[发明专利]一种复合耗能的减隔震装置

说明书

本发明提供了一种复合耗能的减隔震装置。包括上支座板、下支座板、摩擦滑块和缓冲单元；下支座板的上表面为内凹面，内凹面为盆状结构，内凹面的中心为圆形平面，圆形平面周围为曲面；摩擦滑块一端活动设置在下支座板内凹面的中心，摩擦滑块的另一端与上支座板活动连接；缓冲单元一端伸入在上支座板的下表面，缓冲单元另一端与下支座板的内凹面接触。本发明采用平面关节式摩擦滑块，有效避免了“抬梁”问题的出现。摆动过程中，关节式摩擦滑块与下支座板发生相对运动，关节式摩擦滑块下部的聚四氟乙烯板与下支座板的圆形平面滑动面产生滑动摩擦，消耗地震能量；引入了由弹簧、阻尼器、滑块和钢球组成的缓冲单元，极大提高了消耗地震能量的能力。

技术领域

本发明涉及桥梁减隔震技术领域，具体涉及一种复合耗能的减隔震装置。

背景技术

近年来的地震灾害表明，一旦地震使交通线遭到严重破坏，可能导致的生命财产和间接经济损失会越来越巨大。桥梁作为交通网络的重要咽喉，其抗震性能关系到整个交通生命线的畅通与否，进而影响抗震救灾和灾后重建的速度。因此，桥梁结构的抗震研究一直都是学者关注的热点问题。

桥梁抗震设计方法经历了传统的强度抗震理论、延性抗震理论和减隔震技术理论等阶段。其中，减隔震技术是一种简便、经济、先进的工程抗震手段。通过选择合适的减隔震装置和设置位置，能有效地控制结构的内力分布。

目前桥梁结构上广泛使用的减隔震支座主要有以下几类：盆式橡胶支座、铅芯橡胶支座和摩擦摆式隔震支座等。

盆式橡胶支座利用半封闭钢制盆腔内的弹性橡胶块，在三向受力状态下具有流体的性质，来实现上部结构的转动；同时依靠中间钢板上的聚四氟乙烯板与上座板上的不锈钢板之间的低摩擦系数来实现上部结构的水平位移。盆式橡胶支座具有承载力大、水平位移大、摩擦系数小、转角大、支座建筑高度低、节省钢材等优点。但是，该支座构件中的橡胶容易老化，需要经常进行更换，增加了支座的成本；为满足橡胶支座的正常使用，常常在支座周围设置挡块类型的剪力键，而在实际地震作用下，支座与两侧挡块卡住而未能正常移动的情况也时有发生；不仅如此，其在震后很难实现自复位。

铅芯橡胶支座是在普通的板式橡胶支座里面插入一根或者多根铅棒，铅棒的加入增加了支座的水平抗剪力，也使得支座的阻尼性能得到了良好的改进。铅芯橡胶支座承受竖向荷载及水平荷载，使铅芯产生滞后阻尼的塑性变形，通过橡胶提供水平恢复力。铅芯橡胶支座滞回曲线饱满，使得其具有良好的阻尼效果。但是，在低温条件下橡胶存在硬化现象，铅芯在生产和使用的过程中对环境会造成无法弥补的污染，单根铅芯的稳定性差，在温度和交通荷载(低周疲劳)作用下铅芯会发生疲劳剪切破坏，从而导致支座的阻尼性能大幅下降。

摩擦摆式隔震支座本质是一种摩擦阻尼支座，其工作原理是，地震时支座中心部分的摆动滑块沿下支座板的凹球面发生摆动位移，利用钟摆机理延长结构的自振周期，利用滑动层之间的摩擦力对地震能量进行消耗，从而减小地震力的作用，震后支座在上部结构的重力作用下具有良好的自复位能力。但一般的摩擦摆式支座在地震作用下会使上部结构抬升，可能导致铺装层或者轨道结构的破坏。而且可能出现一侧的限位装置被剪断，而另一侧的限位装置未被剪断的情况，将导致上部结构始终在初始位置的一侧摆动。

综上所述，急需一种复合耗能的减隔震装置以解决现有技术中存在的问题。

发明内容

本发明目的在于提供一种复合耗能的减隔震装置，以解决现有减隔震技术存在的一些问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种复合耗能的减隔震装置，包括上支座板、下支座板、摩擦滑块和缓冲单元；下支座板的上表面为内凹面，内凹面为盆状结构，内凹面的中心为圆形平面，圆形平面周围为曲面；摩擦滑块一端活动设置在下支座板内凹面的中心，摩擦滑块的另一端与上支座板活动连接。

优选地，所述上支座板的下表面具有凸台，凸台表面开了多个盲孔，缓冲单元一端伸入在盲孔中，缓冲单元另一端与下支座板的内凹面接触。