高性能板式減震橡膠支座的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于土木工程、地震工程技術領域，具體涉及一種采用高性能橡膠材料的有減震效果的板式橡膠支座，特別涉及一種高性能板式減震橡膠支座。
【背景技術】
[0002]我國公路橋梁中，中小跨徑梁橋占有相當大一部分比例，因板式橡膠支座構造簡單、造價低、安裝方便，故多用于此類橋梁中，但是震害表明，板式橡膠支座由于剪切變形能力不足，減震能力低下，在大的水平位移下，支座和上下部結構之間發(fā)生滑動，上部結構出現(xiàn)移位、落梁等破壞現(xiàn)象，嚴重威脅了震后生命線的安全。
[0003]板式橡膠支座的橡膠采用天然橡膠，阻尼很小，從而造成板式橡膠支座耗能能力低下。此外，板式橡膠支座加勁材料為鋼板，鋼板通過限制豎向力下橡膠層的橫向膨脹提供支座豎向剛度和豎向承載能力，但在水平力下，鋼板不能隨橡膠發(fā)生剪切變形，且其占據(jù)支座相當一部分高度，使得板式橡膠支座的水平位移能力受限。
[0004]鋼絲編織網(wǎng)布作為工業(yè)篩網(wǎng)被廣泛使用，具有強度高、厚度薄、面外剛度小的優(yōu)點，但其至今還未被廣泛用于橡膠支座中去，究其原因是現(xiàn)有支座生產(chǎn)中橡膠和鋼之間的粘結工藝還不能使鋼絲編織網(wǎng)布和橡膠之間形成可靠粘結，使得鋼絲編織網(wǎng)布對支座橡膠橫向膨脹的約束力不足，或在壓剪作用下鋼絲與橡膠脫空，從而限制了鋼絲編織網(wǎng)布在橡膠支座中的應用。在汽車輪胎中，鋼絲簾布是常用橡膠增強材料，目前子午線輪胎生產(chǎn)企業(yè)為增強橡膠和鍍銅鋼絲簾布的粘合力，會選用各類粘合增進劑，例如:有機鈷鹽、有機鎳鹽、間-甲樹脂等。研究發(fā)現(xiàn)通過一定的配合使用可以改善橡膠金屬粘結層的耐久性。
[0005]為了提高板式橡膠支座水平位移能力和減震耗能能力，并解決支座生產(chǎn)工藝無法保障鋼絲編織網(wǎng)布和橡膠之間有效粘結的問題，借鑒汽車輪胎生產(chǎn)工藝，在原有板式橡膠支座的基礎上，設計了一種高性能板式橡膠減震支座。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006]本實用新型的目的在于提供一種高性能橡膠減震支座，所述裝置可以提供較大的豎向剛度和承載能力；具有很大的水平位移能力，且能提供持續(xù)恢復力，避免落梁發(fā)生;有良好的阻尼滯回耗能能力，減小傳遞給結構的地震力;支座性能穩(wěn)定，加勁材料和橡膠之間的粘結牢靠，可有效約束橡膠膨脹，能隨橡膠共同變形，實現(xiàn)支座傾覆滾動變形時的穩(wěn)定性。
[0007]為達到以上目的，本實用新型采用的解決方案是:替換原有板式橡膠支座的加勁鋼板為鋼絲編織網(wǎng)布，并對鋼絲編織網(wǎng)布的周邊鋼絲間進行焊接，增強鋼絲編織網(wǎng)布對橡膠豎向壓力下的橫向膨脹的約束，提高支座的豎向承載能力。由于鋼絲編織網(wǎng)布厚度薄，呈柔性，支座在水平力下除因橡膠層厚度增大而產(chǎn)生較大剪切變形外，還能發(fā)生翹曲傾覆變形，甚至發(fā)生滾動，從而可以適應更大的水平位移。采用高阻尼橡膠膠料，使支座具有高阻尼橡膠支座良好的阻尼滯回耗能能力。在鋼絲編織網(wǎng)布上鍍銅，并在支座橡膠中摻入金屬-橡膠粘結增強劑，借鑒汽車輪胎增強橡膠和鋼絲簾布粘結的方法使該支座的加勁鋼絲編織網(wǎng)布和橡膠之間的粘結更為牢固，粘結增強劑種類多樣，常見的有有機鈷鹽、有機鎳鹽、間-甲樹脂等。
[0008]據(jù)此，一種高性能板式減震橡膠支座，由鋼絲編織網(wǎng)布加勁層1、橡膠層2、第一橡膠保護層3和第二橡膠保護層4組成，其中:所述鋼絲編織網(wǎng)布加勁層I和橡膠層2自下而上層疊布置，形成內(nèi)部結構，第一橡膠保護層3分別包覆于內(nèi)部結構的頂部和底部，第二橡膠保護層4包裹于內(nèi)部結構的四周，所述減震橡膠支座經(jīng)高溫硫化粘結成一體;所述橡膠層2、第一橡膠保護層3和第二橡膠保護層4采用的橡膠均為高阻尼橡膠，內(nèi)部摻有橡膠金屬粘結增強劑;所述鋼絲編織網(wǎng)布加勁層I采用柔性鋼絲編織網(wǎng)布，由相互交錯編織的高強鋼絲5組成，鋼絲編織網(wǎng)布外圍鋼絲間焊接連接，外表面鍍銅。
[0009]本實用新型中，減震橡膠支座的平截面尺寸以及形狀可根據(jù)實際情況選擇，形狀為矩形、圓形、正方形、長條形或橢圓形等中任一種。
[0010]本實用新型中，鋼絲編織網(wǎng)布加勁層呈柔性，支座可滾動，鋼絲編織網(wǎng)布的編織方式以及層數(shù)由實際情況決定，鋼絲編織網(wǎng)布的編織方式為:鋼絲編織網(wǎng)布外圍鋼絲間全部焊接，或相隔一定鋼絲數(shù)目焊接，或焊接相鄰一部分鋼絲，或同時焊接內(nèi)部全部或部分鋼絲等。
[0011]本實用新型中，所述橡膠層2、第一橡膠保護層3、第二橡膠保護層4橡膠內(nèi)摻有橡膠金屬粘結增強劑，其劑量、種類以及各類比例可以根據(jù)實際情況調(diào)整。
[0012]本實用新型的優(yōu)點在于:
[0013]I)支座加勁材料鋼絲編織網(wǎng)布使得支座的橡膠層厚度進一步增大，提高支座的剪切變形能力，此外，較小的面外剛度使支座可以發(fā)生翹曲滾動，以實現(xiàn)更大的水平位移。
[0014]2)支座高阻尼橡膠的特質(zhì)，使得支座具有了良好的減震耗能能力。
[0015]3)支座橡膠中摻入的橡膠金屬粘結增強劑，可有效增強橡膠和加勁材料鋼絲編織網(wǎng)布間的粘結，從而保障支座穩(wěn)定的受力性能和耐久性。
[0016]4)支座加勁材料鋼絲編織網(wǎng)布周邊采用焊接處理，使加勁層對橡膠在豎向力下的橫向膨脹有更大的約束力，提高支座的豎向承載能力。
[0017]總之，本實用新型構造簡單、質(zhì)量輕、易于生產(chǎn)加工、安裝簡便、造價低，而且有較大的水平位移能力和良好的減震效果，性能穩(wěn)定。
【附圖說明】
[0018]圖1尚性能板式減震橡I父支座不意圖；
[0019]圖2高性能板式減震橡膠支座立面剖視圖；
[0020]圖3高性能板式減震橡膠支座平面剖視圖；
[0021 ]圖4鋼絲編織網(wǎng)布周邊焊接平面示意圖；
[0022]圖中標號:1.鋼絲編織網(wǎng)布，2.橡膠層，3.第一橡膠保護層，4.第二橡膠保護層，5.尚強鋼絲。
【具體實施方式】
[0023]為了使公眾能夠更加清楚地理解本實用新型的技術實質(zhì)和有益效果，申請人將在下面以實施例的方式結合附圖作詳細說明，但是對實施例的描述均不是對本實用新型方案的限制，任何依據(jù)本實用新型構思所做出的僅僅為形式上的而非實質(zhì)性的等效變換都應視為本實用新型的范疇。
[0024]實施例1:請見圖1、圖2、圖3、圖4，本裝置由鋼絲編織網(wǎng)布加勁層1、橡膠層2、第一橡膠保護層3和第二橡膠保護層4組成。橡膠層2、第一橡膠保護層3和第二橡膠保護層4采用的橡膠材料為高阻尼橡膠，并摻有橡膠金屬粘結增強劑;鋼絲編織網(wǎng)布I由垂直交錯編織的高強鋼絲5組成，鋼絲編織網(wǎng)布外圍鋼絲間焊接連接，外表面采用鍍銅處理。鋼絲編織網(wǎng)布加勁層I和橡膠層2自下而上層疊布置，相鄰橡膠層2會透過當中鋼絲編織網(wǎng)布孔隙連接在一起，使鋼絲編織網(wǎng)布對其形成更好的約束作用，提供支座豎向承載能力。第一橡膠保護層3和第二橡膠保護層4包裹在內(nèi)部結構外圍，整個支座經(jīng)高溫硫化粘結成一體。安裝時支座直接至于橋墩頂端，使用時支座上下表面直接和梁底以及墩頂?shù)幕炷两佑|。水平力下，支座發(fā)生翹曲，即上下表面邊緣從支撐面脫離，直至側表面完全貼地，并繼續(xù)發(fā)生滾動，總而實現(xiàn)大的水平位移，同時增強支座的滯回耗能能力。
【主權項】
1.一種高性能板式減震橡膠支座，由鋼絲編織網(wǎng)布加勁層(I)、橡膠層(2)、第一橡膠保護層(3)和第二橡膠保護層(4)組成，其特征在于:所述鋼絲編織網(wǎng)布加勁層(I)和橡膠層(2)自下而上層疊布置，形成內(nèi)部結構，第一橡膠保護層(3)分別包覆于內(nèi)部結構的頂部和底部，第二橡膠保護層(4)包裹于內(nèi)部結構的四周，所述減震橡膠支座經(jīng)高溫硫化粘結成一體;所述橡膠層(2)、第一橡膠保護層(3)和第二橡膠保護層(4)采用的橡膠均為高阻尼橡膠;所述鋼絲編織網(wǎng)布加勁層(I)采用柔性鋼絲編織網(wǎng)布，由相互交錯編織的高強鋼絲(5)組成，鋼絲編織網(wǎng)布外圍鋼絲間焊接連接，外表面鍍銅。2.根據(jù)權利要求1所述的高性能板式減震橡膠支座，其特征在于減震橡膠支座的平截面尺寸以及形狀根據(jù)實際情況選擇，形狀為矩形、圓形、或橢圓形中任一種。3.根據(jù)權利要求1所述的高性能板式減震橡膠支座，其特征在于鋼絲編織網(wǎng)布加勁層呈柔性，支座可滾動，鋼絲編織網(wǎng)布的編織方式以及層數(shù)由實際情況決定，鋼絲編織網(wǎng)布的編織方式為:鋼絲編織網(wǎng)布外圍鋼絲間全部焊接，或相隔一定鋼絲數(shù)目焊接，或焊接相鄰一部分鋼絲，或同時焊接內(nèi)部全部或部分鋼絲中任一種。
【專利摘要】本實用新型涉及一種高性能板式減震橡膠支座。包括鋼絲編織網(wǎng)布加勁層、橡膠層、橡膠保護層、鋼絲編織網(wǎng)布和橡膠層疊布置，可根據(jù)需要平面制成不同形狀，其中：所述橡膠為高阻尼橡膠且內(nèi)摻有增強橡膠與鋼絲編織網(wǎng)布之間粘結強度的橡膠金屬粘結增強劑，所述鋼絲編織網(wǎng)布為周邊焊接的柔性細密高強鋼絲編織網(wǎng)布。本實用新型采用柔性鋼絲編織網(wǎng)布加勁層，使支座可傾覆滾動變形，大大提高支座水平位移能力，減小地震落梁震害的發(fā)生，且能充分發(fā)揮高阻尼的滯回耗能能力。通過對橡膠和鋼絲編織網(wǎng)布的改進使鋼絲編織網(wǎng)布對橡膠橫向膨脹的約束增強，從而使支座具有更大的豎向承載能力和減震耗能能力。該實用新型還具有構造簡單，重量輕，造價低，易于加工安裝，抗震性能穩(wěn)定，耐久性好的優(yōu)點。
【IPC分類】E01D19/04
【公開號】CN205242247
【申請?zhí)枴緾N201520927833
【發(fā)明人】李涵, 袁萬城, 吳德興, 田圣澤, 袁新哲, 黨新志
【申請人】同濟大學, 上海彭浦橡膠制品有限公司
【公開日】2016年5月18日
【申請日】2015年11月20日