[發(fā)明專利]一種城市高架橋的半球凸起式橡膠減振支座

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711127150.9
• 申請(qǐng)日: 2017-11-15
• 公開（公告）號(hào): CN107724231A
• 公開（公告）日: 2018-02-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫亮明;何林憶;李軒懿;趙寒冰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 武漢理工大學(xué)
• 主分類號(hào): E01D19/04
• 分類號(hào): E01D19/04
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司42102
• 代理人: 孫方旭

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于橋梁減振技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種城市高架橋的半球凸起式橡膠減振支座。

背景技術(shù)

城市高架橋作為一種解決城市交通擁堵的有效方法，在許多城市中得到推廣和應(yīng)用。但由于大多數(shù)高架線路靠近甚至穿越城市中密集的住宅區(qū)、商業(yè)中心、文化中心、高科技工業(yè)園等，它們?cè)诜奖闳藗兂鲂械耐瑫r(shí)，也帶來(lái)了嚴(yán)重的環(huán)境振動(dòng)問題。如北京、上海、廣州這樣的大城市，高架線路離建筑物的最短距離只有幾米，其誘發(fā)的環(huán)境振動(dòng)對(duì)周邊建筑、人體以及各種儀器設(shè)備造成了嚴(yán)重的負(fù)面影響。因而在城市高架橋的建設(shè)中對(duì)橋梁本身的減隔振提出了更高要求。針對(duì)實(shí)際工程中高架橋車致環(huán)境振動(dòng)問題，國(guó)內(nèi)外研究一般把橋梁支座作為剛性支承進(jìn)行車橋耦合振動(dòng)分析，忽略了其作為柔性支承對(duì)橋梁車致振動(dòng)的影響，并且現(xiàn)有橋梁支座多關(guān)注水平減隔震功能而不關(guān)注豎向減隔振功能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，提供一種城市高架橋的半球凸起式橡膠減振支座，實(shí)現(xiàn)橋梁豎向減隔振功能，并同時(shí)限制橋梁橫橋向和縱橋向位移以保證橋梁安全。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：提供一種城市高架橋的半球凸起式橡膠減振支座，包括上錨固棒、上支座板、下支座板、下錨固棒、上鋼盆、下鋼盆，還包括中間橡膠體、環(huán)形橡膠，上鋼盆的上表面與上支座板的下表面固定連接，下鋼盆的下表面與下支座板的上表面固定連接，上支座板上端設(shè)有多根上錨固棒，下支座板下端設(shè)有多根下錨固棒，下鋼盆和上支座板下部之間設(shè)有一個(gè)環(huán)形橡膠，環(huán)形橡膠與下鋼盆上表面以及上支座板下表面緊密粘合，中間橡膠體由若干層高阻尼橡膠片與若干層鋼板依次間隔粘合、硫化而成，其中最上部高阻尼橡膠片的上表面和最下部高阻尼橡膠片的下表面均設(shè)置有若干個(gè)半球凸起，各半球凸起的幾何尺寸均相同。上部半球凸起與最上面一層高阻尼橡膠片為一體，下部半球凸起與最下面一層高阻尼橡膠片為一體。下鋼盆起到定位中間橡膠以及約束中間橡膠側(cè)向膨脹的作用。環(huán)形橡膠體的剛度比中間橡膠體的剛度小，因此主要承載和隔振的依舊是中間橡膠體，環(huán)形橡膠主要是在荷載過(guò)大導(dǎo)致中間橡膠體壓縮過(guò)大，防止下鋼盆與上支座板下表面形成剛性接觸，削弱減振效果。此外環(huán)形橡膠還起到定位中間橡膠體、承受支座拉應(yīng)力、約束下支座板側(cè)向位移的作用。

按上述技術(shù)方案，上支座板設(shè)置四根上錨固棒，伸入上支座板的上鋼盆中且與上鋼盆剛性連接，下支座板設(shè)置四根下錨固棒，伸入下支座板中且與下支座板剛性連接。上支座板與上鋼盆緊密焊接，下支座板與下鋼盆緊密焊接。

按上述技術(shù)方案，上鋼盆和下支座板之間設(shè)有防塵圈，上鋼盆內(nèi)壁設(shè)有一圈橡膠膜，橡膠膜與上鋼盆內(nèi)部緊密貼合。防塵圈可防止外部灰塵、雨水進(jìn)入支座密封機(jī)構(gòu)，橡膠膜可以在支座有側(cè)向位移時(shí)，防止鋼盆與鋼盆之間碰撞，在上支座板鋼盆與下支座板鋼盆之間形成緩沖抗壓、隔振保護(hù)作用。

按上述技術(shù)方案，上支座板下表面和下支座板上表面各粘合一層改性四氟乙烯板，中間橡膠體的上部半球凸起與下部半球凸起分別與上改性四氟乙烯板和下改性四氟乙烯板接觸但不粘合。改性四氟乙烯滑板具有自滑行和耐磨性，能有效減少中間橡膠和上下支座板的摩擦。

按上述技術(shù)方案，半球凸起由高阻尼橡膠片的圓心沿半徑方向等間距布置。相同的半球凸起可保證每個(gè)半球凸起剛度相同，受力均勻。

中間橡膠體的直徑比下支座板鋼盆內(nèi)徑略小。中間橡膠體外壁與下支座板鋼盆內(nèi)壁不完全接觸。由此可以滿足側(cè)向位移的需求，使支座轉(zhuǎn)動(dòng)靈活。

本發(fā)明產(chǎn)生的有益效果是：(1)本發(fā)明提供的減振支座，中間橡膠體由高阻尼橡膠片與若干層鋼板鑲嵌、粘合、硫化而成，其豎向剛度可保證對(duì)高架橋上部結(jié)構(gòu)的承載力，降低車輛動(dòng)載作用下的橋梁撓度，且橡膠內(nèi)部嵌有若干均勻布置的鋼板，可有效約束橡膠的側(cè)向膨脹。

(2)本發(fā)明采用高阻尼橡膠，其原理是吸收振動(dòng)能量和減小橋梁上部結(jié)構(gòu)與橋墩之間的連接剛度，使橋梁上部結(jié)構(gòu)的固有頻率減小，讓外界輸入振動(dòng)的激振頻率與系統(tǒng)固有頻率之比增大至減振區(qū)間，使支座通過(guò)耗能和移頻的方式實(shí)現(xiàn)了減振功能。

(3)本發(fā)明與現(xiàn)有橡膠支座不同，現(xiàn)有橡膠支座的上下表面與上支座板下表面和下支座板上表面緊密粘合，而本發(fā)明中間橡膠體上下分別設(shè)有若干個(gè)半球凸起，上支座板下表面和下支座板上表面各粘合一塊改性四氟乙烯板，中間橡膠體上下的半球凸起與改性四氟乙烯板接觸但不粘合，從面接觸變?yōu)辄c(diǎn)接觸，并且中間橡膠體外徑小于下鋼盆內(nèi)徑，可大大減小橡膠與上下支座板的摩擦，滿足側(cè)向位移的需求，水平位移量得到增大，轉(zhuǎn)動(dòng)靈活。