本實(shí)用新型涉及土木工程、橋梁工程技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于土木工程結(jié)構(gòu)、橋梁結(jié)構(gòu)的限位式橡膠隔震支座。

背景技術(shù)：

在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，在基礎(chǔ)及上部結(jié)構(gòu)之間設(shè)置隔震、減震支座能有效減輕地震災(zāi)害。疊層橡膠支座是目前應(yīng)用最為廣泛的一種隔震支座，它由天然橡膠薄層與薄鋼板交替疊合，模壓硫化而成，具有較高的豎向承載能力和較小的水平剛度，地震作用下能夠產(chǎn)生足夠的水平位移，延長(zhǎng)結(jié)構(gòu)自振周期，隔震效果明顯，同時(shí)具有一定的自復(fù)位能力。研究發(fā)現(xiàn)：當(dāng)?shù)卣鹱饔幂^大，隔震層出現(xiàn)較大水平位移時(shí)，疊層橡膠支座容易出現(xiàn)極限剪切破壞，影響建筑物的安全，應(yīng)對(duì)支座進(jìn)行水平位移的限制；此外，普通疊層橡膠支座耗能性能、豎向抗拉性能不足，限制了適用范圍。

綜上所述，開(kāi)發(fā)一種能夠隔離水平地震作用、允許較大位移，具有較好限位能力和耗能能力的橡膠隔震支座，具有重要的理論意義和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是在現(xiàn)有疊層橡膠支座的基礎(chǔ)上，對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)，提供一種能夠?qū)崿F(xiàn)較好的水平限位能力和耗能能力，同時(shí)又具備一定的抗拉能力的限位式橡膠隔震支座。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案：

一種限位式橡膠隔震支座，包括上連接板、下連接板以及位于上連接板和下連接板之間的疊層橡膠構(gòu)件，所述疊層橡膠構(gòu)件分別與上連接板、下連接板固定連接；

所述上連接板和下連接板之間還設(shè)有用于減小所述疊層橡膠構(gòu)件變形的限位裝置。

所述限位裝置包括筒形導(dǎo)向件、導(dǎo)桿、環(huán)形擋板、圓形擋板、第一球形裝置、第二球形裝置以及環(huán)形彈簧，其中，筒形導(dǎo)向件具有一個(gè)封閉端和一個(gè)開(kāi)口端，其封閉端與第一球形裝置固定連接；

筒形導(dǎo)向件內(nèi)滑動(dòng)連接所述導(dǎo)桿，導(dǎo)桿伸進(jìn)筒形導(dǎo)向件內(nèi)的一端固定連接所述圓形擋板，導(dǎo)桿另一端與第二球形裝置固定連接；筒形導(dǎo)向件的開(kāi)口端處固定連接環(huán)形擋板；所述環(huán)形彈簧套設(shè)在導(dǎo)桿外側(cè)位于圓形擋板與環(huán)形擋板之間；

所述第一球形裝置與上連接板之間、第二球形裝置與下連接板之間分別可轉(zhuǎn)動(dòng)的嵌合連接。

進(jìn)一步的，圓形擋板與筒形導(dǎo)向件的接觸面、導(dǎo)桿與筒形導(dǎo)向件的接觸面均涂覆有低摩擦材料，如聚四氟乙烯等。

進(jìn)一步的，所述上連接板和下連接板的內(nèi)側(cè)壁上設(shè)有球形凹槽，所述第一球形裝置、第二球形裝置分別嵌設(shè)在所述球形凹槽內(nèi)，鑲嵌的接觸面涂有低摩擦材料，如聚四氟乙烯等。

進(jìn)一步的，所述疊層橡膠構(gòu)件包括通過(guò)模壓硫化交替疊置在一起的若干層橡膠薄層和鋼板薄層，以及設(shè)上封剛性板和下封剛性板，其中，頂層橡膠薄層與上封剛性板固定連接，底層橡膠薄層與下封剛性板固定連接；疊層橡膠構(gòu)件在硫化過(guò)程中，橡膠薄層與鋼板薄層的外側(cè)面自然形成橡膠保護(hù)層。

進(jìn)一步的，所述疊層橡膠構(gòu)件中設(shè)置有用于放置所述限位裝置的預(yù)留孔道。

本實(shí)用新型的有益效果是：

所述支座通過(guò)疊層橡膠構(gòu)件提供豎向承載能力，在支座承受較大豎向壓力或豎向地震作用下，環(huán)形彈簧受拉變形，提供一定的反向作用力以減小疊層橡膠構(gòu)件的豎向變形；在支座承受豎向拉力時(shí)，環(huán)形彈簧受壓變形，提供一定的抗拉能力；支座通過(guò)限位裝置提供水平限位能力，在水平地震作用下，疊層橡膠構(gòu)件具有較柔的水平剛度，保證支座產(chǎn)生任意方向的水平位移；環(huán)形彈簧在拉伸、壓縮過(guò)程中以彈性勢(shì)能的形式存儲(chǔ)部分地震能量，導(dǎo)桿及球形裝置利用接觸面產(chǎn)生的摩擦力亦能夠消耗部分地震能量；在地震過(guò)后，支座在疊層橡膠構(gòu)件及環(huán)形彈簧共同作用下，能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)復(fù)位。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用限位式橡膠隔震支座的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實(shí)用限位式橡膠隔震支座的限位裝置結(jié)構(gòu)示意圖；

1 為橡膠薄層；2為鋼板薄層；3為橡膠保護(hù)層；4為上封剛性板；5為下封剛性板；6為預(yù)留孔道；7為筒形導(dǎo)向件；8為導(dǎo)桿；9為環(huán)形擋板；10為圓形擋板；11為第二球形裝置；12為環(huán)形彈簧；13為低摩擦材料；14為球形凹槽；15為上連接板；16為下連接板；17為第一球形裝置。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。

如圖1、2所示一種限位式橡膠隔震支座，包括疊層橡膠構(gòu)件、限位裝置、上連接板15和下連接板16，所述疊層橡膠構(gòu)件與上連接板15、下連接板16分別通過(guò)螺栓固定連接，限位裝置設(shè)置在疊層橡膠構(gòu)件中心預(yù)留的通孔內(nèi)，并與上連接板15、下連接板16通過(guò)球形凹槽14鑲嵌連接。上連接板15通過(guò)螺栓與上部建筑物固定連接，下連接板16通過(guò)螺栓與下部建筑物固定連接。

所述疊層橡膠構(gòu)件包括若干橡膠薄層1和鋼板薄層2、上封剛性板4和下封剛性板5，其中，若干橡膠薄層1與若干鋼板薄層2通過(guò)模壓硫化交替疊置，頂層橡膠薄層與上封剛性板4硫化固定連接，底層橡膠薄層與下封剛性板5硫化固定連接；疊層橡膠構(gòu)件在硫化過(guò)程中，橡膠薄層1與鋼板薄層2的外側(cè)面自然形成橡膠保護(hù)層3。

此外，疊層橡膠構(gòu)件中心設(shè)置直徑d、高度h的預(yù)留孔道6。

上述限位裝置包括長(zhǎng)度為l的筒形導(dǎo)向件7和導(dǎo)桿8、環(huán)形擋板9、圓形擋板10、球形裝置11、環(huán)形彈簧12，其中，筒形導(dǎo)向件7上部與球形裝置11通過(guò)螺栓固定連接，下部與環(huán)形擋板9固定連接，筒形導(dǎo)向件7內(nèi)部設(shè)置導(dǎo)桿8和環(huán)形彈簧12；導(dǎo)桿8上部與圓形擋板10固定連接，下部穿過(guò)環(huán)形擋板9與球形裝置11通過(guò)螺栓固定連接，圓形擋板10內(nèi)側(cè)面及導(dǎo)桿側(cè)面涂低摩擦材料13，如聚四氟乙烯等，使導(dǎo)桿8能夠在筒形導(dǎo)向件7內(nèi)自由滑動(dòng)。

環(huán)形彈簧12套在導(dǎo)桿8外側(cè)，上部與圓形擋板10相連，下部與環(huán)形擋板9連接。

第一球形裝置鑲嵌于上連接板15中心設(shè)置的球形凹槽內(nèi)，第二球形裝置鑲嵌于下連接板16中心設(shè)置的球形凹槽內(nèi)，鑲嵌的接觸面涂有低摩擦材料13，如聚四氟乙烯等，使第一球形裝置和第二球形裝置能夠?qū)崿F(xiàn)任意方向的自由旋轉(zhuǎn)。

上述支座通過(guò)疊層橡膠構(gòu)件提供豎向承載能力，疊層橡膠構(gòu)件在承受正常豎向荷載時(shí)會(huì)發(fā)生微小的豎向壓縮變形，因此，限位裝置中的環(huán)形彈簧12僅發(fā)生微小的拉伸形變，可忽略不計(jì)。在支座承受較大豎向壓力或豎向地震作用下，環(huán)形彈簧12根據(jù)支座的拉壓變形情況，產(chǎn)生相反的變形，提供一定的反向作用力以減小疊層橡膠構(gòu)件的豎向變形，其中，疊層橡膠構(gòu)件預(yù)留孔道6高度應(yīng)大于筒形導(dǎo)向件7和導(dǎo)桿8的長(zhǎng)度l，即h – l ≥δ_v（支座豎向壓縮量）。在支座承受豎向拉力時(shí)，環(huán)形彈簧12受壓變形，提供一定的抗拉能力。

上述支座通過(guò)限位裝置提供水平限位能力。在水平地震作用下，疊層橡膠構(gòu)件具有較柔的水平剛度，保證支座產(chǎn)生任意方向的水平位移，限位裝置內(nèi)的導(dǎo)桿8在筒形導(dǎo)向件7內(nèi)滑動(dòng)，帶動(dòng)環(huán)形彈簧12產(chǎn)生較大壓縮變形；當(dāng)導(dǎo)桿8上部的圓形擋板10接近筒形導(dǎo)向件7下部的環(huán)形擋板9時(shí)，環(huán)形彈簧12達(dá)到最大壓縮變形，支座達(dá)到最大水平位移量，即 δ_h（支座水平位移量）；環(huán)形彈簧12在拉伸、壓縮過(guò)程中以彈性勢(shì)能的形式存儲(chǔ)部分地震能量，導(dǎo)桿8及第一球形裝置、第二球形裝置利用接觸面產(chǎn)生的摩擦力亦能夠消耗部分地震能量。在地震過(guò)后，支座在疊層橡膠構(gòu)件及環(huán)形彈簧12共同作用下，能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)復(fù)位。

上述支座的疊層橡膠構(gòu)件與限位裝置可根據(jù)實(shí)際工程需要以及當(dāng)?shù)乜拐鹪O(shè)防要求選擇合適的尺寸及應(yīng)用數(shù)量；支座水平向限位性能取決于限位裝置所選材料的強(qiáng)度、剛度；支座的各部分構(gòu)件之間，與上、下部建筑物的連接方式不限于螺栓固定的連接方式，本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員可以變換其他的連接方式，如采用焊接、鉸接等方式連接。

通過(guò)上述實(shí)施例中對(duì)所述的限位式橡膠隔震支座的結(jié)構(gòu)布置方式的描述及豎向承載性能、水平限位能力的分析，可以看出本實(shí)用新型所公開(kāi)的限位式橡膠隔震支座在現(xiàn)有疊層橡膠支座的基礎(chǔ)上，通過(guò)改進(jìn)能夠?qū)崿F(xiàn)較好的水平限位能力和耗能能力，同時(shí)又具備一定的抗拉能力。所述限位式橡膠隔震支座具有占據(jù)空間小的優(yōu)點(diǎn)，能應(yīng)用在建筑、橋梁等工程領(lǐng)域，具有廣泛的適用性。

以上實(shí)施例僅為本實(shí)用新型的示例性實(shí)施例，不用于限制本實(shí)用新型，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍由附加的權(quán)利要求書限定。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在本實(shí)用新型的實(shí)質(zhì)和保護(hù)范圍內(nèi)，對(duì)本實(shí)用新型做出各種修改或等同替換，這種修改或等同替換也應(yīng)視為落在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。