[实用新型]一种基于性能的橡胶支座

说明书

本实用新型涉及一种基于性能的橡胶支座，由异形钢板和橡胶层组成，异形钢板由横板和肋组成，肋为一个或一个以上，肋固定于钢板的上部或下部，使异形钢板形状为槽形、T形、ㅠ形或工字型中任一种，橡胶层包裹于异形钢板外，异形钢板与橡胶层通过硫化融合为一体。橡胶层内自上而下均匀分布有一层或若干层异形钢板，异形钢板的数量视具体情况而定。自上而下，按照板式橡胶支座和普通橡胶支座交替的方式排列，组成一体形成新的橡胶支座，使异形钢板间隔设置，具体数量和形式可根据需要和计算或试验来确定。本实用新型涉及一种的符合现行橡胶支座规范的、既能满足竖向抗压刚度、又能满足大地震情况下对支座水平等效刚度要求的新型结构的橡胶支座。

技术领域

本实用新型属于建筑工程的技术领域，具体涉及一种基于性能的橡胶支座。本实用新型适用于公路桥梁、城市高架桥梁以及轨道交通桥梁，以及上述结构需要高水平刚度的橡胶支座减、隔震的场合。

背景技术

橡胶支座设置在桥的梁与墩台之间，是桥跨的支承部分，其作用是把上部结构的各种载荷传递到墩台上，并能够适应活载、温度变化、混凝土收缩、徐变等因素产生的变位(位移和转角)，使上、下部结构的实际受力情况符合设计的结构计算图式。

预制梁结构（小箱梁、T梁及板梁）作为中小跨度桥梁使用最为广泛的桥型，具有机械化施工、工期短、质量优、环境友好等众多优点。板式橡胶支座由于承载力大，制作方便，价格低廉，使得其在这种桥型使用最为广泛的支座之一。我国从六十年代末开始在桥梁结构中试用板式橡胶支座，至八十年代大规模使用，至今已有四十年了。但由于它所支承的桥跨径不大、结构简单，采用橡胶支座后的桥梁整体抗震性能及设计反而不受重视。橡胶支座在我国桥梁结构中使用已近六十年的历史了，它的构造及制作工艺已经成熟和定型，竖向承载力（对应于抗压刚度）、水平承载力（对应于剪切刚度）及水平变形能力（对应于水平等效刚度）都有一套成熟的计算方法、计算公式和试验方法。目前交通部、铁道部都有板式橡胶支座相应的规范及标准图。

以常用的规格，直径420mm~720mm为例，竖向刚度Kv与水平等效刚度Kh有如下关系。

从上面表格数据可以看出，板式橡胶支座的竖向刚度K_v与水平等效刚度K_h的比值（K_v/K_h）约为300左右，如果超出10%~15%，就会超出规范的允许值。

体积不可压缩是橡胶的固有特性。所谓体积不可压缩，是指体积为1m³的橡胶正方体或长方体，对其上下面施加均匀压力时，橡胶正方体或长方体会产生压缩变形，其表面会向没有约束的四周鼓出，只要变形在其弹性范围，橡胶正方体或长方体的体积不会有变化，仍是1m³。

2008年汶川地震以来，桥梁抗震设计受到重视，国内的桥梁抗震设计规范相继更新，其核心思想是引入基于性能的抗震设计理念。其核心内容“两阶段”；对应E1地震时（中、小地震），结构处于弹性状态,弹性体系的桥梁可实现震后不坏的设防目标，桥梁不需维修；E2地震时（大地震时），结构处于延性状态，也就是结构处于减隔震状态，延性体系可实现震后不倒的设防目标。此时板式橡胶支座在整个桥梁结构体系中不但起到支承作用，而且作为一个减隔震的关键部件存在。因此更新后的桥梁抗震设计规范对板式橡胶支座的性能提出来更高的要求。

按照现行的桥梁抗震设计规范计算桥梁，在E1地震时（中、小地震）桥梁结构处于弹性状态，安装橡胶支座后的桥梁结构变形处于正常状态，在规范允许的范围；在E2地震（大地震时），支座为能力保护构件，此时板式橡胶支座剪切变形大部分都已经超过了100%，甚至达到200%以上，远远超出了其容许变形能力。橡胶支座作为桥梁构件不能满足E2地震作用下的要求。

因此新的桥梁抗震设计规范对橡胶支座的性能提出更高的要求。

橡胶支座水平等效刚度可以用下式计算：