專利名稱：一種高摩擦減隔震支座及其制備方法
技術領域：
本發(fā)明屬于橋梁支座技術領域，尤其涉及一種高摩擦減隔震支座及其制備方法。
背景技術：
在縱橋向地震作用下，連續(xù)梁橋的固定墩及其上方的固定支座或橫向活動支座承受了大部分的上部結構水平慣性力。如果不允許固定支座或橫向活動支座發(fā)生縱向位移(即不允許支座破壞)，其傳遞的水平力將相當大，設計非常困難。另外固定墩及其基礎也將承受很大的水平力作用，造成了設計上的困難。即使對橋墩可以采用延性設計允許出現(xiàn)塑形鉸，根據(jù)能力保護設計原理，基礎也不能發(fā)生破壞，為保證其抗震能力需付出很大代價。
減隔震設計的思想是在橋梁支座的位置設置減隔震支座，通過減隔震支座的延長周期來減少上部結構水平慣性力，通過減隔震支座的耗能來減小地震的位移響應。因而其橋墩、基礎往往不需要進行特殊的設計，造價相對較低。在提供一定減隔震能力的同時，減隔震支座還需要滿足橋梁日常使用的要求。目前工程中使用的減隔震支座往往存在價格較高、性能不穩(wěn)定、安裝不方便、養(yǎng)護困難等缺點。

發(fā)明內容
本發(fā)明要解決的第一個技術問題就是提供一種成本低、高摩擦系數(shù)、支座高度小、水平位移大、水平剛度易于準確控制且變化范圍很大、不發(fā)生抬高現(xiàn)象的高摩擦減隔震支座。為解決上述技術問題，本發(fā)明采用的技術方案為包括下座板、中座板、上座板，上座板和中座板間設置有低摩擦系數(shù)平面摩擦副，中座板和下座板間設置有低摩擦系數(shù)球面摩擦副，所述下座板的下面設置有底板，下座板和底板間設置有高摩擦系數(shù)平面摩擦副，上座板和底板間設置有疊層橡膠塊。其附加技術特征為所述疊層橡膠塊的兩端分別與上座板和底板硫化連接為一體或通過螺栓相固定；所述的疊層橡膠塊內設置有水平加勁鋼板；所述的上座板設置有擋塊；所述的底板設置有剪力銷；所述上座板的上面設置有上滑板，上座板和上滑板間設置上層低摩擦系數(shù)平面摩擦副。本發(fā)明要解決的第二個技術問題就是提供一種高摩擦減隔震支座的制備方法。為解決上述技術問題，本發(fā)明采用的技術方案為，包括以下步驟
第一步、制備各組件
分別制作出底板、下座板、中座板、底部帶有擋塊的上座板、疊層橡膠塊，在下座板頂面和中座板底面安裝低摩擦系數(shù)球面摩擦材料，在上座板底面和中座板頂面安裝低摩擦系數(shù)平面摩擦材料，在下座板底面和底板頂面安裝高摩擦系數(shù)平面摩擦材料，在下座板及底板相對應部位開出連接孔；
第二步、組裝
將底板、下座板、中座板、底部帶有擋塊的上座板由下到上依次安放，使擋塊卡在下座板頂部外沿，在下座板與底板相對應連接孔安裝剪力銷，將疊層橡膠塊的兩端分別與上座板底面和底板頂面硫化連接為一體或通過螺栓相固定。其附加技術特征為，還包括以下步驟
第三步、安裝上滑板
預先在上座板頂面和上滑板底面安裝低摩擦系數(shù)平面摩擦材料，將上滑板安裝在上座板的上面。本發(fā)明所提供的一種高摩擦減隔震支座制備時，先分別制作出底板、下座板、中座板、底部帶有擋塊的上座板、疊層橡膠塊，在下座板頂面和中座板底面安裝低摩擦系數(shù)球面摩擦材料，在上座板底面和中座板頂面安裝低摩擦系數(shù)平面摩擦材料，在下座板底面和底板頂面安裝高摩擦系數(shù)平面摩擦材料，在下座板及底板相對應部位開出連接孔。然后將底板、下座板、中座板、底部帶有擋塊的上座板由下到上依次安放，使擋塊卡在下座板頂部外沿，在下座板與底板相對應連接孔安裝剪力銷，將疊層橡膠塊的兩端分別與上座板底面和底板頂面硫化連接為一體或通過螺栓相固定。再根據(jù)不同要求，可預先在上座板頂面和上 滑板底面安裝低摩擦系數(shù)平面摩擦材料，將上滑板安裝在上座板的上面。使用時，底板與橋梁墩臺或蓋梁連接，上座板與橋梁梁體底部連接。高摩擦減隔震支座的上座板中部、中座板、下座板構成了一個普通球型支座，可以傳遞豎向力、水平力，并適應轉角的要求。低摩擦系數(shù)平面摩擦副和低摩擦系數(shù)球面摩擦副主要用于適應轉角的要求，下座板和底板間的高摩擦系數(shù)平面摩擦副主要用于地震中耗散地震能力。當上座板和底板之間發(fā)生水平位移，疊層橡膠塊將發(fā)生剪切變形。通過疊層橡膠塊提供水平向回復力，使得橋墩和支座串聯(lián)系統(tǒng)的側向支承剛度小于橋墩的側向支承剛度，從而起到延長周期，減小地震響應的效果。疊層橡膠塊由耐腐蝕性、耐低溫性、耐久性良好的橡膠材料制成,疊層橡膠塊的兩端分別與上座板和底板硫化連接為一體或通過螺栓相固定，疊層橡膠塊內可設置水平加勁鋼板提供一定的豎向剛度，并約束橡膠外鼓。疊層橡膠塊可以布置在單側、兩側或四周。而上座板設置有擋塊，底板設置有剪力銷，擋塊和剪力銷都用于承受水平力，區(qū)別在于擋塊的設計承載力比較大，在任何地震作用下都不能破壞，而剪力銷的設計承載力比較小，在大震作用下應被剪斷。通過在上座板的上面設置上滑板，上座板和上滑板間設置上層低摩擦系數(shù)平面摩擦副，使得減隔震支座可以分為三類雙向高摩擦減隔震支座、縱向活動橫向高摩擦減隔震支座和橫向活動縱向高摩擦減隔震支座并配合雙向活動支座使用。在雙向高摩擦減隔震支座中，疊層橡膠塊上下分別和上座板、底板連接，當上座板和底板之間發(fā)生水平位移，疊層橡膠塊將發(fā)生剪切變形。在縱向活動橫向高摩擦減隔震支座中，其他結構都和雙向高摩擦減隔震支座中的作用相同，而上滑板和上座板之間可以相對滑動，適應正常使用中的縱向水平位移要求。在橫向活動縱向高摩擦減隔震支座中，其他結構都和雙向高摩擦減隔震支座中的作用相同，上滑板和上座板之間可以相對滑動，適應正常使用中的橫向水平位移要求。采用上述方案的一種高摩擦減隔震支座具有以下特點
1、雙向保護裝置與梁體通過螺栓或焊接，可以防止落梁，阻止梁體從支座上脫落；
2、減震耗能能力通過高摩擦系數(shù)的摩擦副起到耗散地震能量的作用；
3、延長周期通過疊層橡膠塊提供水平向回復力，使得橋墩和支座串聯(lián)系統(tǒng)的側向支承剛度小于橋墩的側向支承剛度，從而起到延長周期，減小地震響應的效果；4、具有可設計性可以通過調整疊層橡膠塊的高度、截面尺寸和形狀、彈性模量和高摩擦系數(shù)的摩擦副的摩擦系數(shù)等參數(shù)，對耗能能力、滑動剛度和最大位移等進行可控的設計；
5、現(xiàn)場安裝簡單、方便、質量有保證高摩擦減隔震裝置與球型支座成為一個整體，現(xiàn)場安裝方法與一般的球型支座相同，可以保證質量。


圖I為本發(fā)明固定聞摩擦減隔震支座的縱橋向結構不意 圖2為固定聞摩擦減隔震支座的橫橋向結構意 圖3為縱向活動橫向高摩擦減隔震支座的縱橋向結構示意圖； 圖4為縱向活動橫向高摩擦減隔震支座的橫橋向結構示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖對本發(fā)明所提供的一種高摩擦減隔震支座做進一步詳細說明。如圖I所示,本發(fā)明所提供的一種高摩擦減隔震支座包括下座板I、中座板2、上座板3，上座板3和中座板2間設置有低摩擦系數(shù)平面摩擦副4，中座板2和下座板3間設置有低摩擦系數(shù)球面摩擦副5，下座板I的下面設置有底板6，下座板I和底板6間設置有高摩擦系數(shù)平面摩擦副7，上座板3設置有擋塊10，底板6設置有剪力銷11。如圖2所示，一種高摩擦減隔震支座包括下座板I、中座板2、上座板3，上座板3和中座板2間設置有低摩擦系數(shù)平面摩擦副4，中座板2和下座板3間設置有低摩擦系數(shù)球面摩擦副5，下座板I的下面設置有底板6，下座板I和底板6間設置有高摩擦系數(shù)平面摩擦副7，上座板3和底板6間設置有疊層橡膠塊8，疊層橡膠塊8的兩端分別與上座板3和底板6硫化連接為一體或通過螺栓相固定，疊層橡膠塊8內設置有水平加勁鋼板9，上座板3設置有擋塊10，底板6設置有剪力銷11。如圖3、4所示,上座板3的上面設置有上滑板12，上座板3和上滑板12間設置上層低摩擦系數(shù)平面摩擦副13。本發(fā)明所提供的一種高摩擦減隔震支座制備時，先分別制作出底板6、下座板I、中座板2、底部帶有擋塊10的上座板3、疊層橡膠塊8，在下座板I頂面和中座板2底面安裝低摩擦系數(shù)球面摩擦材料，在上座板3底面和中座板2頂面安裝低摩擦系數(shù)平面摩擦材料，在下座板I底面和底板6頂面安裝高摩擦系數(shù)平面摩擦材料，在下座板I及底板6相對應部位開出連接孔。然后將底板6、下座板I、中座板2、底部帶有擋塊10的上座板3由下到上依次安放，使擋塊10卡在下座板I頂部外沿，在下座板I與底板6相對應連接孔安裝剪力銷11，將疊層橡膠塊8的兩端分別與上座板3底面和底板6頂面硫化連接為一體或通過螺栓相固定。再根據(jù)不同要求，可預先在上座板3頂面和上滑板12底面安裝低摩擦系數(shù)平面摩擦材料，將上滑板12安裝在上座板3的上面。使用時，底板6與橋梁墩臺或蓋梁連接，上座板3與橋梁梁體底部連接。高摩擦減隔震支座的上座板3中部、中座板2、下座板I構成了一個普通球型支座，可以傳遞豎向力、水平力，并適應轉角的要求。低摩擦系數(shù)平面摩擦副4和低摩擦系數(shù)球面摩擦副5主要用于適應轉角的要求，下座板I和底板6間的高摩擦系數(shù)平面摩擦副7主要用于地震中耗散地震能力。當上座板3和底板6之間發(fā)生水平位移，疊層橡膠塊8將發(fā)生剪切變形。通過疊層橡膠塊8提供水平向回復力，使得橋墩和支座串聯(lián)系統(tǒng)的側向支承剛度小于橋墩的側向支承剛度，從而起到延長周期，減小地震響應的效果。疊層橡膠塊8由耐腐蝕性、耐低溫性、耐久性良好的橡膠材料制成，疊層橡膠塊8的兩端分別與上座板3和底板6硫化連接為一體或通過螺栓相固定，疊層橡膠塊8內可設置水平加勁鋼板9提供一定的豎向剛度，并約束橡膠外鼓。疊層橡膠塊8可以布置在單側、兩側或四周。而上座板3設置有擋塊10，底板6設置有剪力銷11，擋塊10和剪力銷11都用于承受水平力，區(qū)別在于擋塊10的設計承載力比較大，在任何地震作用下都不能破壞，而剪力銷11的設計承載力比較小，在大震作用下應被剪斷。通過在上座板3的上面設置上滑板12，上座板3和上滑板12間設置上層低摩擦系數(shù)平面摩擦副13，使得減隔震支座可以分為三類雙向高摩擦減隔震支座、縱向活動橫向高摩擦減隔震支座和橫向活動縱向高摩擦減隔震支座并配合雙向活動支座使用。在雙向高摩擦減隔震支座中，疊層橡膠塊8上下分別和上座板3、底板6連接，當上座板3和底板6之間發(fā)生水平位移，疊層橡膠塊8將發(fā)生剪切變形。在縱向活動橫向高摩擦減隔震支座中，其他結構都和雙向高摩擦減隔震支座中的作用相同，而上滑板12和上座板3之間可以相對滑動，適應正常使用中的縱向水平位移要求。在橫向活動縱向高摩擦減隔震支座中，其他結構都和雙向高摩擦減隔震支座中的作用相同，上滑板12和上座板3之間可以相對滑動，適應正常使用中的橫向水平位移要求。 作為本發(fā)明實施例的一種變換，配合的普通支座除了球型支座，還可以采用其他類型和指標。本發(fā)明所提供的一種高摩擦減隔震支座不僅限于上述結構，支座也可以是圓、橢圓等其他形狀，摩擦副摩擦系數(shù)的范圍可以在O. 05、. 30之間，疊層橡膠塊的參數(shù)均可根據(jù)需要進行設計調整。上述的對實施例的描述是為便于該技術領域的普通技術人員能理解和應用本發(fā)明。熟悉本領域技術的人員顯然可以容易地對這些實施例做出各種修改，并把在此說明的一般原理應用到其他實施例中而不必經(jīng)過創(chuàng)造性的勞動。因此，本發(fā)明不限于這里的實施例，本領域技術人員根據(jù)本發(fā)明的揭示，對于本發(fā)明做出的改進和修改都應該在本發(fā)明的保護范圍之內。
權利要求
1.一種高摩擦減隔震支座，包括下座板、中座板、上座板，上座板和中座板間設置有低摩擦系數(shù)平面摩擦副，中座板和下座板間設置有低摩擦系數(shù)球面摩擦副，其特征在于所述下座板的下面設置有底板，下座板和底板間設置有高摩擦系數(shù)平面摩擦副，上座板和底板間設置有疊層橡膠塊。
2.根據(jù)權利要求I所述的一種高摩擦減隔震支座，其特征在于所述疊層橡膠塊的兩端分別與上座板和底板硫化連接為一體或通過螺栓相固定。
3.根據(jù)權利要求I所述的一種高摩擦減隔震支座，其特征在于所述的疊層橡膠塊內設置有水平加勁鋼板。
4.根據(jù)權利要求I所述的一種高摩擦減隔震支座，其特征在于所述的上座板設置有擋塊。
5.根據(jù)權利要求I所述的一種高摩擦減隔震支座，其特征在于所述的底板設置有剪力銷。
6.根據(jù)權利要求I所述的一種高摩擦減隔震支座，其特征在于所述上座板的上面設置有上滑板，上座板和上滑板間設置上層低摩擦系數(shù)平面摩擦副。
7.制備上述權利要求所述一種高摩擦減隔震支座的方法，其特征在于，包括以下步驟 第一步、制備各組件 分別制作出底板、下座板、中座板、底部帶有擋塊的上座板、疊層橡膠塊，在下座板頂面和中座板底面安裝低摩擦系數(shù)球面摩擦材料，在上座板底面和中座板頂面安裝低摩擦系數(shù)平面摩擦材料，在下座板底面和底板頂面安裝高摩擦系數(shù)平面摩擦材料，在下座板及底板相對應部位開出連接孔； 第二步、組裝 將底板、下座板、中座板、底部帶有擋塊的上座板由下到上依次安放，使擋塊卡在下座板頂部外沿，在下座板與底板相對應連接孔安裝剪力銷，將疊層橡膠塊的兩端分別與上座板底面和底板頂面硫化連接為一體或通過螺栓相固定。
8.根據(jù)權利要求7所述的一種高摩擦減隔震支座的制備方法，其特征在于，還包括以下步驟 第三步、安裝上滑板 預先在上座板頂面和上滑板底面安裝低摩擦系數(shù)平面摩擦材料，將上滑板安裝在上座板的上面。
全文摘要
本發(fā)明屬于橋梁支座技術領域，公開了一種高摩擦減隔震支座及其制備方法。其主要技術特征為包括下座板、中座板、上座板，上座板和中座板間設置有低摩擦系數(shù)平面摩擦副，中座板和下座板間設置有低摩擦系數(shù)球面摩擦副，所述下座板的下面設置有底板，下座板和底板間設置有高摩擦系數(shù)平面摩擦副，上座板和底板間設置有疊層橡膠塊。本發(fā)明所提供的一種高摩擦減隔震支座，高摩擦系數(shù)平面摩擦副主要用于地震中耗散地震能力。當上座板和底板之間發(fā)生水平位移，疊層橡膠塊將發(fā)生剪切變形。通過疊層橡膠塊提供水平向回復力，使得橋墩和支座串聯(lián)系統(tǒng)的側向支承剛度小于橋墩的側向支承剛度，從而起到延長周期，減小地震響應的效果。
文檔編號E01D21/00GK102839603SQ20121036312
公開日2012年12月26日 申請日期2012年9月26日 優(yōu)先權日2012年9月26日
發(fā)明者彭天波, 彭天浪, 李金亮 申請人:彭天波