[发明专利]一种高承载力隔震支座及其制造方法

说明书

本发明公开了一种高承载力隔震支座，包括外连接钢板、内连接钢板、加劲钢板、弹性体，两个所述内连接钢板之间交叠设置弹性体和加劲钢板，两个所述内连接钢板分别与对应的外连接钢板固定连接；其特征在于：还包括弹性垫圈，所述弹性垫圈设置在所述加劲钢板之间以及加劲钢板与内连接钢板之间；所述内连接钢板、加劲钢板、弹性垫圈均设置有定位孔，用于三者的定位安装；所述内连接钢板、加劲钢板、弹性垫圈之间的间隙中设置有所述弹性体，三者的所述定位孔中设置有所述弹性体。本发明的隔震支座能够有效实现对桥梁等结构的减震和高承载力。

技术领域

本发明属于工程减振技术领域，具体涉及一种高承载力隔震支座及其制造方法。

背景技术

在工程领域，例如桥梁工程中，以往应用了大量的非隔震功能的钢支座、球形支座，在桥梁上运行载荷的作用下无法有效隔震，特别是在地震中容易导致桥梁结构的破坏。

目前国内在用的板式橡胶支座主要包括普通橡胶支座、铅芯橡胶支座和高阻尼橡胶支座等。

如图1中所示，显示了常规的普通橡胶支座的结构。这种橡胶支座将多层钢板1分布镶嵌在橡胶2中制成，其上下表面都为橡胶层，整体表现为矩形或圆形截面形状。由于与桥梁粱底没有直接连接，因此此支座易出现打滑现象，影响桥梁结构安全。尤其当发生地震时，由于支座与桥梁没有连接成在一起，容易出现支座滑移、脱落等情况，不能起到隔震作用。此外，这种橡胶支座的阻尼比一般只有5％左右，隔震能力差，难以降低结构的地震反应。

图2中显示了现有技术的铅芯隔震橡胶支座的结构。如图2中所示，该铅芯橡胶支座包括上下两层的外连接钢板1’，支座芯体通过上下封板2’分别与外连接钢板1’联接，并在封板与外连接钢板之间设置有剪切键5’以便带动支座产生水平方向上的相对位移。所述支座芯体由橡胶层6’和用于提高竖向承载力的加劲钢板3’交错层叠形成，并沿着竖直方向插有多个铅芯棒4’以便进一步提高支座整体的阻尼性能。对于支座整体，可表现为矩形或圆形截面形状。其中铅芯层4’直接套合在两层外连接钢板之间，而加劲钢板3’同样通过封板2’并使用内六角螺钉7’与外连接钢板1’相联接。在完成外连接钢板及其芯体的组装之后，通过套筒螺栓8’分别与桥梁的梁底、以及桥墩的墩顶相连，由此作为桥梁支座起到减振作用。这种铅芯橡胶支座具备普通板式橡胶支座的性能，同时解决了普通板式橡胶支座在抗震方面所存在的不足。然而，这种铅芯橡胶支座竖向承载力差，并且为提高支座的阻尼比，需要在支座中加入铅芯以达到降低结构地震反应的效果。但是铅是重污染金属，无论在生产过程还是使用过程中铅金属会外漏对环境造成较大的污染，目前国内外已经对铅的使用有很严格的限制，因此铅芯橡胶支座对于当今环保趋势相违背。而且，铅芯隔震橡胶支座在低温下橡胶会发生迅速硬化现象，在低周反复荷载作用下铅芯棒会发生疲劳剪切破坏，从而使支座的阻尼大幅降低。

图3中显示了现有技术的普通高阻尼隔震橡胶支座的结构。如图3中所示，该橡胶支座包括上下两层外连接钢板11，芯体(该芯体由加劲钢板13和高阻尼橡胶层15交替层叠形成)通过上下封板12并使用内六角螺钉16分别与外连接钢板11联接，并在封板与外连接钢板之间设置有剪切键14。在完成对外连接钢板及其芯体的组装之后，通过套筒螺栓17与桥梁梁底相连。对于这种橡胶支座而言，无需加入铅芯就能达到较好的隔震效果，其阻尼比可达20％以上。然而，其竖向承载力差，在大跨度连续梁桥和多数斜拉桥中很难满足承重要求。

目前，在大跨度连续梁桥中，由于上部结构自重大，隔震装置通常使用体积十分庞大的橡胶支座以承受竖向荷载，安装支座时需要非常大的空间，且安装工序十分繁琐，施工起来很不方便。对于目前传统的各类隔震支座来说，在此类桥梁建造过程中或者竣工投入使用后，如果出现由于地质改变或者抗震设防烈度发生变化的情况，更换支座是很难的。在斜拉桥中，整个桥梁结构通常采用半飘浮体系，由于上部结构自重大、自振周期长，通常采用钢支座和阻尼器控制结构位移，然而成本较高。

发明内容