[發明專利]一種約束增強型橡膠支座

有效

• 申請號: 201810969912.8
• 申請日: 2018-08-21
• 公開（公告）號: CN108824179B
• 公開（公告）日: 2023-06-16
• 發明（設計）人: 魏洋;柏佳文;吳剛;端茂軍
• 申請（專利權）人: 南京林業大學
• 主分類號: E01D19/04
• 分類號: E01D19/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一種約束增強型橡膠支座，包括約束纖維布、增強元件、開孔鋼板和橡膠層，其特征在于，開孔鋼板的頂底兩面均設置刻痕構造，兩層以上開孔鋼板層疊放置在橡膠層之間，各層開孔鋼板的孔洞上下對齊，并在對齊的孔洞內設有增強元件，開孔鋼板、增強元件和橡膠層完全硫化在一起，并在整體的外側環向包覆若干層約束纖維布。本發明結構簡單，復位能力強，通過約束纖維布限制了橡膠支座的橫向膨脹，極大地提高了支座的承載力，同時防止橡膠暴露在空氣中，減緩了橡膠的老化，開孔鋼板的刻痕增加了與橡膠的機械咬合力，同時孔洞的存在從內部約束橡膠，孔洞中的增強元件提高了橡膠支座的剛度。

技術領域

本發明屬于橋梁支座技術領域，適用于公路橋、鐵路橋、城市橋梁等，具體涉及一種約束增強型橡膠支座。

背景技術

在橋梁中，支座設置在橋梁的上部結構和墩臺之間，其作用是將橋跨結構上的各種荷載傳遞到墩臺，同時保證橋跨結構所要求的位移和轉動，使上、下部結構的實際受力情況與計算的理論圖式相符合，橋梁支座是連接橋梁上部結構和下部結構的重要構件，關系重大，一旦出現病害，將影響到上下部結構的使用壽命和交通安全，因此對橋梁支座的性能、壽命的要求較高。

普通的橡膠支座在使用過程中，常常發生整體剛度不足、剪切變形過大、整體橫向變形過大、橡膠老化開裂、橡膠破損等病害。為了提高橡膠支座的剛度，在橡膠支座內設置鉛芯是一種傳統的技術措施，鉛芯橡膠支座的耗能能力強，但是支座的剪切性能受豎向荷載的影響較大，鉛芯的在增加也會影響支座自我恢復能力。再如中國專利CN206928179U公開了一種抗震板式橡膠支座，在橡膠支座本體內鑲嵌加勁鋼板和記憶合金條，加勁鋼板由若干水平鋼板和斜鋼板首尾交替焊接而成的連續彎折鋼板結構，每相鄰水平鋼板和斜鋼板之間均設置記憶合金條，橡膠支座本體外圍設置加強鋼套，具有較強的復原和減震效果，但是也存在不足，相鄰水平鋼板將橡膠層幾乎完全分割，橡膠層整體性差，且支座的剛度得不到有效提高，外圍的鋼套裸露在空氣中，在長期使用中存在腐蝕的問題，影響支座的整體壽命；再如中國專利CN203065958U公開了一種“纖維布約束式橡膠支座”，即在上下端鋼板之間的空腔內充滿采用鏤空形式纖維布包裹的橡膠層，并在整體支座的外側包裹設計需要的一層或若干層纖維布，可提高支座的承載力，但不足是纖維布的彈性模量低，支座的整體豎向剛度不足。

基于以上橡膠支座技術方案中的不足，本發明提供一種約束增強型橡膠支座，提升橡膠支座的整體剛度，避免其剪切變形過大問題，約束其橫向變形，且為支座橡膠老化、損傷提供防護。

發明內容

本發明的目的是提供一種約束增強型橡膠支座，支座中的開孔鋼板約束內部橡膠層的橫向膨脹，支座外包裹的約束纖維布限制了整個橡膠支座的橫向變形，使得橡膠層處于三向受壓狀態，從而大大提高了支座整體的承載力，開孔鋼板上的刻痕，使得開孔鋼板與橡膠層更加貼合的硫化在一起，增加了兩者的咬合力，開孔鋼板的孔洞大大增加了各層橡膠層的整體性，開孔鋼板的孔洞內設置的增強元件，進一步提供了支座的豎向剛度，使得整個橡膠支座具有更好的自我恢復能力。

本發明的技術方案為：一種約束增強型橡膠支座，包括約束纖維布、增強元件、開孔鋼板和橡膠層，其特征在于，開孔鋼板的頂底兩面均設置刻痕構造，兩層以上開孔鋼板層疊放置在橡膠層之間，每一層開孔鋼板設有一個以上孔洞，各層開孔鋼板的孔洞上下對齊，并在對齊的孔洞內設有增強元件，各個增強元件的軸線與對應孔洞的中心線一致，開孔鋼板的四周側面距離橡膠層的外邊緣不小于5mm，開孔鋼板、增強元件和橡膠層完全硫化在一起，橡膠層填充開孔鋼板的孔洞和增強元件的內外部，并在整體的外側環向包覆若干層約束纖維布。

所述的約束增強型橡膠支座的平面形狀為圓形或倒圓角矩形。

所述的約束纖維布是碳纖維布、玄武巖纖維布、玻璃纖維布、芳綸纖維布和混雜纖維布中的一種。

所述的增強元件采用螺旋形彈簧元件，增強元件的平截面尺寸≤開孔鋼板的孔洞截面尺寸，螺旋形彈簧元件為其核心區域橡膠層提供進一步的橫向約束。