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一种大转角高摩擦减隔震支座

阅读：144发布：2021-03-01

IPRDB可以提供一种大转角高摩擦减隔震支座专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种大转角高摩擦减隔震支座，包括左右两组叠层橡胶块、底板、下座板、中座板、上座板、低摩擦系数摩擦副、高摩擦系数摩擦副、剪力销、挡块、竖向随动机构。当上座板和底板之间发生水平位移，叠层橡胶块发生剪切变形提供回复力；挡块、剪力销都用于承受水平力，前者其设计承载力比较大，在任何地震作用下都不能破坏；后者设计承载力比较小，在大震作用下应被剪断。低摩擦系数摩擦副用于适应转角的要求；高摩擦系数摩擦副用于地震中耗散地震能力。本发明提供正常使用下的竖向承载力、水平承载力，可以适应大跨桥梁、大跨空间结构较大转角的变形要求，有效地减小地震作用下桥梁结构的地震响应，保障桥梁抗震安全。，下面是一种大转角高摩擦减隔震支座专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种大转角高摩擦减隔震支座，其特征在于，包括左右两组叠层橡胶块（1）、底板（2）、下座板（3）、中座板（4）、上座板（5）、低摩擦系数摩擦副（6）、高摩擦系数摩擦副（7）、剪力销（8）、挡块（9）、竖向随动机构（10）；

上座板（5）、中座板（4）、下座板（3）构成了球型支座；球型支座位于左右两组叠层橡胶块（1）之间；

底板（2）与桥梁的下部结构连接，上座板（5）与桥梁的上部结构连接；

两组叠层橡胶块（1）的上下平面分别和上座板（5）、底板（2）连接，当上座板（5）和底板（2）之间发生水平位移，叠层橡胶块（1）将发生剪切变形，提供回复力；叠层橡胶块（1）中的橡胶块内含有若干水平钢板；

挡块（9）是在上座板（5）底部形成的凸体，位于所述球型支座的外围；挡块（9）用于承受水平力，其设计承载力比较大，在任何地震作用下都不能破坏；

剪力销（8）也用于承受水平力，其设计承载力比较小，剪力销（8）将高摩擦系数摩擦副（7）固定于底板（2）上，在大震作用下剪力销（8）应被剪断；

上座板（5）与中座板（4）之间的低摩擦系数摩擦副（6），以及中座板（4）与下座板（3）之间的低摩擦系数摩擦副（6）用于适应转角的要求；而底板（2）和下座板（3）之间的高摩擦系数摩擦副（7）用于地震中耗散地震能力；

竖向随动机构（10）设置于上座板（5）与叠层橡胶块（1）之间空间内，是由若干套竖向布置的直线导轨构成，每套直线导轨包括导轨杆（11）和滑块（12），导轨杆（11）的固定端连接于上座板（5），滑块（12）与叠层橡胶块（1）中上端的水平钢板固定，可沿导轨杆（11）上下滑动。

说明书全文

一种大转角高摩擦减隔震支座

技术领域

[0001] 本发明属于结构抗震安全领域，涉及一种防止桥梁、空间结构在地震作用下发生破坏的支座。

背景技术

[0002] 为了防止桥梁、空间结构在地震作用下发生破坏，往往在支座的位置设置减隔震装置（或减隔震支座），通过减隔震支座的延长周期来减少上部结构水平惯性力，通过减隔震支座的耗能来减小地震的位移响应。因而其下部结构往往不需要进行特殊的设计，造价相对较低。在提供一定减隔震能力的同时，减隔震支座还需要满足结构日常使用的要求。

[0003] 目前工程中使用的减隔震支座往往存在转角变形能力小、价格较高、性能不稳定、安装不方便、养护困难等缺点。

发明内容

[0004] 本发明的目的在于提供一种大转角高摩擦减隔震支座，满足非地震情况下的正常使用要求、地震作用下的减震耗能要求，以解决现有产品存在的问题。本发明具有转角变形能力大、价格低廉、高摩擦系数、支座高度小、水平位移大、水平刚度易于准确控制且变化范围很大、不发生抬高现象的优点，完全可以克服现有减隔震支座的不足之处。

[0005] 为达到以上目的，本发明所采用的解决方案是：一种大转角高摩擦减隔震支座，包括左右两组叠层橡胶块1、底板2、下座板3、中座板
4、上座板5、低摩擦系数摩擦副6、高摩擦系数摩擦副7、剪力销8、挡块9、竖向随动机构10。

[0006] 上座板5、中座板4、下座板3构成了球型支座。球型支座位于左右两组叠层橡胶块1之间。

[0007] 底板2与桥梁的下部结构连接，上座板5与桥梁的上部结构连接。

[0008] 两组叠层橡胶块1的上下平面分别和上座板5、底板2连接，当上座板5和底板2之间发生水平位移，叠层橡胶块1将发生剪切变形，提供回复力。叠层橡胶块1中的橡胶块是由耐腐蚀性、耐低温性、耐久性良好的橡胶材料制成，橡胶块内含有水平钢板约束橡胶外鼓。

[0009] 挡块9是在上座板5底部形成的凸体，位于所述球型支座的外围；挡块9用于承受水平力，其设计承载力比较大，在任何地震作用下都不能破坏。剪力销8也用于承受水平力，其设计承载力比较小，剪力销8将高摩擦系数摩擦副7固定于底板2上，在大震作用下剪力销8应被剪断。

[0010] 上座板5与中座板4之间的低摩擦系数摩擦副6，以及中座板4与下座板3之间的低摩擦系数摩擦副6主要用于适应转角的要求。而底板2和下座板3之间的高摩擦系数摩擦副7主要用于地震中耗散地震能力。需要说明的是，摩擦副在本技术领域属于常规产品，不需要介绍其结构细节。

[0011] 竖向随动机构10设置于上座板5与叠层橡胶块1之间空间内，是由若干套竖向布置的直线导轨构成，每套直线导轨包括导轨杆11和滑块12，导轨杆11的固定端连接于上座板5，滑块12与叠层橡胶块1中上端的水平钢板固定，可沿导轨杆11上下滑动。竖向随动机构10既能保证叠层橡胶块1顶面与上座板5之间的水平相对位置始终保持不变，并可在支座发生较大转角时又能适应上座板5、底板2之间的竖向相对位移，满足支座较大转角变形能力的要求。

[0012] 上座板5、中座板4、下座板3构成了一个普通球型支座，可以传递竖向力、水平力，并适应转角的要求。该支座的中座板4为球型支座的中支座板，其还包括转动球面、滑动平面，转动球面连接固定于中座板4上部的球面结构上，滑动平面连接固定于中座板4下部的平面结构上。所述的普通球型支座，其结构、功能、工作方式已属于成熟的现有技术，作为桥梁支座适用于《球型支座技术条件》GB/T 17955-2009包括的所有类型，其技术要求满足这些规范的要求。

[0013] 由于采用了上述方案，本发明具有以下特点：1、转角变形能力较大：由上座板、中座板、下座板所构成的普通球型支座，可以通过球面转动灵活地适应支座转角变形能力较大的要求。竖向随动机构10可以释放叠层橡胶块对上座板和底板之间竖向位移的约束，适应支座转角变形能力较大的要求。转角变形能力可达0.2rad。

[0014] 2、现场安装简单、方便、质量有保证：叠层橡胶块、高摩擦系数的摩擦副与球型支座成为一个整体，现场安装方法与一般的支座相同，可以保证质量。

[0015] 3、减震耗能能力：通过高摩擦系数的摩擦副起到耗散地震能量的作用。

[0016] 4、延长周期：通过叠层橡胶块提供水平向回复力，使得桥墩和支座串联系统的侧向支承刚度小于桥墩的侧向支承刚度，从而起到延长周期，减小地震响应的效果。

[0017] 5、具有可设计性：可以通过调整叠层橡胶块的高度、截面尺寸和形状、弹性模量和高摩擦系数的摩擦副的摩擦系数等参数，对转角能力、耗能能力、滑动刚度和最大位移等进行可控的设计。

[0018] 本发明大转角高摩擦减隔震支座，可以提供正常使用下的竖向承载力、水平承载力，特别的可以适应大跨桥梁、大跨空间结构较大转角的变形要求，同时可以有效地减小地震作用下桥梁结构的地震响应，保障桥梁抗震安全。

附图说明

[0019] 图1为本发明大转角高摩擦减隔震支座的横桥向结构示意图。

[0020] 图2为本发明大转角高摩擦减隔震支座的纵桥向结构示意图。

[0021] 图3为本发明大转角高摩擦减隔震支座的俯剖视图。

[0022] 图4为竖向随动机构的结构示意图，也就是图1中A处的局部放大图。

[0023] 标记说明：叠层橡胶块1、底板2、下座板3、中座板4、上座板5、低摩擦系数摩擦副6、高摩擦系数摩擦副7、剪力销8、挡块9、竖向随动机构10、导轨杆11、滑块12。

[0024]

具体实施方式

[0025] 以下结合附图所示实施例对本发明作进一步的说明。

[0026] 实施例大转角高摩擦减隔震支座，其设计参数见下表。

[0027] 表1 大转角高摩擦减隔震支座的设计参数支座设计参数大转角高摩擦减隔震支座
竖向承载力N 4000kN
小震作用下的横向水平承载力F1 400kN
转角θ 0.06rad
正常使用时的低摩擦系数μ1 0.02
正常使用时的位移要求D1 +/-0.1m
大震作用下的高摩擦系数μ2 0.08
水平向减隔震水平刚度K2 1000kN/m
水平向减隔震位移能力D2 0.2m
水平向极限水平承载力F2 1000kN
如图1-图4所示，大转角高摩擦减隔震支座包括左右两组叠层橡胶块1、底板2、下座板3、中座板4、上座板5、低摩擦系数摩擦副6、高摩擦系数摩擦副7、剪力销8、挡块9、竖向随动机构10。

[0028] 上座板5、中座板4、下座板3构成了球型支座。球型支座位于左右两组叠层橡胶块1之间。

[0029] 底板2与桥梁的下部结构连接，上座板5与桥梁的上部结构连接。

[0030] 两组叠层橡胶块1分别置于所述球型支座的两侧，两组叠层橡胶块1的上下平面分别和上座板5、底板2连接，当上座板5和底板2之间发生水平位移，叠层橡胶块1将发生剪切变形，提供回复力。叠层橡胶块1中的橡胶块是由耐腐蚀性、耐低温性、耐久性良好的橡胶材料制成，橡胶块内含有水平钢板约束橡胶外鼓。

[0031] 挡块9是在上座板5底部形成的凸体，位于所述球型支座的外围；挡块9用于承受水平力，其设计承载力比较大，在任何地震作用下都不能破坏。剪力销8也用于承受水平力，其设计承载力比较小，剪力销8将高摩擦系数摩擦副7固定于底板2上，在大震作用下剪力销8应被剪断。

[0032] 上座板5与中座板4之间的低摩擦系数摩擦副6，以及中座板4与下座板3之间的低摩擦系数摩擦副6主要用于适应转角的要求。而底板2和下座板3之间的高摩擦系数摩擦副7主要用于地震中耗散地震能力。需要说明的是，摩擦副在本技术领域属于常规产品，不需要介绍其结构细节。

[0033] 竖向随动机构10设置于上座板5与叠层橡胶块1之间空间内，是由若干套竖向布置的直线导轨构成，每套直线导轨包括导轨杆11和滑块12，导轨杆11的固定端连接于上座板5，滑块12与叠层橡胶块1中上端的水平钢板固定，可沿导轨杆11上下滑动。竖向随动机构10既能保证叠层橡胶块1顶面与上座板5之间的水平相对位置始终保持不变，并可在支座发生较大转角时又能适应上座板5、底板2之间的竖向相对位移，满足支座较大转角变形能力的要求。

[0034] 作为本发明实施例的一种变换，配合的普通支座除了球型支座，还可以采用其他类型和指标的支座。

[0035] 作为本发明实施例的又一种变换，所述叠层橡胶块的数量、参数可以增加或减少，其分布形式可以在平面内任意布置。

[0036] 作为本发明实施例的又一种变换，所述低摩擦副摩擦系数的范围可以在0.001~0.03之间，高摩擦副摩擦系数的范围可以在0.05~0.30之间。

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