一種鋼阻尼復合滑板橡膠支座及其阻尼方法
【專利摘要】本發明涉及一種鋼阻尼復合滑板橡膠支座，屬于橋梁工程減震【技術領域】，包括：支座上板、支座下板和滑板橡膠支座，滑板橡膠支座位于支座上板、支座下板之間中部，縱向阻尼元件和橫向鋼阻尼元件兩端間隔連接于支座上板和支座下板，所述橫向鋼阻尼元件中心對稱的兩端部通過滑動栓置于支座上板上的橫向滑槽內，所述縱向鋼阻尼元件和橫向鋼阻尼元件的其他端部通過固定螺栓固定。附加的縱向和橫向鋼阻尼元件由于受到較大的載荷作用而發生彈塑性變形，通過這樣的變形提供一定的抗力，并消耗一部分地震能量，達到減震的目的。該支座結構形式簡單、工作原理明確、外觀更為美觀、安裝更為方便。
【專利說明】
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種新型橋梁滑板橡膠支座結構及其阻尼方法，具體地說是一種增加 了可定量設計側向剛度的滑板橡膠支座及其阻尼方法，屬于橋梁工程減震【技術領域】。 一種鋼阻尼復合滑板橡膠支座及其阻尼方法
【背景技術】
[0002] 目前，現有技術在橋梁工程減震【技術領域】主要是應用摩擦力原理和摩擦力結合擋 塊等原理，實現減震目的，如現有技術（申請號201020062560. 7)高阻尼減隔震板式橡膠支 座，通過摩擦力來增大水平位移阻力，這對摩擦材料的性能要求較高,使用不當會造成摩擦 力較小而產生較大滑移，使得橡膠支座的阻尼性能無法發揮；另外，由于墩臺的不均勻沉降 等因素影響，常出現壓偏現象，壓偏及壓偏后因應力集中而產生的龜裂老化現象普遍存在， 影響橋梁支座的正常使用功能和壽命。特別在高地震烈度（E2)難以達到設計所要求的抗 震效果。
【發明內容】
[0003] 本發明針對E2地震條件下現有橋梁滑板橡膠支座缺乏足夠側向剛度的特性，提 供了一種能在E2地震條件下通過附加的阻尼元件提供足夠抗力的新型附加鋼阻尼復合滑 板橡膠支座。
[0004] 本發明的技術方案如下： 一種鋼阻尼復合滑板橡膠支座，包括：支座上板、支座下板和滑板橡膠支座，滑板橡膠 支座位于支座上板、支座下板之間固定于支座下板中部，縱向阻尼元件和橫向鋼阻尼元件 兩端間隔連接于支座上板和支座下板，所述橫向鋼阻尼元件中心對稱的兩端部通過滑動栓 置于支座上板上的橫向滑槽內，所述縱向鋼阻尼元件和橫向鋼阻尼元件的其他端部通過固 定螺栓固定。
[0005] 進一步，縱向阻尼元件和橫向鋼阻尼元件形狀為彎曲條。
[0006] 支座上板與滑板橡膠支座之間設置有不銹鋼板和耐磨板，不銹鋼板固定在支座上 板上，耐磨板固定在滑板橡膠支座上。
[0007] 為了調節因阻尼元件厚度與標準板式支座中支座上板和支座下板堅向距離不一 致導致的間隙，可根據實際空間狀況設計用于彌補間隙的墊塊，固定螺栓與縱向鋼阻尼元 件或橫向鋼阻尼元件之間設有墊塊。
[0008] 滑槽長度根據橋梁由于溫度變化引起的梁體長度變化的情況確定，滑槽長度可確 定為橋梁單跨長度的〇. 5%。至10%。。
[0009] 縱向鋼阻尼元件和橫向鋼阻尼元件可以選擇相同規格也可以不同規格，縱向鋼阻 尼元件或橫向鋼阻尼元件成對相對支座中心對稱布置。
[0010] 優選地，為了保證滑槽與滑動栓之間的滑動順暢，不受外界沙塵等雜物沉積的影 響，滑槽須設置于支座上板。
[0011] 優選地，鋼阻尼元件的設計不完全依賴滑板橡膠支座的結構與性能，具有較大的 靈活性。
[0012] 1、在原有滑板橡膠支座的基礎上增加了縱橋向和橫橋向的鋼阻尼元件，增大了原 有支座的水平剛度。
[0013] 2、裝置中滑槽與滑動栓的配合設計，使得不同方向（縱橋向和橫橋向）的鋼阻尼元 件在彈塑性變形過程中所產生抗力之間可以產生解耦作用（不同方向的力不會或只發生很 小程度的疊 加。） 一種利用上述鋼阻尼復合滑板橡膠支座的阻尼方法，通過在支座上板與支座下板之間 的滑板橡膠支座下設置縱向阻尼元件，并在縱向阻尼元件旁邊設置橫向鋼阻尼元件，通過 附加的橫向鋼阻尼元件和縱向鋼阻尼元件的聯合作用，在非正常工作情況下，對支座的變 形提供阻尼作用，達到減震的目的。
[0014] 優選地，在支座正常工作或E1地震(常遇地震）條件下，通過附加的鋼阻尼元件和 滑板橡膠支座主體能夠完成承載和一定程度側向變形的需要。當發生E2地震(罕遇地震） 時，在梁體巨大慣性力的作用下，滑板橡膠支座主體的不銹鋼板與耐磨板對磨產生的摩擦 力引起側向剛度有限，不足以提供所需的抗力來限制梁體的水平位移，此時，附加的橫向鋼 阻尼元件和縱向鋼阻尼元件由于受到較大的載荷作用而發生彈塑性變形，通過這樣的變形 提供一定的抗力，并消耗一部分地震能量，達到減震的目的。
[0015] 優選地，所述橫向鋼阻尼元件和縱向鋼阻尼元件的性能與結構可以根據不同橋的 實際需要進行分別設計；其中橫向鋼阻尼元件中心對稱的兩端部通過滑動栓置于支座上板 上的橫向滑槽內，縱向鋼阻尼元件和橫向鋼阻尼元件的其他端部通過固定螺栓固定。
[0016] 優選地，為了調節因阻尼元件厚度與標準板式支座中支座上板和支座下板堅向距 離不一致導致的間隙，在固定螺栓與縱向鋼阻尼元件或橫向鋼阻尼元件之間設有墊塊，通 過墊塊彌補間隙。
[0017] 本發明取得了以下的技術效果： 1、本發明結構簡單，減隔震性能穩定可靠。
[0018] 2、通過附加鋼阻尼的形式為現有滑板橡膠支座提供了額外的側向剛度，對其性能 有較大提升，能拓寬滑板橡膠支座的應用范圍。
[0019] 3、新型附加鋼阻尼復合滑板橡膠支座將附加鋼阻尼元件與滑板橡膠支座采用一 體化設計、安裝，外觀更美觀，安裝更方便。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0020] 圖1為一種鋼阻尼復合滑板橡膠支座前視透視圖 圖2為一種鋼阻尼復合滑板橡膠支座俯視透視圖和局部放大圖 圖3為一種鋼阻尼復合滑板橡膠支座連接俯視圖（隱去支座上板） 圖4為一種鋼阻尼復合滑板橡膠支座支座上板仰視圖和截面圖 圖1-圖4中：1_支座上板2-支座下板3-縱向鋼阻尼元件4-橫向鋼阻尼元件5-滑 槽6-固定螺栓7-滑動栓8-墊塊9-滑板橡膠支座10-耐磨板11-不銹鋼板。
【具體實施方式】
[0021] 下面結合附圖和實施例對本發明作進一步的描述。應當理解，優選實施例僅為了 說明本發明，而不是為了限制本發明的保護范圍。
[0022] 如圖1-圖4所示，本發明一種鋼阻尼復合滑板橡膠支座，包括：支座上板1、支座 下板2、滑板橡膠支座9、不銹鋼板11和耐磨板10,支座上板1、支座下板2之間中部設有不 銹鋼板11、耐磨板10和滑板橡膠支座9,不銹鋼板11通過固定螺栓6固定在支座上板1上， 耐磨板10通過固定螺栓6固定在滑板橡膠支座9上，滑板橡膠支座9通過固定螺栓6固定 在支座下板2上，所述C型縱向阻尼元件3和C型橫向鋼阻尼元件4各兩個，規格相同，關 于支板中心對稱設置，兩端間隔連接于支座上板1和支座下板2,所述橫向鋼阻尼元件4中 心對稱的兩端部通過滑動栓7置于支座上板1上的橫向滑槽5內，所述縱向鋼阻尼元件3 和橫向鋼阻尼元件4的其他端部通過固定螺栓6固定。
[0023] 為了調節因阻尼元件厚度與標準板式支座中支座上板1和支座下板2堅向距離不 一致導致的間隙，根據實際空間狀況設計用于彌補間隙的墊塊8，固定螺栓6與縱向鋼阻 尼元件3和橫向鋼阻尼元件4之間設有墊塊8。滑槽5長度為橋梁單跨長度的5%。。
[0024] 在正常工作及E1地震(常遇地震）條件下，由于梁體的熱脹冷縮、徐變以及地震作 用等因素影響，縱橋向會發生一定的變形(位）--支座主體9與支座上板1上的不銹鋼板 12之間產生滑動變位，此時縱向剛阻尼元件3和滑板橡膠支座9通過其變形適應這種變化， 且能夠提供一定的抗力和恢復力。同時在此工況下，梁體的橫向變形(位)一般很小，由圖2 可知由于橫向鋼阻尼元件4 一端置于滑槽5內，且其兩端中心孔圓心連線與縱橋向垂直，這 種條件下橫向鋼阻尼元件4不發生彈塑性變形，不會對梁體縱向產生較大抗力。
[0025] 而當發生E2地震(罕遇地震）時，因橋梁的慣性力巨大，梁體在橫橋向會發生較大 的位移，此時橫向鋼阻尼元件4兩端受到拉(壓）作用，產生較大彈塑性變形，為梁體提供足 夠橫向抗力并耗散一部分地震能量。此時的縱向鋼阻尼元件3兩端中心孔圓心連線與縱橋 向夾角較小，縱橋向鋼阻尼元件3產生的抗力與橫向鋼阻尼元件4的抗力相比可以忽略，這 樣該裝置就實現了縱向和橫向抗力的正交分解。
[0026] 通過上述實例可以看出，本發明涉及一種利用上述鋼阻尼復合滑板橡膠支座的阻 尼方法，通過在支座上板與支座下板之間的滑板橡膠支座下設置縱向阻尼元件，并在縱向 阻尼元件旁邊設置橫向鋼阻尼元件，通過附加的橫向鋼阻尼元件和縱向鋼阻尼元件的聯合 作用，在非正常工作情況下，對支座的變形提供阻尼作用，達到減震的目的。
[0027] 優選地，在支座正常工作或E1地震(常遇地震）條件下，通過附加的鋼阻尼元件和 滑板橡膠支座主體能夠完成承載和一定程度側向變形的需要。當發生E2地震(罕遇地震） 時，在梁體巨大慣性力的作用下，滑板橡膠支座主體的不銹鋼板與耐磨板對磨產生的摩擦 力引起側向剛度有限，不足以提供所需的抗力來限制梁體的水平位移，此時，附加的橫向鋼 阻尼元件和縱向鋼阻尼元件由于受到較大的載荷作用而發生彈塑性變形，通過這樣的變形 提供一定的抗力，并消耗一部分地震能量，達到減震的目的。
[0028] 優選地，橫向鋼阻尼元件和縱向鋼阻尼元件的性能與結構可以根據不同橋的實際 需要進行分別設計；所述橫向鋼阻尼元件和縱向鋼阻尼元件的性能與結構可以根據不同橋 的實際需要進行分別設計；其中橫向鋼阻尼元件中心對稱的兩端部通過滑動栓置于支座上 板上的橫向滑槽內，縱向鋼阻尼元件和橫向鋼阻尼元件的其他端部通過固定螺栓固定。
[0029] 優選地，為了調節因阻尼元件厚度與標準板式支座中支座上板和支座下板堅向距 離不一致導致的間隙，在固定螺栓與縱向鋼阻尼元件或橫向鋼阻尼元件之間設有墊塊，通 過墊塊彌補間隙。
[0030] 優選地，鋼阻尼元件的設計不完全依賴滑板橡膠支座的結構與性能，具有較大的 靈活性。
[0031] 1、在原有滑板橡膠支座的基礎上增加了縱橋向和橫橋向的鋼阻尼元件，增大了原 有支座的水平剛度。
[0032] 2、裝置中滑槽與滑動栓的配合設計，使得不同方向（縱橋向和橫橋向）的鋼阻尼元 件在彈塑性變形過程中所產生抗力之間可以產生解耦作用（不同方向的力不會或只發生很 小程度的疊加)。
【權利要求】
1. 一種鋼阻尼復合滑板橡膠支座，包括：支座上板（1)、支座下板（2)和滑板橡膠支座 (9)，所述滑板橡膠支座（9)位于支座上板（1)、支座下板（2)之間固定于支座下板（2)中部， 其特征在于：所述縱向阻尼元件（3)和橫向鋼阻尼元件（4)兩端間隔連接于支座上板（1) 和支座下板（2)，所述橫向鋼阻尼元件（4)中心對稱的兩端部通過滑動栓（7)置于支座上板 (1)上的橫向滑槽（5)內，所述縱向鋼阻尼元件（3)和橫向鋼阻尼元件（4)的其他端部通過 固定螺栓（6)固定。
2. 根據權利要求1所述的鋼阻尼復合滑板橡膠支座，其特征在于，所述縱向阻尼元件 (3)和橫向鋼阻尼元件（4)形狀為彎曲條。
3. 根據權利要求1所述的鋼阻尼復合滑板橡膠支座，其特征在于，支座上板（1)與滑板 橡膠支座（9)之間設置有不銹鋼板（11)和耐磨板（10)，所述不銹鋼板（11)固定在支座上板 (1)上，耐磨板（10)固定在滑板橡膠支座（9)上。
4. 根據權利要求1所述的鋼阻尼復合滑板橡膠支座，其特征在于，固定螺栓（6)與縱向 鋼阻尼元件（3 )或橫向鋼阻尼元件（4 )之間設有墊塊（8 )。
5. 根據權利要求1所述的鋼阻尼復合滑板橡膠支座，其特征在于，滑槽（5)長度為橋梁 單跨長度的0.5%。至10%。。
6. 根據權利要求1所述的鋼阻尼復合滑板橡膠支座，其特征在于，所述縱向鋼阻尼元 件（3 )或橫向鋼阻尼元件（4 )成對相對支座中心對稱布置。
7. -種利用權利要求1所述鋼阻尼復合滑板橡膠支座的阻尼方法，通過在支座上板與 支座下板之間的滑板橡膠支座下設置縱向阻尼元件，并在縱向阻尼元件旁邊設置橫向鋼阻 尼元件，通過附加的橫向鋼阻尼元件和縱向鋼阻尼元件的聯合作用，在非正常工作情況下， 對支座的變形提供阻尼作用，達到減震的目的。
8. 根據權利要求7所述的阻尼方法，其特征在于，在支座正常工作或E1地震條件下，通 過附加的鋼阻尼元件和滑板橡膠支座主體能夠完成承載和一定程度側向變形的需要；當發 生E2地震時，在梁體巨大慣性力的作用下，滑板橡膠支座主體的不銹鋼板與耐磨板對磨產 生的摩擦力引起側向剛度有限，不足以提供所需的抗力來限制梁體的水平位移，此時，附加 的橫向鋼阻尼元件和縱向鋼阻尼元件由于受到較大的載荷作用而發生彈塑性變形，通過這 樣的變形提供一定的抗力，并消耗一部分地震能量，達到減震的目的。
9. 根據權利要求8所述的阻尼方法，其特征在于，橫向鋼阻尼元件和縱向鋼阻尼元件 的性能與結構根據不同橋的實際需要進行分別設計；其中所述橫向鋼阻尼元件和縱向鋼阻 尼元件的性能與結構可以根據不同橋的實際需要進行分別設計；其中橫向鋼阻尼元件中心 對稱的兩端部通過滑動栓置于支座上板上的橫向滑槽內，縱向鋼阻尼元件和橫向鋼阻尼元 件的其他端部通過固定螺栓固定。
10. 根據權利要求9所述的阻尼方法，其特征在于，為了調節因阻尼元件厚度與標準板 式支座中支座上板和支座下板堅向距離不一致導致的間隙，在固定螺栓與縱向鋼阻尼元件 或橫向鋼阻尼元件之間設有墊塊，通過墊塊彌補間隙。
【文檔編號】E01D19/04GK104120650SQ201410375820
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2014年8月1日 優先權日:2014年8月1日
【發明者】張銀喜, 陳彥北, 郭強, 王偉強, 孔令俊, 郝紅肖, 何俊 申請人:株洲時代新材料科技股份有限公司