高強細(xì)密鋼絲網(wǎng)加勁鋼纖維復(fù)合高阻尼橡膠支座的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種高強細(xì)密鋼絲網(wǎng)加勁鋼纖維復(fù)合高阻尼橡膠支座，該支座將現(xiàn)有高阻尼支座內(nèi)部的鋼板替換為由垂直交錯的高強鋼絲組成細(xì)密鋼絲網(wǎng)，支座由上、下連接鋼板，上、下封板，高阻尼橡膠層，高強細(xì)密鋼絲網(wǎng)層以及外部橡膠保護層組成。本發(fā)明采用高強細(xì)密鋼絲網(wǎng)替換厚度較大加勁鋼板，能夠提高高阻尼橡膠支座的剪切變形能力，增大橡膠與鋼絲網(wǎng)的粘結(jié)效果，同時降低支座整體重量。高強細(xì)密鋼絲網(wǎng)可以彎曲，對支座剪切變形和轉(zhuǎn)角變形的適應(yīng)性更強，另外，較大的剪切變形可以充分發(fā)揮高阻尼的滯回耗能能力，可以在不同頻率地震作用下，實現(xiàn)對工程結(jié)構(gòu)的有效保護。
【專利說明】高強細(xì)密鋼絲網(wǎng)加勁鋼纖維復(fù)合高阻尼橡膠支座
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于土木工程、地震工程【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種新式復(fù)合高阻尼橡膠支座，特別涉及一種高強細(xì)密鋼絲網(wǎng)加勁鋼纖維復(fù)合高阻尼橡膠支座。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，我國地震災(zāi)害頻發(fā)，特別是四川汶川地震造成了建筑、橋梁等結(jié)構(gòu)的嚴(yán)重破壞。在總結(jié)地震震害經(jīng)驗教訓(xùn)的基礎(chǔ)上，減隔震設(shè)計理念已經(jīng)隨著各種抗震設(shè)計規(guī)范的修訂逐漸深入結(jié)構(gòu)工程師的設(shè)計思想中。其中，包括高阻尼橡膠支座在內(nèi)的各種減隔震支座已經(jīng)逐漸在橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計中得到廣泛應(yīng)用。
[0003]目前，工程領(lǐng)域中所應(yīng)用的高阻尼橡膠支座是由上下連接鋼板、高阻尼橡膠層和加勁鋼板組成，其結(jié)構(gòu)形式與普通板式橡膠支座近似。高阻尼橡膠支座主要是通過在天然橡膠中加入各種配合劑改進橡膠配方，使橡膠本身材料的阻尼增加，從而使支座的阻尼比可高達到15%~18%。高阻尼橡膠支座的滯回曲線飽滿，對風(fēng)振和地震均能發(fā)揮較好的減隔震效果，且不需要再配置其他輔助設(shè)備，維修管理成本較低。高阻尼橡膠支座的彈性性能和阻尼特性對溫度的依賴性很小，適用范圍廣泛。
[0004]然而目前高阻尼橡膠支座存在與普通板式橡膠支座相同的不足之處。該類支座將橡膠和加勁鋼板通過硫化作用粘結(jié)起來，依靠加勁鋼板提高支座豎向剛度，因而對鋼板的厚度提出較高要求。由于加勁鋼板本身幾乎不能為支座提供橫向剪切變形，因此增加鋼板厚度會使得能夠發(fā)揮剪切變形功能的橡膠層所占比例降低，影響支座整體剪切變形能力。在工程應(yīng)用中，為了滿足工程結(jié)構(gòu)所需的剪切變形要求，相應(yīng)的支座高度往往很大，便帶來支座豎向穩(wěn)定性較差的問題。另外，加勁鋼板厚度大導(dǎo)致支座的重量增加，會增大高阻尼橡膠支座的運輸以及安裝成本。因此，對于現(xiàn)有的高阻尼橡膠支座，在性能上具有較大的改善空間。
[0005]鋼纖維材料自問世以來，得到日益廣泛的應(yīng)用，而目前鋼纖維主要應(yīng)用于鋼纖維混凝土中。通過在普通混凝土中參入亂向分布的短鋼纖維，能夠有效阻礙混凝土內(nèi)部微裂縫的擴展及宏觀裂縫形成，顯著改善混凝土的抗拉、抗彎、抗沖擊及抗疲勞性能。而橡膠材料對抗拉、抗疲勞以及抗開裂等性能也有同樣的要求。在橡膠材料中摻入亂向分布的短鋼纖維亦能夠改善橡膠的多項力學(xué)性能，對提高高阻尼橡膠支座的豎向承載力、優(yōu)化橡膠內(nèi)部應(yīng)力分布、增強支座抗疲勞性能、提高支座耐久性等均有顯著效果。
[0006]

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有高阻尼橡膠支座剪切能力不足的缺點，提供一種承壓能力大、剪切變形能力強、減震耗能效果好的高強細(xì)密鋼絲網(wǎng)加勁鋼纖維復(fù)合高阻尼橡膠支座。
[0008]為達到以上目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是: 本發(fā)明提出的高強細(xì)密鋼絲網(wǎng)加勁鋼纖維復(fù)合高阻尼橡膠支座，由上連接鋼板1、上封板2、高阻尼橡膠墊、橡膠保護層5、下封板6、下連接鋼板7和鋼纖維8組成，其中:所述高阻尼橡膠墊由高阻尼橡膠層3和高強細(xì)密鋼絲網(wǎng)層4自上而下交替布置粘合而成，所述高強細(xì)密鋼絲網(wǎng)層4與高阻尼橡膠層3經(jīng)充分粘合，硫化形成可靠粘結(jié)，以提高支座的豎向剛度；所述高阻尼橡膠墊的外部包裹有橡膠保護層5，所述高強細(xì)密鋼絲網(wǎng)層4由相互垂直交錯排列的高強鋼絲連接組成框架結(jié)構(gòu)，所述鋼纖維8端部帶有拉鉤，均勻亂向的分布在高阻尼橡膠層3中；上封板2和下封板6分別與高阻尼橡膠層的上、下表面粘結(jié)，上封板2、下封板6分別通過楔塊與上連接鋼板1、下連接鋼板7連接，形成支座整體。
[0009]本發(fā)明中，上連接鋼板I和下連接鋼板7分別預(yù)留螺栓孔，通過錨固螺栓將支座與主梁和橋墩連接。
[0010]本發(fā)明中，所述上封板2和下封板6與高阻尼橡膠墊的粘結(jié)方式采用現(xiàn)有的高阻尼橡膠支座的粘結(jié)方式。
[0011]本發(fā)明中，所述上封板2與上連接鋼板1、下封板6與下連接鋼板7的連接方式采用現(xiàn)有的高阻尼橡膠支座的連接方式。
[0012]本發(fā)明中，所述強細(xì)密鋼絲網(wǎng)層4接近橡膠保護層5的高強鋼絲可做彎鉤處理。
[0013]采用垂直交叉的高強細(xì)密鋼絲網(wǎng)取代現(xiàn)有高阻尼橡膠支座中的加勁鋼板，并通過硫化作用使得高阻尼橡膠與細(xì)密鋼絲網(wǎng)緊密粘結(jié)。與此同時，在高阻尼橡膠中摻入亂向分布的短纖維形成一種新型的復(fù)合高阻尼材料，從而改善橡膠材料力學(xué)性能。
[0014]鋼絲網(wǎng)在高阻尼橡膠板中設(shè)置多層高強細(xì)密鋼絲網(wǎng)，依靠鋼絲網(wǎng)約束高阻尼橡膠的橫向變形，從而提高支座豎向剛度。由于鋼絲網(wǎng)相比于加勁鋼板減小厚度，在支座高度確定的情況下能夠增加高阻尼橡膠的含量，對于改善支座的剪切變形能力具有顯著效果。一方面，鏤空的高強鋼絲網(wǎng)使得鋼材的高抗拉特性獲得充分利用，并能夠進一步降低支座重量。另一方面，現(xiàn)有高阻尼橡膠支座中加勁鋼板與橡膠的結(jié)合是面接觸，二鏤空設(shè)計的鋼絲網(wǎng)與橡膠的接觸為體接觸，粘結(jié)效果更優(yōu)秀。
[0015]所摻入鋼纖維在橡膠中為均勻亂向分布，并在纖維端部設(shè)置拉鉤，能夠更有效的約束橡膠的膨脹，并改善橡膠應(yīng)力分布，防止應(yīng)力老化引起的橡膠開裂，進而可以提高整個高阻尼橡膠支座的耐久性能。
[0016]本發(fā)明提供的技術(shù)方案的優(yōu)點:
將高阻尼橡膠支座的加勁鋼板替換為高強細(xì)密鋼絲網(wǎng)，高強細(xì)密鋼絲網(wǎng)比加勁鋼板厚度小，占支座高度比例小，可以使支座在高度不變的情況下增加橡膠部分的比例，而且高強細(xì)密鋼絲呈網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，可以使得鋼絲網(wǎng)層之間的橡膠部分成為整體，共同參與支座的剪切變形。而且高強細(xì)密鋼絲網(wǎng)可以彎曲，對支座的剪切變形和轉(zhuǎn)角變形的適應(yīng)性更好。另外，高強細(xì)密鋼絲網(wǎng)較加勁鋼板的質(zhì)量輕，可以減輕支座整體的重量。
[0017]I)高強細(xì)密鋼絲網(wǎng)比加勁鋼板厚度小，占支座高度比例小，而支座的剪切變形主要由橡膠部分完成，從而可以在支座高度一定的前提下增大支座的剪切能力，或是在剪切變形一定的情況下，降低支座高度，提高結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性；
2)由于高強細(xì)密鋼絲呈網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，可以與橡膠層的粘結(jié)更為充分，支座整體性能更為可靠；高強細(xì)密鋼絲網(wǎng)較加勁鋼板質(zhì)量輕，從而可以減輕支座整體的重量，降低支座的運輸和安裝成本； 3)相對于加勁鋼板，高強細(xì)密鋼絲網(wǎng)可以彎曲，對支座剪切變形和轉(zhuǎn)角變形的適應(yīng)性更強，當(dāng)支座受力不均勻時不致發(fā)生損壞；
4)在高阻尼橡膠中摻入端部附帶拉鉤的鋼纖維，能夠優(yōu)化橡膠內(nèi)應(yīng)力分布，改善橡膠的力學(xué)性能，提高支座的耐久性。
[0018]5)在地震時，由于支座的剪切變形能力更大，支座的滯回曲線所圍成面積增大，相應(yīng)的耗能能力顯著提高。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1為高強細(xì)密鋼絲網(wǎng)加勁鋼纖維復(fù)合高阻尼橡膠支座的整體剖視圖。
[0020]圖2為高強細(xì)密鋼絲網(wǎng)的示意圖。
[0021]圖3為高強細(xì)密鋼絲網(wǎng)的鋼絲分布豎向剖面詳圖。
[0022]圖中標(biāo)號:1為上連接鋼板，2為上封板，3為高阻尼橡膠層，4為高強細(xì)密鋼絲網(wǎng)層，5為橡膠保護層，6為下封板，7為下連接鋼板，8為鋼纖維。
【具體實施方式】
[0023]為了使專利局的審查員尤其是公眾能夠更加清楚地理解本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)和有益效果， 申請人:將在下面以實施例的方式結(jié)合附圖作詳細(xì)說明。
[0024]實施例1:一種高強細(xì)密鋼絲網(wǎng)加勁鋼纖維復(fù)合高阻尼橡膠支座，由上連接鋼板
1、上封板2、高阻尼橡膠層3、高強細(xì)密鋼絲網(wǎng)層4、橡膠保護層5、下封板6、下連接鋼板7和鋼纖維8組成。高強細(xì)密鋼絲網(wǎng)層4與高阻尼橡膠層3充分粘合、硫化形成可靠粘結(jié)，并且在高阻尼橡膠層3的外部包裹橡膠保護層2，接近橡膠保護層的高強鋼絲可做彎鉤處理；上封板2和下封板6分別與高阻尼橡膠層的上、下表面粘結(jié)，上、下封板通過楔塊與上、下連接鋼板連接，形成支座整體；上連接鋼板I和下連接鋼板7分別預(yù)留螺栓孔，通過錨固螺栓將支座與主梁和橋墩連接。鋼纖維8端部帶有拉鉤，均勻亂向的分布在高阻尼橡膠層3中。
[0025]優(yōu)選的，方案支座中高阻尼橡膠墊的形狀可根據(jù)設(shè)計需要進行選擇矩形或圓形。
[0026]優(yōu)選的，方案支座中高強細(xì)密鋼絲網(wǎng)的鋼絲直徑、間距可根據(jù)設(shè)計需要進行調(diào)整。
[0027]優(yōu)選的，方案支座中高強細(xì)密鋼絲網(wǎng)的層數(shù)可根據(jù)支座受力情況進行設(shè)計調(diào)整。
[0028]優(yōu)選的，方案支座中鋼纖維材料的分布位置、形式和密集度可根據(jù)設(shè)計要求調(diào)整。
[0029]本發(fā)明在不降低支座豎向承載力的情況下，通過將加勁鋼板替換為高強細(xì)密鋼絲網(wǎng)，使得高阻尼橡膠支座的剪切變形能力更強，支座整體重量更輕，且網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)與橡膠層的粘合更加充分，不易發(fā)生鋼絲網(wǎng)與橡膠脫離的情況。增大的剪切變形能力也利于進一步增加高阻尼橡膠支座的滯回耗能能力。
[0030]上述的對實施例的描述均不是對本發(fā)明方案的限制，因此，本發(fā)明的保護范圍不僅僅局限于上述實施例，任何依據(jù)本發(fā)明構(gòu)思所做出的僅僅為形式上的而非實質(zhì)性的各種修改和改進，都應(yīng)視為落在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種高強細(xì)密鋼絲網(wǎng)加勁鋼纖維復(fù)合高阻尼橡膠支座，由上連接鋼板(I)、上封板(2)、高阻尼橡膠墊、橡膠保護層(5)、下封板(6)、下連接鋼板(7)和鋼纖維(8)組成，其中:所述高阻尼橡膠墊由高阻尼橡膠層(3)和高強細(xì)密鋼絲網(wǎng)層(4)自上而下交替布置粘合而成，所述高強細(xì)密鋼絲網(wǎng)層(4)與高阻尼橡膠層(3)經(jīng)充分粘合，硫化形成可靠粘結(jié)，以提高支座的豎向剛度；所述高阻尼橡膠墊的外部包裹有橡膠保護層(5)，所述高強細(xì)密鋼絲網(wǎng)層(4)由相互垂直交錯排列的高強鋼絲連接組成框架結(jié)構(gòu)，所述鋼纖維(8)端部帶有拉鉤，均勻亂向的分布在高阻尼橡膠層(3)中；上封板(2)和下封板(6)分別與高阻尼橡膠層的上、下表面粘結(jié)，上封板(2)、下封板(6)分別通過楔塊與上連接鋼板(I)、下連接鋼板(7)連接，形成支座整體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高強細(xì)密鋼絲網(wǎng)加勁鋼纖維復(fù)合高阻尼橡膠支座，其特征在于上連接鋼板(I)和下連接鋼板(7)分別預(yù)留螺栓孔，通過錨固螺栓將支座與主梁和橋墩連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高強細(xì)密鋼絲網(wǎng)加勁鋼纖維復(fù)合高阻尼橡膠支座，其特征在于所述上封板(2)和下封板(6)與高阻尼橡膠墊的粘結(jié)方式采用現(xiàn)有的高阻尼橡膠支座的粘結(jié)方式。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高強細(xì)密鋼絲網(wǎng)加勁鋼纖維復(fù)合高阻尼橡膠支座，其特征在于所述上封板(2)與上連接鋼板(I)、下封板(6)與下連接鋼板(7)的連接方式采用現(xiàn)有的高阻尼橡膠支座的連接方式。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高強細(xì)密鋼絲網(wǎng)加勁鋼纖維復(fù)合高阻尼橡膠支座，其特征在于所述強細(xì)密鋼絲網(wǎng)層(4)接近橡膠保護層(5)的高強鋼絲可做彎鉤處理。
【文檔編號】E01D19/04GK104032671SQ201410267977
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年6月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月17日
【發(fā)明者】黃石, 袁萬城, 李涵, 黨新志, 王鳳鳴, 劉世佳, 榮肇駿 申請人:同濟大學(xué), 江蘇萬寶橋梁構(gòu)件有限公司