[發(fā)明專利]一種含鋼擋塊結(jié)構(gòu)的功能分離型組合隔震支座及其施工方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710542657.4
• 申請(qǐng)日: 2017-07-05
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107190639A
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-09-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 田欽;張?chǎng)?/a>;熊進(jìn)剛;丁利;宋固全;雷斌;胡峰強(qiáng);陳煜國(guó)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南昌大學(xué)
• 主分類號(hào): E01D19/04
• 分類號(hào): E01D19/04;E01D21/00
• 代理公司: 南昌新天下專利商標(biāo)代理有限公司36115
• 代理人: 施秀瑾

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于橋梁工程建筑技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種橋梁組合隔震支座裝置及其施工方法。

背景技術(shù)

我國(guó)是世界上地震多發(fā)國(guó)家之一，除少數(shù)省份外，其它各省均發(fā)生過(guò)地震。地震的破壞作用給我國(guó)橋梁造成了巨大損傷。地震中，隔震支座可以有效減小橋梁震害，其中普通橡膠支座被廣泛應(yīng)用于橋梁隔震中。

一般來(lái)說(shuō)，普通橡膠支座需要滿足以下幾項(xiàng)功能：1、豎向支承功能；2、水平剪切變形功能；3、轉(zhuǎn)動(dòng)變形功能。為了達(dá)到以上功能，支座的形狀及疊層結(jié)構(gòu)的設(shè)置均受到了一定的限制。一方面為了延長(zhǎng)上部梁體的振動(dòng)周期，滿足橋梁的隔震設(shè)計(jì)要求，需要大大增加橡膠支座的厚度。但是另一方面，較厚的橡膠支座卻在承受豎向荷載時(shí)，容易發(fā)生失穩(wěn)破壞。這兩者難以同時(shí)滿足。

另外，地震中，梁體會(huì)產(chǎn)生較大的橫橋向或者順橋向位移，嚴(yán)重時(shí)可能會(huì)發(fā)生橫橋向或者順橋向的落梁震害。為了防止橫橋向落梁破壞，我國(guó)橋梁多在橋墩蓋梁頂部的橫橋向兩側(cè)設(shè)置鋼筋混凝土擋塊，利用鋼筋混凝土擋塊與梁體間的碰撞限制梁體橫橋向的相對(duì)較大位移，但是普通的鋼筋混凝土擋塊設(shè)置數(shù)量較少，碰撞位置集中，地震中常常因?yàn)榕鲎擦退郊袅^(guò)大而發(fā)生破壞，從而引起橫橋向落梁震害；同樣，地震中的較大碰撞力可能破壞橋梁順橋向限位裝置，引起順橋向落梁震害。

因此，如何開(kāi)發(fā)一種新型隔震支座，既能滿足隔震設(shè)計(jì)中固有周期和壓曲穩(wěn)定性要求，又能限制上部梁體順橋向與橫橋向相對(duì)較大水平位移的新型隔震支座是本領(lǐng)域技術(shù)人員當(dāng)前迫切需要解決的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于上述缺陷，本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種含鋼擋塊結(jié)構(gòu)的功能分離型組合隔震支座及其施工方法，該新型隔震支座把普通橡膠支座的轉(zhuǎn)動(dòng)變形功能與水平剪切變形功能分開(kāi)，使其具有較大的固有周期且不易發(fā)生壓曲失穩(wěn)損壞，同時(shí)含有能夠限制上部梁體順橋向和橫橋向較大位移的側(cè)面鋼擋塊，預(yù)防支座破壞和落梁震害。

本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。

本發(fā)明所述的一種含鋼擋塊結(jié)構(gòu)的功能分離型組合隔震支座，其特征在于：主要包括支座上鋼板、密閉橡膠轉(zhuǎn)動(dòng)部分、普通橡膠支座部分、支座下鋼板和側(cè)面鋼擋塊結(jié)構(gòu)。

所述支座上鋼板的橫橋向兩側(cè)中間位置開(kāi)有凹槽，用以配合側(cè)面鋼擋塊限制上部梁體順橋向和橫橋向的較大水平位移。支座上鋼板向上通過(guò)螺栓固定在梁體底部，在梁體底部設(shè)置了一塊預(yù)埋鋼板，預(yù)埋鋼板平面與支座上鋼板平面平行，保證接觸均勻，受力合理，支座位置水平。

所述密閉橡膠轉(zhuǎn)動(dòng)部分設(shè)置在支座上鋼板下方，其上部是一塊圓形橡膠板，中間是一塊圓形連接鋼板，下部是一塊方形連接鋼板；支座上鋼板的下部設(shè)有一個(gè)可嵌入圓形橡膠板凹槽；支座上鋼板與方形連接鋼板通過(guò)螺栓固定連接。

所述普通橡膠支座部分的上部通過(guò)螺栓與密閉橡膠轉(zhuǎn)動(dòng)部分中的圓形連接鋼板連接，下部與一塊中間連接鋼板通過(guò)螺栓連接。

所述支座下鋼板的上部與中間連接鋼板連接，下部與橋墩頂部固定在一起。

所述支座下鋼板橫橋向兩側(cè)分別布置側(cè)面鋼擋塊，用于限制上部梁體的順橋向和橫橋向相對(duì)較大位移。

當(dāng)橋梁發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，因?yàn)槠胀ㄏ鹉z支座部分中含有鋼板，不易產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)變形，而密閉橡膠轉(zhuǎn)動(dòng)部分中的圓形橡膠板相對(duì)較容易產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)變形，所以僅上部的密閉橡膠轉(zhuǎn)動(dòng)部分發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)變形，以適應(yīng)梁端轉(zhuǎn)動(dòng)。另外，地震中密閉橡膠轉(zhuǎn)動(dòng)部分中的圓形橡膠板能夠依靠自身的轉(zhuǎn)動(dòng)變形，消耗一部分地震能量，減小地震對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)的損壞。

地震中，因?yàn)閳A形連接鋼板上部嵌入支座上鋼板的凹槽中，限制了圓形橡膠板的水平剪切變形，所以僅普通橡膠支座部分提供水平剪切變形功能，延長(zhǎng)上部梁體的振動(dòng)周期，使上部梁體在平面內(nèi)緩慢振動(dòng)，消耗地震能量，起到隔震效果。

較佳的，上述含鋼擋塊結(jié)構(gòu)的功能分離型組合隔震支座，所述的圓形連接鋼板下部中間設(shè)有一凹槽，凹槽中嵌入一圓柱形鋼芯。在普通橡膠支座部分的下部也有相同的凹槽，可以嵌入相同的圓柱形鋼芯。一方面，鋼芯可以在一定程度上限制上、下部結(jié)構(gòu)的水平滑移，具有固定位置的作用；另一方面，當(dāng)上部梁體發(fā)生較大位移時(shí)，圓柱形鋼芯具有較大抗剪能力，避免普通橡膠支座部分與上部圓形連接鋼板或者下部中間連接鋼板之間發(fā)生剪切破壞，使水平剪切變形僅發(fā)生在普通橡膠支座部分上。