[发明专利]新型复合阻尼减隔震支座

说明书

本发明公开了一种新型复合阻尼减隔震支座，包含由上至下依次设有的上支座板组件、支座转动阻尼圈、球冠体及下支座板，支座转动阻尼圈设置在上支座板组件与下支座板之间，球冠体设置在所述下支座板的盆腔内，球冠体包含通过奥贝球墨铸造工艺一体成型的上凸球面体及下凸球面体，由上凸球面体与下凸球面体构成的球冠体外形呈蘑菇帽状，下支座板的盆腔呈凹球面状，球冠体的上凸球面体与设置在上支座板组件底部活塞的的凹球面槽呈球状铰接，球冠体的下凸球面体与下支座板的盆腔底壁呈弧面相切接触。本发明新型的优点有：重量轻，复位能力强，使用寿命长，可同时兼顾和区别非地震、低等级地震与高等级地震时的不同使用条件。

技术领域

本发明涉及桥梁支座技术领域，具体的说是涉及一种新型复合阻尼减震支座。

背景技术

地震是一种突发性的，严重危及人类生命和财产安全的自然灾害，桥梁支座是一种承接桥梁上部和下部结构的关键性部件。上世纪六十年代提出了减隔震技术概念，桥梁的减隔震主要是通过减隔震支座为上部结构提供必要的竖向支撑的同时提供水平方向的柔性缓冲，使上部结构的水平振动和下部结构分离，从而延长结构的周期，减少地震能量向上部结构传递；通过增加隔震装置的阻尼，吸收部分地震能量，以控制由于周期延长产生的过大位移。

现有减隔震支座有普通板式橡胶支座、铅芯高阻尼板式橡胶支座，还有摩檫摆双曲面球型减隔震钢支座和E形弹塑性钢减隔震支座等等。

(1)普通板式橡胶支座

普通板式橡胶支座最早在1936年就有应用，能够通过延长结构自振周期起到一定的减震作用,但由于其耗能能力和抗剪切变形能力非常有限,如果上部结构的位移响应较大,仍然可能将支座剪坏,或者造成支座失稳破坏而落梁。

(2)减隔震铅芯板式橡胶支座

如图1所示，减隔震铅芯板式橡胶支座是在橡胶支座的基础上加入铅芯，铅芯为支座提供了在地震作用下的耗能输出的和静力荷载下所需具备的屈服强度与刚度，在较低水平力作用下，铅芯因具有较高的初始刚度，其变形很小。在地震力作用下，由于铅芯的屈服，一方面消耗地震能量，另一方面，支座刚度降低，达到延长结构周期的目的。由多层橡胶和加劲钢板，以及铅芯所构成的铅芯多层板式橡胶支座，其中多层板式橡胶承担建筑物重量和水平位移的功能，铅芯在多层橡胶支座剪切变形时，靠塑性变形吸收能量。

减隔震铅芯高阻尼橡胶支座横向刚度较弱，在正常使用时，车辆通过桥梁易发生晃动。橡胶的质量不易保证，支座的耐久性无法达到理想的效果，橡胶易老化，使得支座整体寿命降低。由于橡胶本身刚度低的特性，当承载力大时，所需支座的体积相应增大，容易造成支座转角困难。支座的使用性和全寿命周期的经济性较差。

(3)摩檫摆双曲面球型钢支座

如图2所示，摩檫摆双曲面球型钢支座相较于前两种支座有较大的改善，具有构造简单和可以在发生地震时控制结构的隔震周期等优点。双曲面球型减隔震支座通过剪力键在正常使用荷载作用下，可以起到普通支座的抗震作用；在地震荷载作用下通过剪力键的破坏，承受较大位移，起到耗能减少地震力对结构的作用。

但是，摩擦摆支座在发生常规位移及地震位移时，伴随着支座高度的变化，因此在大跨度长联连续梁上使用时，由于支座在各桥墩上的温度位移各不相同，会引起各支点的高程变化，产生支座的附加应力，使梁体传递到墩台的等效受力点和受力方向不断变化，受力不均容易引发桥梁较大的晃动，损坏桥梁自身结构，影响了桥梁的使用寿命；而使用聚四氟乙烯板作为耐磨板，长时间摩擦，材料损耗较大，支座的使用寿命难以保证；钢结构剪力键并不能按照设计需要确定的力而发生剪断破坏，以至于实际情况与设计不符；由于其摩擦面过大，摩阻力增大，摩擦耗能不明显，地震后无法完全自动复位，剪力键不能按照设计力剪断或破坏后不能重复使用，影响支座整体使用性能。

(4)E形弹塑性钢支座