月29日 申請(qǐng)日期2010年1月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月20日
發(fā)明者劉士林, 劉曉東, 吳明先, 孟凡超, 彭澤友, 熊治華, 王偉, 葛勝錦 申請(qǐng)人:中交第一公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司;中交公路規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限公司