環(huán)向氣壓阻尼支座的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種環(huán)向氣壓阻尼支座，其不同之處在于：在支座承重體的上部外圈設(shè)置有可充氣的環(huán)形氣囊，支座承重體的上端設(shè)置有固定在梁底的上支承鋼板，所述上支承鋼板下端設(shè)置有用于密封環(huán)形氣囊的密封鋼板，所述支座承重體的下端設(shè)置有固定在墩頂或臺頂?shù)南轮С袖摪?，支座承重體的底面為球面，支座承重體的側(cè)面為弧面，支座承重體和下支承鋼板之間的接觸面為球面，所述下支承鋼板上設(shè)置有用于限制支座承重體側(cè)向位移的側(cè)向限位鋼板，支座承重體和所述側(cè)向限位鋼板之間或有間隙，或其接觸為切線接觸。本實用新型核心優(yōu)點(diǎn)在于能抵御各個方向的地震、消能減震效果好，同時兼具普通球型鋼支座和阻尼抗震支座的功能，還可實現(xiàn)徑向剛度及阻尼可調(diào)。
【專利說明】環(huán)向氣壓阻尼支座
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種環(huán)向氣壓阻尼支座，能用于橋梁、工業(yè)與民用建筑、核電站等土木建筑領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]地震是頻發(fā)的自然災(zāi)害之一，長期以來，人類在這一自然災(zāi)害面前“無能為力”。地震造成生命和財產(chǎn)損失的直接原因是建筑物的劇烈震動、破壞和倒塌。自二十世紀(jì)以來，人類對建筑物的抗震、消能、減震的結(jié)構(gòu)控制技術(shù)進(jìn)行了不斷的探索，先后實用新型和創(chuàng)造了用于結(jié)構(gòu)防震減災(zāi)的產(chǎn)品和技術(shù)。
[0003]目前，較常用的以被動方式減隔震的結(jié)構(gòu)控制產(chǎn)品有:
[0004]I)、鉛芯橡膠支座:通過鉛芯和橡膠的剪切變形吸收和耗散地震能量；
[0005]2)、液壓粘滯阻尼器:通過液態(tài)或半固態(tài)的粘滯材料在缸體內(nèi)的流動產(chǎn)生阻尼力來耗散、吸收地震能量；
[0006]3)、摩擦型阻尼支座:摩擦型阻尼支座采用上下不同半徑的兩個球面與配合位形成兩個滑動摩擦副，保證支座正常的轉(zhuǎn)動和滑移功能，當(dāng)?shù)卣鹚搅Τ^閥值時，支座摩擦副間克服摩擦力產(chǎn)生相對滑動，大半徑球面摩擦副可產(chǎn)生較大水平相對位移，即水平剛度較小，從而將地震產(chǎn)生的動能轉(zhuǎn)換為勢能，突破閥值后較小的水平剛度起到了“隔震”作用。同時由于摩擦阻力的存在，起到了 “阻尼”作用，消耗了一部分地震能量。
[0007]但是鉛芯橡膠支座和摩擦型阻尼支座雖然能起到環(huán)向減隔震的作用，但水平剛度過低，對軟弱地基或者橋墩過柔時，減震效果降低，甚至?xí)哟蠼Y(jié)構(gòu)的地震響應(yīng)。液壓粘滯阻尼器目前是一種桿式結(jié)構(gòu)，具有方向性，對減少軸向的地震作用效果明顯，但地震對橋梁的地震作用方向事先是無法預(yù)知的，因而它的設(shè)置帶有一定的盲目性，通常的做法是在橋梁的順橋向和橫橋向都安裝液壓阻尼器，這樣一定程度上限制了其力學(xué)運(yùn)動，降低了減震效果，并且它不具備回位功能，地震過后，靠外力作用回位。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種環(huán)向氣壓阻尼支座，該支座在水平面內(nèi)的各個方向都能起到消能減震的作用，同時構(gòu)造簡單、安裝方便，并具有普通球型鋼支座和阻尼抗震支座的功能，既是支座、又是阻尼器，還可實現(xiàn)徑向剛度及阻尼可調(diào)。
[0009]本實用新型的技術(shù)方案為:環(huán)向氣壓阻尼支座，其不同之處在于:其包括支座承重體，所述支座承重體的上部外圈設(shè)置有可充氣的環(huán)形氣囊，所述支座承重體的上端設(shè)置有固定在梁底的上支承鋼板，所述上支承鋼板下端設(shè)置有用于密封環(huán)形氣囊的密封鋼板，所述支座承重體的下端設(shè)置有固定在墩頂或臺頂?shù)南轮С袖摪濉?br> [0010]優(yōu)選的，所述支座承重體的底面為球面，所述支座承重體的側(cè)面為弧面，所述支座承重體和所述下支承鋼板之間的接觸面為球面，所述下支承鋼板上設(shè)置有用于限制支座承重體側(cè)向位移的側(cè)向限位鋼板，所述支座承重體和所述側(cè)向限位鋼板之間或有間隙，或其接觸為切線接觸。
[0011 ] 優(yōu)選的，所述密封鋼板和所述側(cè)向限位鋼板之間設(shè)置有防塵罩。
[0012]優(yōu)選的，所述支座承重體與所述上支承鋼板、密封鋼板之間均設(shè)置有四氟滑板。
[0013]優(yōu)選的，所述環(huán)形氣囊、所述密封鋼板、所述側(cè)向限位鋼板分別為整塊構(gòu)件。
[0014]優(yōu)選的，所述環(huán)形氣囊、所述密封鋼板、所述側(cè)向限位鋼板分別由分塊構(gòu)件構(gòu)成。
[0015]對比現(xiàn)有技術(shù)，本實用新型的有益特點(diǎn)如下:
[0016]I)、該環(huán)向氣壓阻尼支座，支座承重體的外圈設(shè)置有環(huán)形氣囊，并且環(huán)形氣囊在密封受約束的條件下工作，能在水平面內(nèi)的各個方向提供較大的水平剛度和阻尼、對地震作用提供較大的阻抗，環(huán)形氣囊充氣使其具有必須的剛度，調(diào)節(jié)氣壓，實現(xiàn)徑向剛度及阻尼可調(diào)；
[0017]2 )、該環(huán)向氣壓阻尼支座，支座承重體和下支承鋼板之間的接觸面為球面，支座承重體和側(cè)向限位鋼板之間的接觸為切線接觸，該環(huán)向氣壓阻尼支座具有普通球型鋼支座需要具備的承重和能小幅轉(zhuǎn)動的功能，能作為普通球型鋼支座使用；
[0018]3)、該環(huán)向氣壓阻尼支座，上支承鋼板固定在梁底，下支承鋼板固定在墩頂或臺頂，在地震慣性力作用下，不管這個力來自何方，墩、梁之間就會產(chǎn)生相對運(yùn)動，這時充氣的環(huán)形氣囊在一個密封腔體內(nèi)受到擠壓、變形，提供了對地震運(yùn)動的阻抗，具有阻尼抗震支座的功能，能作為阻尼抗震支座使用。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1為本實用新型實施例結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖2為本實用新型實施例中下支承鋼板剖視圖；
[0021]圖3為本實用新型實施例中下支承鋼板俯視圖；
[0022]圖4為本實用新型實施例中上支承鋼板剖視圖；
[0023]圖5為本實用新型實施例中上支承鋼板俯視圖；
[0024]圖6為本實用新型實施例中環(huán)形氣囊剖視圖；
[0025]圖7為本實用新型實施例中環(huán)形氣囊俯視圖；
[0026]圖8為本實用新型實施例中密封鋼板剖視圖；
[0027]圖9為本實用新型實施例中密封鋼板俯視圖；
[0028]圖10為本實用新型實施例中支座承重體剖視圖；
[0029]圖11為本實用新型實施例中支座承重體俯視圖；
[0030]圖12為本實用新型實施例中側(cè)向限位鋼板剖視圖；
[0031]圖13為本實用新型實施例中側(cè)向限位鋼板俯視圖；
[0032]其中:1 一支座承重體、2 —上支承鋼板、3—四氟滑板、4一環(huán)形氣囊(4-1 一充氣嘴)、5—密封鋼板、6—側(cè)向限位鋼板、7—下支承鋼板、8—防塵罩。
【具體實施方式】
[0033]下面通過【具體實施方式】結(jié)合附圖對本實用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0034]請參考圖1至圖13，本實用新型實施例環(huán)向氣壓阻尼支座，其不同之處在于:其包括支座承重體1，所述支座承重體I的上部外圈設(shè)置有可充氣的環(huán)形氣囊4，所述支座承重體I的上端設(shè)置有固定在梁底的上支承鋼板2，所述上支承鋼板2下端設(shè)置有用于密封環(huán)形氣囊4的密封鋼板5,所述支座承重體I的底面為球面,支座承重體I的側(cè)面為弧面，所述支座承重體I的下端設(shè)置有固定在墩頂或臺頂?shù)南轮С袖摪?，所述支座承重體I和所述下支承鋼板7之間的接觸面為球面，所述下支承鋼板7上設(shè)置有用于限制支座承重體I的側(cè)向限位鋼板6，所述支座承重體I和所述側(cè)向限位鋼板6之間或有間隙，或其接觸為切線接觸。
[0035]所述支座承重體I與所述側(cè)向限位鋼板6之間根據(jù)需要設(shè)置有間隙、可為Imm左右，或為切線接觸。
[0036]具體的，所述支座承重體I與所述上支承鋼板2、密封鋼板5之間設(shè)置有四氟滑板3。
[0037]具體的，所述密封鋼板5和所述側(cè)向限位鋼板6之間設(shè)置有防塵罩8。
[0038]請參考圖1，本實用新型實施例包括上支承鋼板2、下支承鋼板7、密封鋼板5、側(cè)向限位鋼板6、支座承重體1、環(huán)形氣囊4，支座承重體I的外圈安裝有環(huán)形氣囊4，并且環(huán)形氣囊4在密封受約束的條件下工作，能在水平面內(nèi)的各個方向提供較大的水平剛度和對地震作用提供較大的阻抗，同時兼具普通球型鋼支座和阻尼抗震支座的功能，還可實現(xiàn)剛度可調(diào):
[0039]I)作為普通球型鋼支座使用
[0040]支座承重體I和下支承鋼板7之間的接觸面為球面，支座承重體I與側(cè)向限位鋼板6之間的接觸為切線接觸，根據(jù)轉(zhuǎn)動角度的需要，可預(yù)留Imm左右的間隙，因此支座承重體I連同上部結(jié)構(gòu)梁體可在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動的同時，支座承重體I與上部梁體之間產(chǎn)生一小幅度的水平位移，由于有環(huán)形氣囊的存在，該水平位移被吸收，所以該環(huán)向氣壓阻尼支座具有普通球型鋼支座需要具備的承重和能小幅轉(zhuǎn)動的功能，能當(dāng)普通球型鋼支座使用。
[0041]2)作為阻尼抗震支座使用
[0042]由于上支承鋼板2固定在梁底、下支承鋼板7固定在墩頂或臺頂，在地震慣性力作用下，不管這個力來自何方，墩、梁之間就會產(chǎn)生相對運(yùn)動，也即下支承鋼板7和上支承鋼板2之間產(chǎn)生相對運(yùn)動，支座承重體I隨下支承鋼板7 —起運(yùn)動，這時充氣的環(huán)形氣囊4在一個密封腔體內(nèi)受到擠壓、變形，提供了對地震運(yùn)動的阻抗，其作用類似于行駛中的汽車輪月臺。
[0043]該環(huán)向氣壓阻尼支座能抵御水平面內(nèi)各個方向的地震；由于有較大的回復(fù)力，震后較容易復(fù)位。
[0044]本實用新型是靠安裝在支承體外的充氣環(huán)形氣囊提供各個方向的地震阻抗力，通過調(diào)節(jié)氣壓的大小調(diào)整剛度及阻尼；
[0045]環(huán)形氣囊既可以做成一個整環(huán)，也可分成多個節(jié)段，每個節(jié)段封閉，自成單元，這樣方便安裝，通過調(diào)節(jié)氣壓讓偏位的上部結(jié)構(gòu)復(fù)位；
[0046]環(huán)形氣囊材料既可以是普通橡膠、尼龍及其它高分子材料，也可以是改性的高分子材料、加勁的高分子材料(如鋼絲纖維、碳纖維加勁)，這些材料均可制作，但凡是基于充氣的環(huán)向氣囊構(gòu)造的一切材料均可替代以上提及的材料；[0047]關(guān)于環(huán)形氣囊的截面形狀，圖中的截面形狀只是示意，只要其它的參數(shù)設(shè)計合理，任意截面形狀的環(huán)向氣囊對結(jié)構(gòu)的消能減震都能起到良好的效果，因而凡是基于充氣的環(huán)向氣囊構(gòu)造的一切截面形狀均可替代上述實施例中提及的截面形狀；
[0048]環(huán)形氣囊的填充氣體要求能防止或延緩氣囊材料的老化，只要其它的參數(shù)設(shè)計合理，在常溫下可用來填充的任意氣體材料對結(jié)構(gòu)的消能減震都能起到良好的效果，因而凡是用來填充環(huán)向氣囊的性質(zhì)類似的一切氣體材料均可替代以上提及的氣體材料。
[0049]本實用新型實施例的安裝方法如下:
[0050]I)、在墩頂和梁底分別預(yù)埋螺栓、安裝下支承鋼板7和上支承鋼板2 ；
[0051]2)、安裝支座承重體I ;
[0052]3)、安裝側(cè)向限位鋼板6 ;
[0053]4)、安裝環(huán)形氣囊4;
[0054]5)、安裝密封鋼板5;
[0055]6)、給環(huán)形氣囊充氣，讓其具有必須的剛度，調(diào)節(jié)氣壓實現(xiàn)剛度可調(diào)；
[0056]7)、安裝防塵罩。
[0057]為安裝方便和更換構(gòu)件方便，密封鋼板5、限位鋼板6可分塊設(shè)計安裝。
[0058]環(huán)形氣囊4也可分成多個節(jié)段，每個節(jié)段各自封閉，并設(shè)有一個充氣嘴4-1，上部結(jié)構(gòu)復(fù)位時，通過調(diào)整各節(jié)段的氣壓復(fù)位。
[0059]本實用新型兼具普通球型鋼支座和阻尼抗震支座的功能，徑向剛度及阻尼可調(diào)，能吸收、耗散水平面內(nèi)各個方向的地震能量，回復(fù)力大，且安裝方便。
[0060]以上內(nèi)容是結(jié)合具體的實施方式對本實用新型所做的進(jìn)一步詳細(xì)說明，不能認(rèn)定本實用新型的具體實施只局限于這些說明。對于本實用新型所屬的【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本實用新型的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.環(huán)向氣壓阻尼支座，其特征在于:其包括支座承重體，所述支座承重體的上部外圈設(shè)置有可充氣的環(huán)形氣囊，所述支座承重體的上端設(shè)置有固定在梁底的上支承鋼板，所述上支承鋼板下端設(shè)置有用于密封環(huán)形氣囊的密封鋼板，所述支座承重體的下端設(shè)置有固定在墩頂或臺頂?shù)南轮С袖摪濉?br> 2.如權(quán)利要求1所述的環(huán)向氣壓阻尼支座，其特征在于:所述支座承重體的底面為球面，所述支座承重體的側(cè)面為弧面，所述支座承重體和所述下支承鋼板之間的接觸面為球面，所述下支承鋼板上設(shè)置有用于限制支座承重體側(cè)向位移的側(cè)向限位鋼板，所述支座承重體和所述側(cè)向限位鋼板之間或有間隙，或其接觸為切線接觸。
3.如權(quán)利要求1或2所述的環(huán)向氣壓阻尼支座，其特征在于:所述密封鋼板和所述側(cè)向限位鋼板之間設(shè)置有防塵罩。
4.如權(quán)利要求1或2所述的環(huán)向氣壓阻尼支座，其特征在于:所述支座承重體與所述上支承鋼板、密封鋼板之間均設(shè)置有四氟滑板。
5.如權(quán)利要求1或2所述的環(huán)向氣壓阻尼支座，其特征在于:所述環(huán)形氣囊、所述密封鋼板、所述側(cè)向限位鋼板分別為整塊構(gòu)件。
6.如權(quán)利要求1或2所述的環(huán)向氣壓阻尼支座，其特征在于:所述環(huán)形氣囊、所述密封鋼板、所述側(cè)向限位鋼板分別由分塊構(gòu)件構(gòu)成。
【文檔編號】E04B1/98GK203729196SQ201320848475
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2013年12月20日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月20日
【發(fā)明者】萬維東 申請人:萬維東