一种具有多级抗震功能的桥梁板式橡胶支座及安装方法

本发明涉及桥梁领域，具体是一种具有多级抗震功能的桥梁板式橡胶支座及安装方法。

背景技术：

1、中小跨度梁式桥是分布最为广泛、数量最多的桥型，而普通板式橡胶支座又是量大面广的中小跨度梁式桥中使用最普遍的支座类型，此类支座设计简单、施工方便、成本低廉，在桥梁正常使用状态下显示了良好的性能：具有足够的竖向刚度以承受垂直荷载，且能将上部构造的压力可靠地传递给墩台，有良好的弹性以适应梁端的转动，有较大的剪切变形以满足上部构造的水平位移。

2、普通板式橡胶支座一般未进行专门的抗震设计，在地震作用下可能会出现诸如支座滑移、落座、断裂等震害特征，严重影响桥梁的抗震性能。虽然使用一些橡胶类减隔震支座，如铅芯橡胶支座、高阻尼橡胶支座等，能够显著提高桥梁的抗震性能，但这类专门减隔震支座价格昂贵、设计复杂，很难在我国中小跨度桥梁上得到大面积使用，特别是在中、低地震烈度地区，普遍采用专门减隔震支座会显著增加工程造价，经济性较差，因此亟待解决。

技术实现思路

1、为了避免和克服现有技术中存在的技术问题，本发明提供了一种具有多级抗震功能的桥梁板式橡胶支座。本发明使普通板式橡胶支座可具备多级抗震功能，且便于修复更换。本发明还提供了一种具有多级抗震功能的桥梁板式橡胶支座的安装方法。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种具有多级抗震功能的桥梁板式橡胶支座，包括同轴布置在滑动底板上的板式橡胶支座，滑动底板在限位环的内圈范围内与桥梁的垫石滑动配合，限位环与滑动底板位于同一水平面；限位环上布置有限制滑动底板上升的限位挡板，限位挡板与限位环与垫石连接固定；初始状态下，滑动底板与限位环同轴布置，滑动底板外圈与限位环内圈的距离小于板式橡胶支座与限位挡板之间的距离。

4、作为本发明进一步的方案：板式橡胶支座顶部布置有连接顶板，连接顶板通过螺栓与桥梁主梁锚固，滑动底板为与板式橡胶支座同轴布置的圆形板。

5、作为本发明再进一步的方案：连接顶板以及滑动底板与板式橡胶支座均通过硫化粘结固定。

6、作为本发明再进一步的方案：限位环内圈布置有用于缓冲滑动底板撞击的缓冲层。

7、作为本发明再进一步的方案：缓冲层为可拆卸的橡胶层。

8、作为本发明再进一步的方案：限位挡板和/或限位环由多段板体拼接以形成环状构造。

9、作为本发明再进一步的方案：限位环与限位挡板外圈直径相同，限位环与限位挡板通过紧固螺栓同轴固定在桥梁的垫石上。

10、作为本发明再进一步的方案：限位环与滑动底板的厚度相等，滑动底板滑动过程中，至少一部分板身位于限位挡板沿铅垂方向的投影范围内。

11、作为本发明再进一步的方案：初始状态下，滑动底板外圈与限位环内圈的距离即为板式橡胶支座的设计允许滑动位移。

12、一种具有多级抗震功能的桥梁板式橡胶支座的安装方法，其特征在于，包括如下步骤：

13、s1、在板式橡胶支座的顶部以及底部分别硫化粘结连接顶板以及滑动底板，将连接顶板与桥梁主梁锚固，滑动底板直接放置在垫石上的设计位置处；

14、s2、将限位环和限位挡板通过紧固螺栓固定在垫石上，保证滑动底板与限位环同轴布置；

15、s3、震后当板式橡胶支座未损坏时，通过千斤顶顶推板式橡胶支座复位；

16、震后当板式橡胶支座结构被破坏时，拆卸限位挡板后更换板式橡胶支座。

17、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

18、1、本发明与传统的普通板式橡胶支座相比，不仅能够稳定地传递来自桥梁上部结构的竖向荷载，还能够同时利用板式橡胶支座的水平剪切变形和摩擦滑移特性来减震耗能，在保证桥梁不发生落梁的前提下，显著降低下部桥墩的结构损伤，大幅提高了桥梁的抗震韧性，在震后桥梁可进行快速修复，可恢复性较好。

19、2、本发明可以通过多级抗震功能实现地震作用下隔震与限位的合理统一，且整体结构简单、设计流程简便，具有显著的经济性。

20、3、本发明具有多级抗震功能，在小震发生时，板式橡胶支座首先发生一定剪切变形；中震时，板式橡胶支座的水平剪力达到滑动底板与垫石间临界滑动摩擦力时，板式橡胶支座开始滑动，此时板式橡胶支座剪切变形将保持不变；大震时，滑动底板滑动到与限位环接触时，板式橡胶支座不再继续滑动，而将在原有变形基础上继续产生剪切变形直至板式橡胶支座达到极限变形能力。

技术特征：

1.一种具有多级抗震功能的桥梁板式橡胶支座，其特征在于，包括同轴布置在滑动底板(12)上的板式橡胶支座(1)，滑动底板(12)在限位环(21)的内圈范围内与桥梁的垫石滑动配合，限位环(21)与滑动底板(12)位于同一水平面；限位环(21)上布置有限制滑动底板(12)上升的限位挡板(22)，限位挡板(22)与限位环(21)与垫石连接固定；初始状态下，滑动底板(12)与限位环(21)同轴布置，滑动底板(12)外圈与限位环(21)内圈的距离小于板式橡胶支座(1)与限位挡板(22)之间的距离。

2.根据权利要求1所述的一种具有多级抗震功能的桥梁板式橡胶支座，其特征在于，板式橡胶支座(1)顶部布置有连接顶板(11)，连接顶板(11)通过螺栓与桥梁主梁锚固，滑动底板(12)为与板式橡胶支座(1)同轴布置的圆形板。

3.根据权利要求2所述的一种具有多级抗震功能的桥梁板式橡胶支座，其特征在于，连接顶板(11)以及滑动底板(12)与板式橡胶支座(1)均通过硫化粘结固定。

4.根据权利要求1～3中任意一项所述的一种具有多级抗震功能的桥梁板式橡胶支座，其特征在于，限位环(21)内圈布置有用于缓冲滑动底板(12)撞击的缓冲层(221)。

5.根据权利要求4所述的一种具有多级抗震功能的桥梁板式橡胶支座，其特征在于，缓冲层(221)为可拆卸的橡胶层。

6.根据权利要求1～3中任意一项所述的一种具有多级抗震功能的桥梁板式橡胶支座，其特征在于，限位挡板(22)和/或限位环(21)由多段板体拼接以形成环状构造。

7.根据权利要求1～3中任意一项所述的一种具有多级抗震功能的桥梁板式橡胶支座，其特征在于，限位环(21)与限位挡板(22)外圈直径相同，限位环(21)与限位挡板(22)通过紧固螺栓(23)同轴固定在桥梁的垫石上。

8.根据权利要求1～3中任意一项所述的一种具有多级抗震功能的桥梁板式橡胶支座，其特征在于，限位环(21)与滑动底板(12)的厚度相等，滑动底板(12)滑动过程中，至少一部分板身位于限位挡板(22)沿铅垂方向的投影范围内。

9.根据权利要求1～3中任意一项所述的一种具有多级抗震功能的桥梁板式橡胶支座，其特征在于，初始状态下，滑动底板(12)外圈与限位环(21)内圈的距离即为板式橡胶支座(1)的设计允许滑动位移。

10.根据权利要求1～3中任意一项所述的一种具有多级抗震功能的桥梁板式橡胶支座的安装方法，其特征在于，包括如下步骤：

技术总结
本发明涉及桥梁领域，具体是一种具有多级抗震功能的桥梁板式橡胶支座，包括同轴布置在滑动底板上的板式橡胶支座，滑动底板在限位环的内圈范围内与桥梁的垫石滑动配合，限位环与滑动底板位于同一水平面；限位环上布置有限制滑动底板上升的限位挡板，限位挡板与限位环与垫石连接固定；初始状态下，滑动底板与限位环同轴布置，滑动底板外圈与限位环内圈的距离小于板式橡胶支座与限位挡板之间的距离。本发明使普通板式橡胶支座可具备多级抗震功能，且便于修复更换。

技术研发人员：项乃亮,黄金汇,王鉴,徐汉翔,吴晓雪,冯扬
受保护的技术使用者：合肥工业大学
技术研发日：
技术公布日：2024/2/21