[发明专利]一种可更换单元式高阻尼减隔震支座及减震方法

说明书

本发明涉及桥梁工程技术领域，公开了一种可更换单元式高阻尼减隔震支座及减震方法。其中，一种可更换单元式高阻尼减隔震支座，包括支座本体，若干可更换单元式高阻尼装置和下支座板；本发明还提供了一种可更换单元式高阻尼减隔震方法，当受到地震力作用时，所述单元式高阻尼装置随着支座本体与下支座板的相对滑动而发生剪切变形，由若干可更换单元式高阻尼装置提供阻尼耗能，延长结构震动周期实现减隔震效果；待地震力停止时，桥梁可借助若干可更换单元式高阻尼装置的弹性恢复力恢复初始状态。

技术领域

本发明涉及桥梁工程技术领域，尤其是一种可更换单元式高阻尼减隔震支座及减震方法。

背景技术

近年来，随着全球地震的频发，桥梁作为交通运输枢纽和生命线工程如何实现有效的减震、隔震得到高度重视。在桥梁隔震减震领域，国内外大多采用减隔震支座延长结构基本周期或增加阻尼来减小力的作用，减少震害。目前使用的减隔震支座主要有：摩擦阻尼支座、液压阻尼支座、弹塑性阻尼支座和高阻尼橡胶支座等，

摩擦摆支座，该类支座依靠两个曲面的摩擦来实现阻尼耗能，利用钟摆机理延长结构的自振周期以减小地震力的作用。由于摩擦阻尼性能一般，为了满足结构减隔震要求，往往需要较大的水平位移量和一定的竖向位移量，使用中梁体随之抬高产生额外作用于桥梁的力，使得梁体存在损坏的风险。另外，在高速摆动的运动中，若两曲面脱离，则存在落梁风险。

液压阻尼支座，即通过支座与液压单元式高阻尼装置组合使用，由液压单元式高阻尼装置提供阻尼力，阻尼性能稳定，且运动速度越大，液压单元式高阻尼装置产生的阻尼力越大，由此油缸的壁厚就越大，体积也随之增大。桥梁和桥墩之间的空间非常有限，限制了液压单元式高阻尼装置的性能提升。另外，由于液压单元式高阻尼装置特殊的构造，其生产制造成本昂贵，使其不能被广泛使用。

弹塑性钢支座由软钢阻尼装置在塑性变形过程中吸收大量能量提供阻尼。但该支座普遍体积庞大，严重影响其组装和运输。且塑性变形后的单元式高阻尼装置必须更换方可使用，但发生塑性变形后的变形量是随机的，其不但不能提供桥梁自复位力，反而会对后期的桥梁复位修复造成障碍。

高阻尼橡胶支座和铅芯橡胶支座同属于橡胶支座，即叠层橡胶支座，结构上大同小异，均为一层橡胶一层钢板相互叠加后经过硫化工艺成型。两者都具有显著的阻尼性能，但由于材料本身的物理性能限制，其仅适用于小跨径、小吨位桥梁结构。若勉强用于大跨径、大吨位桥梁结构，则经济性较差，还存在安全风险，一旦破坏，后果不堪设想。而后者采用重金属铅，会对环境造成无法弥补的污染。

据日本学者统计发现，橡胶支座在地震作用下的隔震性能明显优于钢支座，而钢支座的竖向刚度使用范围又远远大于橡胶支座，因此可结合橡胶支座优异的减隔震性能和钢支座高承载力的传力性能来共同研发减隔震支座。如中国专利文献CN 106351118A发明的减隔震结构包括若干间隔设置于桥梁上、下部结构之间的若干球型支座和橡胶支座，当地震发生时，球型支座被剪断，橡胶支座承受水平力从而实现控制桥梁梁体水平位移。该结构的功能实现需要较多或体积较大的桥墩，对支座的设置与摆放要求较高，一旦支座发生破坏，则需整体更换，不具备震后快速修复的性能。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的是提供一种可更换单元式高阻尼减隔震支座及减震方法。

其采用的技术方案是：

一种可更换单元式高阻尼减隔震支座，包括支座本体，若干可更换单元式高阻尼装置和下支座板；