一种曲面叠层钢板自复位摩擦减振支座.pdf

1、10申请公布号43申请公布日21申请号201410615162622申请日20141105E01D19/0420060171申请人哈尔滨工业大学深圳研究生院地址518000广东省深圳市南山区西丽镇深圳大学城哈工大校区72发明人林坤刘红军刘海涛74专利代理机构深圳市科吉华烽知识产权事务所普通合伙44248代理人罗志伟54发明名称一种曲面叠层钢板自复位摩擦减振支座57摘要本发明提供了一种曲面叠层钢板自复位摩擦减振支座，包括上座、下座和位于所述上座、下座之间的曲面板，所述曲面板至少有二个并上下层叠设置，位于最下端的所述曲面板设置在所述下座上，位于最上端的所述曲面板与所述上座相接触并支撑所述上座。本发

2、明的有益效果是通过层叠设置曲面板，使相邻的曲面板之间形成曲面摩擦副，使位于最上端的曲面板与上座形成第二摩擦副，使位于最下端的所述曲面板与下座形成第三摩擦副，通过叠层的曲面板之间的相互摩擦消耗车辆冲击、地震能量，利用曲面板的复位能力来实现自复位，结构形式简单，传力机制明确，成本低，减震效果稳定，耐久性好，尤其对受车辆冲击荷载影响大的支座，减振效果明显。51INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书4页附图1页10申请公布号CN104372734A43申请公布日20150225CN104372734A1/1页21一种曲面叠层钢板自复位摩擦减振支座，其特征在于包括

3、上座、下座和位于所述上座、下座之间的曲面板，所述曲面板至少有二个并上下层叠设置，位于最下端的所述曲面板设置在所述下座上，位于最上端的所述曲面板与所述上座相接触并支撑所述上座。2根据权利要求1所述的曲面叠层钢板自复位摩擦减振支座，其特征在于所述曲面板包括两侧的支撑平板部和中间的曲面凸起部。3根据权利要求2所述的曲面叠层钢板自复位摩擦减振支座，其特征在于位于最下端的所述曲面板的支撑平板部设置在所述下座上，位于最上端的所述曲面板的曲面凸起部与所述上座相接触并支撑所述上座。4根据权利要求3所述的曲面叠层钢板自复位摩擦减振支座，其特征在于所述上座的底部设有上凹槽，所述下座的顶部设置在所述上凹槽内，所述下

4、座的顶部设有下凹槽，位于最下端的所述曲面板的支撑平板部设置在所述下座的下凹槽的槽底，位于最上端的所述曲面板的曲面凸起部与所述上座的上凹槽的槽底相接触并支撑所述上座。5根据权利要求4所述的曲面叠层钢板自复位摩擦减振支座，其特征在于所述上座的上凹槽的槽底与所述曲面板的曲面凸起部相接触的部位设有第一硫化橡胶层。6根据权利要求4所述的曲面叠层钢板自复位摩擦减振支座，其特征在于所述上座的上凹槽的槽内侧面与所述下座的外侧面之间设有分隔所述上座、下座的第二硫化橡胶层。7根据权利要求4所述的曲面叠层钢板自复位摩擦减振支座，其特征在于所述下凹槽的槽底设有曲面板定位柱，所述曲面板的支撑平板部设有定位孔，每一层的所

5、述曲面板均通过其上的定位孔串设在所述曲面板定位柱上。8根据权利要求4所述的曲面叠层钢板自复位摩擦减振支座，其特征在于所述上凹槽的槽内侧面设有限位柱，所述下座的侧面设有限制所述上座上下移动的限位孔，所述限位柱设置在所述限位孔内。9根据权利要求4所述的曲面叠层钢板自复位摩擦减振支座，其特征在于所述上凹槽的两侧设有对位凹槽，所述下凹槽的两侧设有与所述对位凹槽相配合的对位凸块。10根据权利要求1至9中任一项所述的曲面叠层钢板自复位摩擦减振支座，其特征在于所述曲面板为曲面钢板。权利要求书CN104372734A1/4页3一种曲面叠层钢板自复位摩擦减振支座技术领域0001本发明涉及桥梁结构减振领域，尤其涉

6、及桥梁结构减振领域中的一种曲面叠层钢板自复位摩擦减振支座。背景技术0002作为经济发展的纽带，桥梁在我国经济振兴、尤其是西部山区经济的发展中起着不可替代的作用。作为桥梁工程上下结构的连接、传力构件，桥梁支座的力学性能直接影响了桥梁的整体稳定性及安全性。0003桥梁支座主要受上、下部结构传来的荷载的影响。针对如何减弱下部荷载主要是地震荷载的影响，当前国内外学者已经开展了大量的研究并取得了丰富的研究成果，在工程上也设计、制作并安装了大量的减隔振支座；而对于如何削弱上部荷载主要是风荷载和车辆冲击荷载的影响，当前并未开展充分有效的研究。车辆冲击荷载主要表现为脉冲型水平力，该水平力与车辆自重叠加，形成指

7、向沿桥梁纵向，斜下方的合力，其力学性质与地震荷载存在很大差异。0004当前对桥梁减隔振支座大多采用橡胶支座和摩擦支座。橡胶支座主要通过延长结构自振周期，使其远离地震波特征周期，实现隔震的目的。该支座对于减弱地震作用效果显著，但其对车辆冲击荷载的效果尚待研究；同时，该支座过于依赖橡胶特性，一方面，支座在制作过程中，质量极难控制，另一方面，服役过程中，支座老化问题比较严重，其预期的性能参数将大幅下降，剩余寿命难以估计。0005传统的摩擦减振技术通常利用摩擦副水平方向的相对运动，进行摩擦耗能，从而实现能量的耗散。但是，该类型支座通常需要额外设置复位装置，增加了施工难度和成本；同时，滑移过程中支座上部

8、结构水平向位移过大，会对限位装置造成破坏，严重的会使得支座受力产生整体偏心，加大桥墩的倾覆隐患。发明内容0006为了克服已有减振支座存在的使用寿命短、侧向倾覆隐患、且大多不具备自复位功能的不足之处，本发明基于盆式支座，提供一种使用寿命长的，减振效果稳定，水平方向零偏心，并且具备一定自复位功能的曲面叠层钢板自复位摩擦减振支座。0007本发明提供了一种曲面叠层钢板自复位摩擦减振支座，包括上座、下座和位于所述上座、下座之间的曲面板，所述曲面板至少有二个并上下层叠设置，位于最下端的所述曲面板设置在所述下座上，位于最上端的所述曲面板与所述上座相接触并支撑所述上座。0008作为本发明的进一步改进，所述曲面

9、板包括两侧的支撑平板部和中间的曲面凸起部。0009作为本发明的进一步改进，位于最下端的所述曲面板的支撑平板部设置在所述下座上，位于最上端的所述曲面板的曲面凸起部与所述上座相接触并支撑所述上座。0010作为本发明的进一步改进，所述上座的底部设有上凹槽，所述下座的顶部设置在说明书CN104372734A2/4页4所述上凹槽内，所述下座的顶部设有下凹槽，位于最下端的所述曲面板的支撑平板部设置在所述下座的下凹槽的槽底，位于最上端的所述曲面板的曲面凸起部与所述上座的上凹槽的槽底相接触并支撑所述上座。0011作为本发明的进一步改进，所述上座的上凹槽的槽底与所述曲面板的曲面凸起部相接触的部位设有第一硫化橡胶

10、层。0012作为本发明的进一步改进，所述上座的上凹槽的槽内侧面与所述下座的外侧面之间设有分隔所述上座、下座的第二硫化橡胶层。0013作为本发明的进一步改进，所述下凹槽的槽底设有曲面板定位柱，所述曲面板的支撑平板部设有定位孔，每一层的所述曲面板均通过其上的定位孔串设在所述曲面板定位柱上。0014作为本发明的进一步改进，所述上凹槽的槽内侧面设有限位柱，所述下座的侧面设有限制所述上座上下移动的限位孔，所述限位柱设置在所述限位孔内。0015作为本发明的进一步改进，所述上凹槽的两侧设有对位凹槽，所述下凹槽的两侧设有与所述对位凹槽相配合的对位凸块。0016作为本发明的进一步改进，所述曲面板为曲面钢板。00

11、17本发明的有益效果是通过上述方案，通过层叠设置曲面板，使相邻的曲面板之间形成曲面摩擦副，使位于最上端的曲面板与上座形成第二摩擦副，使位于最下端的所述曲面板与下座形成第三摩擦副，通过叠层的曲面板之间的相互摩擦消耗车辆冲击、地震能量，利用曲面板的复位能力来实现自复位，结构形式简单，传力机制明确，成本低，减震效果稳定，耐久性好，尤其对受车辆冲击荷载影响大的支座，减振效果明显。附图说明0018图1是本发明一种曲面叠层钢板自复位摩擦减振支座的分解结构示意图；图2是本发明一种曲面叠层钢板自复位摩擦减振支座的剖面结构示意图。具体实施方式0019下面结合附图说明及具体实施方式对本发明进一步说明。0020图1

12、至图2中的附图标号为上座1；上凹槽11；限位柱12；对位凹槽13；第一硫化橡胶层14；曲面板2；曲面凸起部21；支撑平板部22；下座3；下凹槽31；限位孔32；对位凸块33；曲面板定位柱34。0021如图1至图2所示，一种曲面叠层钢板自复位摩擦减振支座，包括上座1、下座3和位于所述上座1、下座3之间的曲面板2，所述曲面板2至少有二个并上下层叠设置，位于最下端的所述曲面板2设置在所述下座3上，位于最上端的所述曲面板2与所述上座1相接触并支撑所述上座1，所述上座1在所述曲面板2的支撑作用下，悬于所述下座1之上。0022所述曲面板2自上而下依次叠放，相邻的所述曲面板2之间直接接触。0023如图1至图

13、2所示，所述曲面板2包括两侧的支撑平板部22和中间的曲面凸起部21。0024如图1至图2所示，相邻的所述曲面板2的支撑平板部22相接触，相邻的所述曲面板2的曲面凸起部21相接触。说明书CN104372734A3/4页50025如图1至图2所示，所述曲面板2的曲面凸起部21优选为弧形拱起，即曲面凸起部21与下座3的顶部之间具有空间，近似拱桥状或者弓形。0026如图1至图2所示，位于最下端的所述曲面板2的支撑平板部22设置在所述下座3上，位于最上端的所述曲面板2的曲面凸起部21与所述上座1相接触并支撑所述上座1。0027如图1至图2所示，所述上座1的底部设有上凹槽11，所述下座3的顶部设置在所述上

14、凹槽11内，所述下座3的顶部设有下凹槽31，位于最下端的所述曲面板2的支撑平板部22设置在所述下座3的下凹槽31的槽底，位于最上端的所述曲面板2的曲面凸起部21与所述上座1的上凹槽11的槽底相接触并支撑所述上座1。0028如图1至图2所示，所述上座1的上凹槽11的槽底与所述曲面板2的曲面凸起部相接触的部位设有第一硫化橡胶层14，所述第一硫化橡胶层14可以缓解上座1与曲面板2之间的应力集中。0029如图1至图2所示，所述上座1的上凹槽11的槽内侧面与所述下座3的外侧面之间设有分隔所述上座1、下座3的第二硫化橡胶层，所述第二硫化橡胶层可防止上座1、下座3相摩擦，其中，所述第二硫化橡胶层可以设置在所

15、述上座1的上凹槽11的槽内侧面，也可以设置在下座3的外侧面，也可以分别设置在上座1的上凹槽11的槽内侧面、下座3的外侧面。0030如图1至图2所示，所述下凹槽31的槽底设有曲面板定位柱34，所述曲面板2的支撑平板部22设有定位孔，每一层的所述曲面板2均通过其上的定位孔串设在所述曲面板定位柱34上，所述曲面板定位柱34使所述曲面板2仅发生X方向的相对滑动，所述曲面板定位柱34优选为销栓，所述曲面板定位柱34固定在下座3上，且其凸出于所述下座3的高度略小于曲面板2的支撑平板部22的层叠总厚度，即所述曲面板定位柱34不突出于位于最上端的曲面板2的支撑平板部22。0031如图1至图2所示，所述上凹槽1

16、1的槽内侧面设有限位柱12，所述下座3的侧面设有限制所述上座1上下移动的限位孔32，所述限位柱12设置在所述限位孔32内，可以抵抗有可能发生的竖向地震所引起的上座1、下座3之间的脱离。0032如图1至图2所示，所述上凹槽11的两侧设有对位凹槽13，所述下凹槽31的两侧设有与所述对位凹槽13相配合的对位凸块33。0033如图1至图2所示，所述曲面板2优选为曲面钢板。0034本发明提供的一种曲面叠层钢板自复位摩擦减振支座，通过层叠设置曲面板2，使相邻的曲面板2之间形成曲面摩擦副，使位于最上端的曲面板2与上座1形成第二摩擦副，使位于最下端的所述曲面板2与下座3形成第三摩擦副，可增强整体耗能性能，通过

17、叠层的曲面板2之间的相互摩擦消耗车辆冲击、地震能量，利用曲面板2的复位能力来实现自复位，结构形式简单，传力机制明确，成本低，减震效果稳定，耐久性好，尤其对受车辆冲击荷载影响大的支座，减振效果明显。0035在正常使用状况下，本发明提供的一种曲面叠层钢板自复位摩擦减振支座将桥梁上部荷载均匀地传递到下部结构；在车辆冲击荷载作用下，上座1受到指向斜下方的压力，该压力由上座1传到层叠的曲面板2上，层叠的曲面板2受挤压，从而产生层间位移，进行能量耗散，达到减振的目的；在受到斜下方冲击荷载的时候，层叠的曲面板2会将该荷载转换为竖向荷载，因此产生非常小的水平向偏心，可以认为偏心量为零；曲面板2定型为曲说明书C

18、N104372734A4/4页6面，因此具有一定的自复位能力，使得该曲面叠层钢板自复位摩擦减振支座可以在冲击荷载作用下反复耗能。0036本发明所提供的一种曲面叠层钢板自复位摩擦减振支座，与现有技术相比具有以下优点1上座1、下座3之间设置限位柱12，可以抵抗竖向地震引起的上座1的脱落问题；2采用曲面钢板代替常用的平面钢板，对车辆冲击荷载具有良好的减振效果；3采用曲面钢板，自身具有弹性，可以为支座提供自复位能力；4采用叠层的曲面钢板之间的相互摩擦进行耗能，相较于常用的橡胶减振支座而言，钢材性能更加稳定。因此，该支座减振效果更稳定，服役寿命更长，极大减少了更换支座以及因为更换支座所引起的交通停滞造成的经济成本；5在实际应用中，该曲面叠层钢板自复位摩擦减振支座可单独使用，亦可多个支座组成模组共同使用。0037本发明所提供的一种曲面叠层钢板自复位摩擦减振支座为桥梁支座，用于桥梁建设。0038以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。说明书CN104372734A1/1页7图1图2说明书附图CN104372734A