[发明专利]一种含钢挡块结构的功能分离型组合隔震支座及其施工方法

说明书

技术领域

本发明属于桥梁工程建筑技术领域，涉及一种桥梁组合隔震支座装置及其施工方法。

背景技术

我国是世界上地震多发国家之一，除少数省份外，其它各省均发生过地震。地震的破坏作用给我国桥梁造成了巨大损伤。地震中，隔震支座可以有效减小桥梁震害，其中普通橡胶支座被广泛应用于桥梁隔震中。

一般来说，普通橡胶支座需要满足以下几项功能：1、竖向支承功能；2、水平剪切变形功能；3、转动变形功能。为了达到以上功能，支座的形状及叠层结构的设置均受到了一定的限制。一方面为了延长上部梁体的振动周期，满足桥梁的隔震设计要求，需要大大增加橡胶支座的厚度。但是另一方面，较厚的橡胶支座却在承受竖向荷载时，容易发生失稳破坏。这两者难以同时满足。

另外，地震中，梁体会产生较大的横桥向或者顺桥向位移，严重时可能会发生横桥向或者顺桥向的落梁震害。为了防止横桥向落梁破坏，我国桥梁多在桥墩盖梁顶部的横桥向两侧设置钢筋混凝土挡块，利用钢筋混凝土挡块与梁体间的碰撞限制梁体横桥向的相对较大位移，但是普通的钢筋混凝土挡块设置数量较少，碰撞位置集中，地震中常常因为碰撞力和水平剪力过大而发生破坏，从而引起横桥向落梁震害；同样，地震中的较大碰撞力可能破坏桥梁顺桥向限位装置，引起顺桥向落梁震害。

因此，如何开发一种新型隔震支座，既能满足隔震设计中固有周期和压曲稳定性要求，又能限制上部梁体顺桥向与横桥向相对较大水平位移的新型隔震支座是本领域技术人员当前迫切需要解决的问题。

发明内容

鉴于上述缺陷，本发明设计了一种含钢挡块结构的功能分离型组合隔震支座及其施工方法，该新型隔震支座把普通橡胶支座的转动变形功能与水平剪切变形功能分开，使其具有较大的固有周期且不易发生压曲失稳损坏，同时含有能够限制上部梁体顺桥向和横桥向较大位移的侧面钢挡块，预防支座破坏和落梁震害。

本发明是通过以下技术方案实现的。

本发明所述的一种含钢挡块结构的功能分离型组合隔震支座，其特征在于：主要包括支座上钢板、密闭橡胶转动部分、普通橡胶支座部分、支座下钢板和侧面钢挡块结构。

所述支座上钢板的横桥向两侧中间位置开有凹槽，用以配合侧面钢挡块限制上部梁体顺桥向和横桥向的较大水平位移。支座上钢板向上通过螺栓固定在梁体底部，在梁体底部设置了一块预埋钢板，预埋钢板平面与支座上钢板平面平行，保证接触均匀，受力合理，支座位置水平。

所述密闭橡胶转动部分设置在支座上钢板下方，其上部是一块圆形橡胶板，中间是一块圆形连接钢板，下部是一块方形连接钢板；支座上钢板的下部设有一个可嵌入圆形橡胶板凹槽；支座上钢板与方形连接钢板通过螺栓固定连接。

所述普通橡胶支座部分的上部通过螺栓与密闭橡胶转动部分中的圆形连接钢板连接，下部与一块中间连接钢板通过螺栓连接。

所述支座下钢板的上部与中间连接钢板连接，下部与桥墩顶部固定在一起。

所述支座下钢板横桥向两侧分别布置侧面钢挡块，用于限制上部梁体的顺桥向和横桥向相对较大位移。

当桥梁发生转动时，因为普通橡胶支座部分中含有钢板，不易产生转动变形，而密闭橡胶转动部分中的圆形橡胶板相对较容易产生转动变形，所以仅上部的密闭橡胶转动部分发生转动变形，以适应梁端转动。另外，地震中密闭橡胶转动部分中的圆形橡胶板能够依靠自身的转动变形，消耗一部分地震能量，减小地震对桥梁结构的损坏。

地震中，因为圆形连接钢板上部嵌入支座上钢板的凹槽中，限制了圆形橡胶板的水平剪切变形，所以仅普通橡胶支座部分提供水平剪切变形功能，延长上部梁体的振动周期，使上部梁体在平面内缓慢振动，消耗地震能量，起到隔震效果。

较佳的，上述含钢挡块结构的功能分离型组合隔震支座，所述的圆形连接钢板下部中间设有一凹槽，凹槽中嵌入一圆柱形钢芯。在普通橡胶支座部分的下部也有相同的凹槽，可以嵌入相同的圆柱形钢芯。一方面，钢芯可以在一定程度上限制上、下部结构的水平滑移，具有固定位置的作用；另一方面，当上部梁体发生较大位移时，圆柱形钢芯具有较大抗剪能力，避免普通橡胶支座部分与上部圆形连接钢板或者下部中间连接钢板之间发生剪切破坏，使水平剪切变形仅发生在普通橡胶支座部分上。