專利名稱：一種多維減隔震鉛芯橡膠支座的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于減震隔震技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種減隔震鉛芯橡膠支座。
背景技術(shù)：
地震是嚴(yán)重危害人類的自然災(zāi)害，給人類造成了非常慘重的生命財(cái)產(chǎn)損失。地震引起的工程結(jié)構(gòu)破壞，造成慘痛的人員傷亡和嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失，這就迫切要求工程技術(shù)人員對(duì)工程結(jié)構(gòu)進(jìn)行正確合理有效的抗震設(shè)計(jì)。減隔震技術(shù)是簡(jiǎn)便、經(jīng)濟(jì)、先進(jìn)的工程抗震手段，包括隔震和減震兩種技術(shù)。其中隔震是利用隔震體系，設(shè)法阻止地震能量進(jìn)入安裝了隔震裝置的主體結(jié)構(gòu)，減震則是利用特制減震構(gòu)件或裝置，使之在強(qiáng)震時(shí)率先進(jìn)入塑性區(qū)，產(chǎn)生大阻尼，大量消耗進(jìn)入主體結(jié)構(gòu)的能量。通過(guò)選擇適當(dāng)?shù)臏p隔震裝置與安裝位置，可以控制結(jié)構(gòu)內(nèi)力的大小及其分布。國(guó)內(nèi)外工程抗震人員已研發(fā)了許多類型的減隔震裝置，如橡膠支座、鉛芯橡膠支座、滑動(dòng)摩擦型減隔震支座、彈塑性減震耗能鋼阻尼器、磁流變阻尼器、油阻尼器以及鋼鉛組合耗能裝置寸。通過(guò)大量的地震記錄統(tǒng)計(jì)結(jié)果可以看出，豎向地震峰值加速度與水平地震加速度比值為1/2-2/3，并且已經(jīng)獲得豎向加速度分量達(dá)到甚至超過(guò)水平加速度分量的地震記錄。 大量地震震害表明，豎向地震對(duì)結(jié)構(gòu)物的影響是不能忽視的，它的作用有時(shí)超過(guò)水平地震， 因而對(duì)豎向地震特性也必須給予重大關(guān)注。然而目前國(guó)內(nèi)外對(duì)隔震技術(shù)的研究主要停留在單純的水平隔震上，對(duì)同時(shí)實(shí)現(xiàn)水平和豎向隔震的研究還不多見(jiàn)。上述這些減隔震裝置也只能解決水平向減隔震的問(wèn)題，對(duì)于豎向的地震反應(yīng)并沒(méi)有減少。1988年，日本學(xué)者藤田聰提出了利用傳統(tǒng)橡膠支座和普通彈簧、粘性阻尼器的組合結(jié)構(gòu)進(jìn)行水平向和豎向隔震，并進(jìn)行了振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)。但用普通彈簧和阻尼器豎向剛度大， 在有限范圍內(nèi)不能提供隔離豎向地震所需阻尼，所以其豎向耗能能力和隔震效果非常有限。1995年，中國(guó)學(xué)者唐家祥教授率先提出采用減少橡膠支座豎向剛度的途徑來(lái)研究豎向隔震問(wèn)題，開(kāi)創(chuàng)了我國(guó)研究水平和豎向隔震支座的先例。但由于豎向支座同時(shí)也是豎向支撐元件，需保持足夠剛度和穩(wěn)定性，在橡膠支座豎向剛度可以減小的范圍內(nèi)，其豎向阻尼性能也較差，因而其豎向隔震效果同樣不明顯。由此可見(jiàn)，豎向隔震這一工程界難題并未得到很好的解決。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問(wèn)題本發(fā)明提供一種設(shè)置有豎向減隔震裝置的多維減隔震鉛芯橡膠支座， 該支座在傳統(tǒng)的鉛芯橡膠支座上設(shè)置一個(gè)豎向減隔震裝置，能夠提供豎向隔震防護(hù)，同時(shí)減小多維地震動(dòng)作用下橋梁上部結(jié)構(gòu)的水平和豎向響應(yīng)。技術(shù)方案本發(fā)明的多維減隔震鉛芯橡膠支座，包括鉛芯橡膠支座和設(shè)于鉛芯橡膠支座上方的豎向減隔震裝置；所述豎向減隔震裝置包括位于上方的上連接板，設(shè)置于上連接板下表面的上蓋板，位于下方的中連接板，設(shè)置于中連接板上表面的上中間蓋板，在所述上蓋板和上中間蓋板之間設(shè)置有豎向減震墊，所述豎向減震墊包括與上蓋板中間連接的中心鋼板，位于中心鋼板兩側(cè)并與上中間蓋板連接的外擋鋼板，中心鋼板和外擋鋼板之間交替設(shè)置數(shù)層豎向橡膠和豎向鋼板，所述豎向橡膠和豎向鋼板的上下兩端分別與上蓋板和上中間蓋板留有間隙；在所述豎向減震墊外周盤繞有上下兩端分別與上蓋板和上中間蓋板連接的螺旋形彈簧；所述鉛芯橡膠支座包括設(shè)置于中連接板下表面的下中間蓋板，位于所述鉛芯橡膠支座下方的下連接板，設(shè)置于下連接板上表面的下蓋板，上下兩端分別與下中間蓋板中心和下蓋板中心連接的鉛芯，在下中間蓋板和下蓋板之間交替設(shè)置數(shù)層環(huán)繞鉛芯的水平橡膠和水平鋼板。本發(fā)明中，所述的豎向鋼板與豎向橡膠之間，水平鋼板與水平橡膠之間使用粘接劑粘結(jié)，所用的粘結(jié)劑可以是環(huán)氧樹(shù)脂，氯丁橡膠粘合劑，E43粘合劑等。為防止支座在恒載作用下可能對(duì)豎向減震墊的損害，可在螺旋形彈簧安裝就位前對(duì)其預(yù)先施加豎直方向的壓力，使螺旋形彈簧在豎直方向處于壓縮狀態(tài)，然后將其安裝就位。這樣，當(dāng)本發(fā)明的多維減隔震鉛芯橡膠支座安裝到工程結(jié)構(gòu)中時(shí)，螺旋形彈簧向上的恢復(fù)力與恒載作用力相抵消，從而避免了豎向減震墊的損害。本發(fā)明主要包括三個(gè)系統(tǒng)豎向傳力系統(tǒng)、水平耗能系統(tǒng)和豎向耗能系統(tǒng)。豎向傳力系統(tǒng)包括上連接板、上蓋板、螺旋形彈簧、上中間蓋板、中間連接板、下中間蓋板、水平鋼板、橡膠、下蓋板、下連接板。橋梁結(jié)構(gòu)受自重及車輛荷載等外力作用而產(chǎn)生的豎向效應(yīng)，通過(guò)豎向傳力系統(tǒng)安全地傳給橋墩結(jié)構(gòu)。水平向耗能系統(tǒng)包括下中間蓋板、水平鋼板、橡膠、 鉛芯、下蓋板，當(dāng)?shù)卣饋?lái)臨時(shí)，通過(guò)本系統(tǒng)將水平地震力很好地傳給鉛芯橡膠墊，使之發(fā)生水平剪切變形，消耗掉一大部分能量，從而顯著減少輸入到橋梁結(jié)構(gòu)中的能量，進(jìn)而達(dá)到保護(hù)橋梁結(jié)構(gòu)的作用。豎直向耗能系統(tǒng)包括上蓋板、豎直鋼板、橡膠、上中間蓋板，當(dāng)?shù)卣饋?lái)臨時(shí)，該系統(tǒng)將豎向地震力很好地傳給豎向橡膠墊，使之發(fā)生豎直剪切變形，消耗掉一部分能量，從而顯著減少輸入到橋梁結(jié)構(gòu)中的能量，進(jìn)而達(dá)到保護(hù)橋梁結(jié)構(gòu)的作用。有益效果本發(fā)明通過(guò)在傳統(tǒng)鉛芯橡膠支座上方設(shè)置一種豎向減隔震裝置，將傳統(tǒng)的鉛芯橡膠支座改進(jìn)成多維減隔震裝置，解決了傳統(tǒng)橡膠支座無(wú)法豎向減隔震這一工程界的長(zhǎng)期難題，具有地震位移小、阻尼大、耗能穩(wěn)定、制作工藝簡(jiǎn)單、成本較低的特點(diǎn)，使用其作為水平向和豎直向同時(shí)耗能部件，可達(dá)到顯著的減小橋梁震害的作用，有較高的經(jīng)濟(jì)及社會(huì)效應(yīng)。


圖1是本發(fā)明的支座結(jié)構(gòu)整體縱向剖面構(gòu)造示意圖，圖2是圖1中A-A處的剖面圖，圖3是圖2中B-B處的剖面圖，圖4是上連接板的正視圖。圖中有上連接板1、上蓋板2、豎直鋼板3、豎直橡膠4、上中間蓋板5、螺旋形彈簧 6、外擋鋼板7、中心鋼板8、中連接板9、下中間蓋板10、水平鋼板11、水平橡膠12、鉛芯13、 下蓋板14、下連接板15。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合說(shuō)明書附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說(shuō)明。
一種多維減隔震鉛芯橡膠支座，包括鉛芯橡膠支座和設(shè)于鉛芯橡膠支座上方的豎向減隔震裝置；所述豎向減隔震裝置包括位于上方的上連接板1，設(shè)置于上連接板1下表面的上蓋板2，位于下方的中連接板9，設(shè)置于中連接板9上表面的上中間蓋板5，在所述上蓋板2和上中間蓋板5之間設(shè)置有豎向減震墊，所述豎向減震墊包括與上蓋板2中間連接的中心鋼板8，位于中心鋼板8兩側(cè)并與上中間蓋板5連接的外擋鋼板7，中心鋼板8和外擋鋼板7之間交替設(shè)置有數(shù)層豎向橡膠4和豎向鋼板3，所述豎向橡膠4和豎向鋼板3的上下兩端分別與上蓋板2和上中間蓋板5留有間隙；在所述豎向減震墊外周盤繞有上下兩端分別與上蓋板2和上中間蓋板5連接的螺旋形彈簧6 ；所述鉛芯橡膠支座包括設(shè)置于中連接板9下表面的下中間蓋板10，位于所述鉛芯橡膠支座下方的下連接板15，設(shè)置于下連接板15上表面的下蓋板14，上下兩端分別與下中間蓋板10中心和下蓋板14中心連接的鉛芯 13，在下中間蓋板10和下蓋板14之間交替設(shè)置有數(shù)層環(huán)繞鉛芯13的水平橡膠12和水平鋼板11。交替設(shè)置的數(shù)層豎向橡膠4和豎向鋼板3，以及交替設(shè)置的數(shù)層水平橡膠12和水平鋼板11均采用整體成型工藝制作完成。豎向鋼板3與豎向橡膠4之間，水平鋼板11與水平橡膠12之間使用高強(qiáng)度粘接劑粘結(jié)，保證鋼板與橡膠之間粘結(jié)牢固。豎向橡膠4和水平橡膠12都經(jīng)過(guò)硫化處理，以保證其性能的提升。豎向鋼板和豎向橡膠、水平鋼板和水平橡膠使用整體成型制作工藝形成橡膠墊。 在水平橡膠墊的圓心位置加工一圓柱體孔洞，將圓柱鉛芯放入其中，形成鉛芯橡膠墊。螺旋形彈簧與上連接板和中連接板進(jìn)行有效連接，以達(dá)到提供足夠豎向剛度的要求。此外，為防止豎向減震墊在恒載作用下產(chǎn)生過(guò)大變形、受到損害，可在螺旋形彈簧安裝就位前對(duì)其預(yù)先施加豎直方向的壓力，使螺旋形彈簧在豎直方向處于壓縮狀態(tài)，然后將其安裝就位。這樣，當(dāng)本發(fā)明的多維減隔震鉛芯橡膠支座安裝到工程結(jié)構(gòu)中時(shí)，螺旋形彈簧向上的恢復(fù)力與恒載作用力相抵消，從而避免了豎向減震墊的損害。本發(fā)明的多維減隔震鉛芯橡膠支座在安裝使用時(shí)將支座上下連接板與梁底及橋墩頂面處的預(yù)埋件用高強(qiáng)螺栓連接。
權(quán)利要求
1.一種多維減隔震鉛芯橡膠支座，其特征在于，該支座包括鉛芯橡膠支座和設(shè)于鉛芯橡膠支座上方的豎向減隔震裝置；所述豎向減隔震裝置包括位于上方的上連接板(1)，設(shè)置于上連接板(1)下表面的上蓋板(2)，位于下方的中連接板(9)，設(shè)置于中連接板(9)上表面的上中間蓋板(5)，在所述上蓋板(2)和上中間蓋板(5)之間設(shè)置有豎向減震墊，所述豎向減震墊包括與上蓋板(2)中間連接的中心鋼板(8)，位于中心鋼板(8)兩側(cè)并與上中間蓋板(5)連接的外擋鋼板(7)，中心鋼板(8)和外擋鋼板(7)之間交替設(shè)置數(shù)層豎向橡膠(4) 和豎向鋼板(3)，所述豎向橡膠(4)和豎向鋼板(3)的上下兩端分別與上蓋板(2)和上中間蓋板(5)留有間隙；在所述豎向減震墊外周盤繞有上下兩端分別與上蓋板(2)和上中間蓋板(5)連接的螺旋形彈簧(6);所述鉛芯橡膠支座包括設(shè)置于中連接板(9)下表面的下中間蓋板(10)，位于所述鉛芯橡膠支座下方的下連接板(15)，設(shè)置于下連接板(15)上表面的下蓋板(14)，上下兩端分別與下中間蓋板(10)中心和下蓋板(14)中心連接的鉛芯(13)，在下中間蓋板(10)和下蓋板(14)之間交替設(shè)置數(shù)層環(huán)繞鉛芯(13)的水平橡膠(12)和水平鋼板(11)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多維減隔震鉛芯橡膠支座，其特征在于，所述的豎向鋼板(3) 與豎向橡膠(4)之間，水平鋼板(11)與水平橡膠(12)之間通過(guò)粘接劑粘結(jié)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多維減隔震鉛芯橡膠支座，其特征在于，所述的螺旋形彈簧 (6)在豎直方向處于壓縮狀態(tài)。
全文摘要
一種多維減隔震鉛芯橡膠支座，在鉛芯橡膠支座上方設(shè)置有豎向減隔震裝置，豎向減隔震裝置包括位于上方的上連接板，設(shè)置于上連接板下表面的上蓋板，位于下方的中連接板，設(shè)置于中連接板上表面的上中間蓋板，在上蓋板和上中間蓋板之間設(shè)置有豎向減震墊。豎向減震墊包括與上蓋板中間連接的中心鋼板，位于中心鋼板兩側(cè)并與上中間蓋板連接的外擋鋼板，中心鋼板和外擋鋼板之間交替設(shè)置有數(shù)層豎向橡膠，和豎向鋼板，在所述豎向減震墊外周盤繞有上下兩端分別與上蓋板和上中間蓋板連接的螺旋形彈簧。本發(fā)明解決了傳統(tǒng)橡膠支座豎向隔震這一工程界的長(zhǎng)期難題，有較高的經(jīng)濟(jì)及社會(huì)效應(yīng)。
文檔編號(hào)E04B1/36GK102251472SQ20111011271
公開(kāi)日2011年11月23日 申請(qǐng)日期2011年5月3日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月3日
發(fā)明者李愛(ài)群, 王浩, 鄧穩(wěn)平 申請(qǐng)人:東南大學(xué)