一种减隔震盆式橡胶支座的制作方法

本实用新形属于桥梁支座技术领域，尤其涉及一种减隔震盆式橡胶支座。

背景技术：

桥梁支座是连接桥梁上部结构和下部结构的重要结构部件，它能将桥梁上部结构的反力和变形（位移和转角）可靠的传递给桥梁下部结构，一般盆式橡胶支座结构包括支座顶板、橡胶板和支座盆腔底板，这种盆式橡胶支座当地震、大风等突发条件发生时，不能有效使地震能量消除，或者使能量大幅减小后从墩台传递到梁体，不具备减隔震作用。

为了克服以上缺陷，有的减隔震盆式橡胶支座在原支座下部增加一个下球面摩擦副，即在原支座盆腔底板下部增加一下座板，支座盆腔底板由原来底面为平面改为凸球面从而形成底面为凸球面的盆腔板，与之配合的下座板为对应的凹球面，然后通过在下座板设置限位钢环，并沿着钢环四周布置多颗抗剪螺栓锚固的方式，来限制球面摩擦副在日常及地震状态下的活动。存在的问题是：

1．钢环受球面分力挤压，受力复杂，设计值与实际值误差大；

2．多颗抗剪螺栓由于受力不均，在地震力作用下，抗剪螺栓不会同时剪断，实际抗剪性能与设计抗剪力存在较大的误差，从而影响支座的减震效果。

技术实现要素：

本实用新形要解决的技术问题是：提供一种当地震力大于抗剪螺栓设计值时，抗剪螺栓被剪断，梁体与墩台隔离，使大部分地震能量无法从墩台传递到梁体的减隔盆式橡胶支座。

本实用新形采取的技术方案是：一种减隔震盆式橡胶支座，包括依次安装的支座顶板、钢衬板、橡胶板、支座盆腔和支座底板，所述支座顶板与钢衬板之间设置平面摩擦副，支座盆腔底面为凸球面，与之配合的支座底板的顶面为对应的凹球面，凸球面与凹球面之间设球面或者柱面摩擦副；支座底板与支座盆腔的中心处通过单颗抗剪螺栓或抗剪销钉连接锚固。

其进一步的技术方案是：

所述抗剪螺栓或抗剪销钉对应于支座盆腔凸球面和支座底板凹球面相对滑动面的部位设有环状V形凹槽；

更进一步：所述橡胶板上部设置有用于将橡胶板密封在盆腔内部的紧箍圈；

所述钢衬板的外缘开有环形凹槽，环形凹槽将钢衬板外缘分为上外缘面和下外缘面，上外缘面与支座顶板 1的围缘之间设置有侧面摩擦副；

环形凹槽与支座盆腔内壁之间设有防尘圈，从而将钢衬板下外缘面与支座盆腔内壁间的间隙密封。

更进一步：所述盆式橡胶支座为固定盆式支座、单向活动盆式支座或双向活动盆式支座。

由于采用上述技术方案，本实用新形之减隔震盆式橡胶支座具有如下有益效果：

1．该橡胶支座的支座盆腔和支座底板间设置有球面或柱面摩擦副，球面或柱面摩擦副的球面半径或柱半径为R，通过抗剪螺栓或销钉穿过支座底板并与支座盆腔紧固；

在桥梁正常运行时，抗剪螺栓或销钉紧固支座底板和支座盆腔，使减隔震盆式橡胶支座具有普通盆式支座的竖向承载，水平位移及转角完全一样功能。地震来临时，当桥梁所承受的水平力大于抗剪螺栓或销钉剪断力时，抗剪螺栓或销钉剪断，约束失效，支座盆腔在支座底板上面的凹球面或凹柱面内滑动，梁体和墩台有效隔离，使大部分地震能量无法从墩台传递到梁体；地震过后，在上部结构的重力下支座盆腔与支座底板的球面或圆柱面具有自动复位功能；

采用单颗抗剪螺栓（或销钉）穿过支座盆腔和支座底板中心并锚固，螺栓的剪应力便于计算，不存在多颗螺栓同时受力，容易导致受力不均的问题，螺栓实际抗剪力与设计值误差更小；

2．该橡胶支座所采用的抗剪螺栓（或销钉）在支座盆腔和支座底板的相对滑动面处的部位设计成环状的V形凹槽，使螺栓的断裂部位与设计要求一致，同时可以根据抵抗水平力的设计值的大小，调整V形凹槽的深度即可，不需重新设计支座盆腔和支座底板的螺栓孔，减少模具设计费用，节约生产成本；

3．该橡胶支座支座顶板和钢衬板间设置有侧面摩擦副，当平面摩擦副随梁体运动实现滑移时，侧面摩擦副起到导向作用，避免梁体被卡死实现位移；

4．橡胶支座的橡胶板上部设置有用于将橡胶板密封在盆腔内部的紧箍圈；钢衬板的外缘开有环形凹槽，环形凹槽将钢衬板外缘分为上外缘面和下外缘面，上外缘面与支座顶板的围缘之间设置有侧面摩擦副；环形凹槽与支座盆腔内壁之间设有防尘圈，从而将钢衬板下外缘面与支座盆腔内壁间的间隙密封，可防止灰尘等杂物进入支座盆腔内部，密封性能好。

附图说明

图1为本实用新形之一种减隔震盆式橡胶支座结构示意图；

图2为图1之A部放大图；

图3为抗剪螺栓（抗剪销钉）结构示意图；

图中：

1—支座顶板，2—平面摩擦副，3—钢衬板，4—锚固部件，5—侧面摩擦副，6—防尘圈，7—紧箍圈，8—支座盆腔，9—橡胶板，10—球面或柱面摩擦副，11—支座底板，12—抗剪螺栓或抗剪销钉，121-环状V形凹槽。

具体实施方式

一种减隔震盆式橡胶支座，包括依次安装的支座顶板1、钢衬板3、橡胶板9、支座盆腔8和支座底板11，所述支座顶板1与钢衬板3之间设置平面摩擦副2，支座盆腔8底面为凸球面，与之配合的支座底板的顶面为对应的凹球面，凸球面与凹球面之间设球面或者柱面摩擦副10；支座底板与支座盆腔的中心处通过单颗抗剪螺栓或抗剪销钉12连接锚固。

所述抗剪螺栓或抗剪销钉12对应于支座盆腔凸球面和支座底板凹球面相对滑动面的部位设有环状V形凹槽；

所述橡胶板9上部设置有用于将橡胶板9密封在盆腔内部的紧箍圈7；所述钢衬板 3的外缘开有环形凹槽31，环形凹槽将钢衬板外缘分为上外缘面32和下外缘面33，上外缘面与支座顶板 1 的围缘之间设置有侧面摩擦副5；环形凹槽与支座盆腔8内壁之间设有防尘圈6，从而将钢衬板下外缘面与支座盆腔8内壁间的间隙密封。

所述盆式橡胶支座为固定盆式支座、单向活动盆式支座或双向活动盆式支座。

本实用新形所提供的减隔震盆式橡胶支座不仅限于上述结构，不管何种形式，只要是支座盆腔下面设置有支座底板，支座盆腔与支座底板用螺栓或销钉等进行连接锚固达到抗剪作用的结构，都落入本实用新形的保护范围。

工作原理

隔盆式支座隔震消能原理是利用圆弧面或圆柱面的设计延长结构的振动周期，以大幅度减少结构因地震作用而引起的放大效应，并且支座盆腔8与支座底板11通过圆弧面或圆柱面之间的摩擦来达到消耗地震能量，减少地震能量的输入，从而保护梁体。地震过后，在上部结构重力势能的作用下，支座盆腔8与支座底板11的圆弧面或圆柱面具有自动复位功能。

本实用新形之减隔震盆式橡胶支座，将支座底板部件上表面与支座盆腔部件下表面加工成一定半径 R 的配合球面或者柱面摩擦副，在借鉴单摆简谐运动原理：

支座盆腔凸球面或凸柱面在支座底板凹球面或凹柱面上滑动时具有一定隔震周期，从而延长结构的振动周期，，大幅度减少结构因地震作用而引起的放大效应，保护梁体的安全。地震过后，在上部结构的重力下支座盆腔与支座底板的球面或圆柱面具有自动复位功能。