一種聚氨酯橋梁減震支座及其減震方法技術

一種聚氨酯橋梁減震支座及其減震方法，其中支座包括上座板組件和下座板組件，而下座板組件有滑移部件和支撐部件組成，上座板組件設置于下座板組件的正上方，滑移部件通過水平壓縮實現阻尼耗能，起到水平減震的作用；而支撐部件通過承壓板豎向變形與鋼盆緊密貼合，從而起到豎向減震作用，且其變形由于鋼盆外約束而受到鋼盆極限強度的限制；同時支撐部件作為支座水平滑移和轉動的支點，與滑移部件一起實現水平減震。

Polyurethane bridge shock-absorbing bearing and shock-absorbing method thereof

A polyurethane damping bearing and Bridge damping method, which comprises an upper seat bearing plate assembly and a lower seat plate assembly and a lower seat plate assembly has a sliding part and supporting part, just above the upper plate assembly is arranged on the lower seat plate assembly, sliding parts through the level of compression damping energy, to the level of damping effect; the support member through the bearing plate of vertical deformation and tightly attached to the vertical steel basin, damping effect, and the deformation due to steel basin outside the constraints by steel basin ultimate strength limit; while supporting parts as support horizontal sliding and rotating fulcrum, together with sliding parts to achieve the level of absorption.

【技術實現步驟摘要】
一種聚氨酯橋梁減震支座及其減震方法
本專利技術涉及一種橋梁支座及其減震方法，尤其是一種聚氨酯高速鐵路橋梁減震支座及其減震方法，屬于橋梁減隔震

技術介紹
橋梁支座是橋梁的重要傳力裝置，其架設于墩臺上，頂面支持橋梁上部的結構，承受上部結構的各種力并將力傳遞給墩臺，且要求在各種力的作用下，支座能適應上部結構的轉角和位移，使上部結構可自由變形而不產生額外的附加內力，因此支座的構造非常重要。而高速鐵路橋梁由于在使用中具有以下特點：列車行車速度高，可達350km/h，且列車行車密度大，可達3~5分鐘一列客車，而高速行車的舒適性和安全性要求較高，因此對高速鐵路橋梁支座提出更高的要求。目前，歐洲各國高速鐵路橋梁支座主要為盆式支座和球型鋼支座，日本新干線鐵路橋梁上大量采用板式橡膠支座、盆式支座、黃銅支承板支座，韓國高速鐵路橋梁大都采用板式橡膠支座和盆式支座，中國臺灣高速鐵路橋梁支座主要為盆式支座，中國大陸高速鐵路橋梁支座主要采用盆式支座和球型鋼支座。盆式支座轉動靈活、構造簡單、性能可靠、造價低廉，在國內已有近三十年的使用經驗，因此在國內高速鐵路橋梁上大量使用。但是在高寒地帶，當冬季溫度低于-40℃，橡膠在低溫下硬化，容易喪失彈性性能，因此現有橡膠盆式支座不宜在低溫環境采用。球型鋼支座不存在橡膠老化問題，大大提高了支座的使用壽命，更適用于低溫地區，但單純鋼的球型鋼支座存在減震效果不理想的問題；近來出現采用改性超高分子量聚乙烯滑板，球型鋼支座結構尺寸進一步減少，使工程造價有所降低。因此，球型鋼支座在高速鐵路橋梁上廣泛采用，尤其球型鋼支座轉動靈活、構造簡單、承載能力大，適用于大噸位支座，經常用于大跨度連續梁橋，但是球型鋼支座對橋梁下部結構的尺寸空間要求較大，造成橋墩的工程造價較高。因此開發一種轉動靈活、構造簡單、性能可靠、造價更低且適用于低溫地區的高速鐵路橋梁支座顯得十分重要。另一方面，聚氨酯彈性部件是介于塑料和橡膠之間的一種高分子復合材料，具有優良的耐磨性、回彈性能好、良好的力學性能及耐油、耐低溫、耐臭氧老化等性能，廣泛應用于膠輥、油封、汽車輪胎等領域，已深入到國民經濟和人民生活中，成為一種發展迅速的復合材料。橋梁支座的發展與工程材料的發展緊密相連，將聚氨酯彈性部件應用到橋梁減隔震支座中，可以充分發揮聚氨酯彈性部件良好的力學性能和回彈性能等特性，有利于提高橋梁支座的減隔震效果，同時降低橋梁建設的工程造價。聚氨酯彈性部件的出現，并在橋梁支座領域得到應用，對橋梁支座的發展將帶來新的革命。通過對國內專利進行檢索，發現有相關專利，舉例如下：1.專利申請號CN201510606156.9，名稱為“可更換模塊化梳齒型減隔震支座及其制備方法”的專利技術專利公開了一種可更換模塊化梳齒型減隔震支座及其制備方法。其主要技術特征為：包括設有上支座板和下支座板的支座主體，所述上支座板的四周設置有減震耗能底座和減震耗能板構成的減震耗能模塊，減震耗能底座通過第一螺栓與上支座板相連接，下支座板四周設置有與減震耗能模塊相匹配的減震耗能模塊擋板，減震耗能模塊擋板通過第二螺栓與下支座板相連接，減震耗能模塊擋板上設置有齒形與減震耗能板相匹配的梯形梳齒。該可更換模塊化梳齒型減隔震支座，將地震發生時易損壞的和用于耗能的零部件模塊化，實現更換方便快捷，降低修復支座所需造價，與整體更換支座相比節省了人力，物力，財力。2.專利申請號CN201310111776.6，名稱為“一種新型減隔震支座及其更換方法”的專利技術專利公開了一種新型減隔震支座，包括支座本體以及位于支座本體上/下部的上連接鋼板和下連接鋼板，所述支座本體或通過滑動機構或通過滾動機構與上/下連接鋼板滑動連接，所述上/下連接鋼板的上/下側面設有套筒及錨固螺栓，上/下連接鋼板的下/上側面設有用于限制支座本體水平滑移的限位擋塊；所述支座本體的上鋼板和下鋼板的周邊設有用于安裝拉桿的連接機構。該減隔震支座的支座本體與上/下連接鋼板之間的摩擦系數小，容易脫離更換，由于限位擋塊的限制，正常使用時支座本體不會產生水平滑移，也不會干涉到支座的中橡膠的剪切變形；該支座的更換方法操作簡便、安全，不受場地條件限制，不必動用大型的頂起設備，更換周期短，效率高、成本低。上述專利雖然都涉及到橋梁支座，也能達到減隔震的效果，但都沒有解決對橋梁下部結構的尺寸空間要求較大，造成橋墩的工程造價較高的問題，因此需要改進。
技術實現思路
本專利技術克服現有盆式支座和球型鋼支座的不足，提供了一種轉動靈活、構造簡單、性能可靠、造價低廉且耐老化，適用于高速鐵路橋梁減震的聚氨酯支座及其減震方法。本專利技術為解決上述問題所采用的技術手段為：一種聚氨酯橋梁減震支座，包括上座板組件和下座板組件，上座板組件設置于下座板組件的正上方，下座板組件包括支撐部件和滑移部件，支撐部件位于整個下座板組件的中間位置，主要用于承受豎向載荷，與上座板組件一起構成豎向減震部分，同時也作為支座水平滑移和轉動的支點；滑移部件設于支撐部件上端的四周，用于緩解水平滑移或轉動時產生的震動，與上座板組件一起構成水平減震部分。進一步地，滑移部件包括橫向滑移體和縱向滑移體，為水平載荷提供水平反力，通過橫向滑移體和縱向滑移體的自動復位和限位功能起到減震作用。進一步地，滑移部件為多個彈性部件，通過彈性部件的水平壓縮實現阻尼耗能，起到減震作用；組成橫向滑移體的多個彈性部件對稱均勻設置于支撐部件上端的橫向兩側，組成縱向滑移體的多個彈性部件對稱均勻設置于支撐部件上端的縱向兩側，橫向滑移體的多個彈性部件與縱向滑移體的多個彈性部件相互垂直。進一步地，每個彈性部件包括鋼板、彈性體和球面耐磨板，鋼板有兩塊，彈性體固定于兩塊鋼板的中間，彈性部件的一端通過一塊鋼板的外側固定在支撐部件，彈性部件另一端的鋼板的外側固定有球面耐磨板。進一步地，彈性體為聚氨酯彈性體，通過聚氨酯彈性體制成的滑移部件自動復位和限位。進一步地，支撐部件包括下座板、承壓板和中座板，下座板位于最下端，承壓板設于下座板上面，中座板設于承壓板上面，滑移部件固定在中座板的四周。進一步地，下座板下面部分為平板，上面部分有圓形鋼盆，承壓板設置在下座板的鋼盆內，中座板下端的四周外圍空缺形成臺階，支座承壓后臺階的凸起部分也位于下座板的鋼盆內，保證支撐部件的穩固。由于承壓板主要起豎向承壓作用且抗壓強度較高，因此承壓板的結構尺寸要求較小，使橋梁下部結構的尺寸空間要求較小，節省了橋墩的工程造價；此外，下座板鋼盆內的承壓板處于三向應力狀態，具有類似液體的功能，轉動靈活，能滿足橋梁梁部結構轉動的需要。進一步地，承壓板為橫向截面為圓形的厚板，側面呈內凹狀，其最大處外徑與下座板鋼盆的內徑一致。承壓板的變形受到鋼盆的外約束，其破壞應力受下座板鋼盆的極限強度的限制，因此更適用于大噸位的高速鐵路橋梁。進一步地，中座板的上面還固定有平面耐磨板，平面耐磨板為上座板組件和下座板組件的接觸面，當上座板組件與下座板組件間發生滑移時，平面耐磨板對中座板起保護作用，延長了下座板組件的使用壽命。進一步地，上座板組件包括上座板、平面不銹鋼板、側面不銹鋼板，上座板上面部分為平板，下面部分有擋板，下座板組件的上端位于上座板擋板形成的空缺內，防止支座滑移時上座板組件和下座板組件分離；平面不銹鋼板設置在上座板內部的本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種聚氨酯橋梁減震支座，包括上座板組件（1）和下座板組件（3），其特征在于：上座板組件（1）設置于下座板組件（3）的正上方，下座板組件（3）包括支撐部件（31）和滑移部件（32），支撐部件（31）位于整個下座板組件（3）的中間位置，主要用于承受豎向載荷，與上座板組件（1）一起構成豎向減震部分，同時也作為支座水平滑移和轉動時的支點；滑移部件（32）設于支撐部件（31）上端的四周，用于緩解水平滑移或轉動時產生的震動，與上座板組件（1）一起構成水平減震部分。

【技術特征摘要】
1.一種聚氨酯橋梁減震支座，包括上座板組件（1）和下座板組件（3），其特征在于：上座板組件（1）設置于下座板組件（3）的正上方，下座板組件（3）包括支撐部件（31）和滑移部件（32），支撐部件（31）位于整個下座板組件（3）的中間位置，主要用于承受豎向載荷，與上座板組件（1）一起構成豎向減震部分，同時也作為支座水平滑移和轉動時的支點；滑移部件（32）設于支撐部件（31）上端的四周，用于緩解水平滑移或轉動時產生的震動，與上座板組件（1）一起構成水平減震部分。2.如權利要求1所述的聚氨酯橋梁減震支座，其特征在于：所述滑移部件（32）包括橫向滑移體（321）和縱向滑移體（322），為水平載荷提供水平反力，通過橫向滑移體（321）和縱向滑移體（322）的自動復位和限位功能起到減震作用。3.如權利要求2所述的聚氨酯橋梁減震支座，其特征在于：所述滑移部件（32）為多個彈性部件（33），通過彈性部件（33）的水平壓縮實現阻尼耗能，起到減震作用；組成橫向滑移體（321）的多個彈性部件（33）對稱均勻設置于支撐部件（31）上端的橫向兩側，組成縱向滑移體（322）的多個彈性部件（33）對稱均勻設置于支撐部件（31）上端的縱向兩側，橫向滑移體（321）的多個彈性部件（33）與縱向滑移體（322）的多個彈性部件（33）相互垂直。4.如權利要求3所述的聚氨酯橋梁減震支座，其特征在于：所述彈性部件（33）包括鋼板（332）、彈性體（331）和球面耐磨板（333），鋼板（332）有兩塊，彈性體（331）固定于兩塊鋼板（332）的中間，彈性部件（33）的一端通過一塊鋼板（332）的外側固定在支撐部件（31），彈性部件（33）另一端的鋼板（332）的外側固定有球面耐磨板（333）。5.如權利要求4所述的聚氨酯橋梁減震支座，其特征在于：所述彈性體（331）為聚氨酯彈性體，通過聚氨酯彈性體制成的滑移部件自動復位和限位。6.如權利要求1所述的聚氨酯橋梁減震支座，其特征在于：所述支撐部件（31）包括下座板（311）、承壓板（312）和中座板（313），下座板（311）位于最下端，承壓板（312）設于下座板（311）上面，中座板（313）設于承壓板（312）上面，滑移部件（32）固定在中座板（313）的四周；下座板（311）下面部分為平板，上面部分有圓形鋼盆，承壓板（312）設置在下座板（311）的鋼盆內，中座板（313）下端的四周外...

【專利技術屬性】
技術研發人員：王偉強，寧響亮，陳忠海，馮興卓，許雙喜，
申請(專利權)人：株洲時代新材料科技股份有限公司，
類型：發明
國別省市：湖南,43