如图1至图11所示,针对现有缺陷,本发明的保护主体如下:
开发的是一种抗震支座,尤其是一种超薄型抗震支座,在同样的抗震性能下,该支 座在高度方向上的尺寸被压缩至少一半。
基于上述的描述,本支座的具体结构如下:
包括上、中、下三部分,上部分1用于和被支撑物连接,例如桥梁,横梁,并兼有竖直 方向上的弹性的能力。中部分2具有水平方向上消耗震动、冲击的能力。下部分3用于和支撑 梁、柱进行连接。
其中,本超薄支座A一般应用在桥梁立柱和桥梁梁底之间,一般为水平设置,所以 表面直接进行接触配合即可,不需要进行特殊连接。但是考虑到安全性,可以在上部分和下 部分上设置高强度螺栓,通过连接的方式与上述的桥梁立柱10和桥梁梁底101进行连接。
上部分1包括平板11、蝶形弹簧12,其中平板11固定在蝶形弹簧的顶端,平板11用 于和被支撑物进行接触,例如,横梁可直接压在平板上。上部分,也可采用聚四氟乙烯垫片与铜板间隔叠层设置的方式进行设置,并在上 述的垫层中镶嵌铅芯柱,其中铅芯柱设置为多个,均匀布置,该上部分的总体厚度控制在5 厘米以内。
中部分2包括第一滑动板21、第二滑动板22和固定板23,其中,第一滑动板21整体 为一个平板状,为矩形或者正方形,采用铸钢件,在第一滑动板21的四个转角处设置有四个 螺栓211,螺栓孔211处通过螺栓与上述的蝶形弹簧12进行连接,由于受力主要是压力,所以 两者之间在水平上的剪切力平常是不存在的,仅仅在地震发生时才会发生水平剪切作用。 在第一滑动板21下表面的中央位置设置有梯形结构的第一导向部212和第一摩擦部213,其 中第一导向部212为与第一滑动板一体成型的梯形凸起,梯形角度控制在60度左右,第一摩 擦部213包括金属部2131和刹车材料块2132,其中金属部2131是与第一滑动板一体成型的, 刹车材料块是通过二次压力加工的方式嵌入在两个相邻的金属部之间的,为增加刹车材料 块2132与第一滑动板的结合力,在两者之间设有圆销215,在刹车材料块和第一滑动板之间 形成防脱落的结构。
下面通过对第一滑动板的机加工过程进行详细的描述,来加深对第一滑动板的理 解:
首先制作铸钢毛坯件,然后在毛坯件的两个表面进行铣削,通过铣削的机加工方 式形成若干彼此等间距且平行设置的梯形凸起,在两两梯形凸起之间为梯形凹槽,梯形凸 起与梯形凹槽彼此间隔布置,形成交错样式,其中相邻的两个梯形凸起分别为第一导向部 212和第一摩擦部213,上述的第一导向部和第一摩擦部是按功能进行划分的,然后,将第一 摩擦部213中的梯形凸起进行间隔性的横向铣削,形成若干缺口214,并在每一个缺口中钻 盲孔,盲孔用于安装圆销215,圆销与盲孔之间是过紧配合,通过敲打的方式进行固定。完成 后再四个转角处分别钻圆孔,形成螺栓孔211,用于和上述的上部分中的蝶形弹簧进行连 接,进一步地,可以在靠近梯形凸起区域的第一滑动板上钻圆孔216,用于安装安全销,其 中,安全销的作用在于连接第一滑动板和第二滑动板,在初期起到平衡两个滑动板的作用。
上述工作完成后,对毛坯件进行整体的精加工,然后进行热处理,处理后的钢板具 备刚好的耐磨性能,然后对第一导向部212和第一摩擦部213两侧的斜面和顶部的面进行精 磨,最后,放在专用磨具中对第一摩擦部中的缺口使用刹车片材料进行填充,并使用压力机 进行热压成型,形成一个刹车材料块2132。
第二滑动板22整体为一个平板状,为矩形或者正方形铸钢件,在第二滑动板的四 个转角处设置有四个销钉孔,用于安装安全销4。四个销钉孔,其中两个销钉孔用于限制第 一滑动板和第二滑动板在预定力度以内的相对静止,另外两个销钉孔用于安装限制第二滑 动板和固定板之间的相对滑动。
在第二滑动板22上表面的中央位置设置有梯形结构的第二导向部221和第二摩擦 部222,其中第二导向部221为与第二滑动板一体成型的梯形凸起,第二摩擦部222包括金属 部和刹车材料块,其中金属部是与第二滑动板一体成型的,刹车材料块是通过二次压力加 工的方式嵌入在两个相邻的金属部之间的。并在刹车材料块和第二滑动板之间设置有防脱 落的结构。也就是说,第二导向部和第二摩擦部在结构和尺寸上与上述的第一导向部和第 一摩擦部是相同的。同时在第二滑动板22的下表面设置有第三导向部223和第三摩擦部224,其中第三 导向部和第三摩擦部与第二导向部和第二摩擦部彼此垂直设置,且结构和尺寸也相同。
第二滑动板22上的制作过程类似于第一滑动板。
固定板23与第一滑动板结构相同,区别在于固定板上的第四导向部231与第四摩 擦部232的走向与第三导向部和第三摩擦部相同且彼此配合。
在第一滑动板21上沿着第一导向部的方向的两端设置有挡块217,挡块通过螺钉 紧固的方式固定在第一滑动板21上,在挡块217靠近第一导向部的内侧设置有一个第一弧 形板,第一弧形板通过焊接的形式固定在第一挡块上,并在第一弧形板的外侧固定一个第 二弧形板,第二弧形板的外侧固定一个直板,直板和两个弧形板共同组成一个弹性体结构 218,用于限制第一滑板的滑动范围,其中上述的滑动范围β一般控制在20毫米之内。同理, 在固定板23上沿着第四导向部的方向的两端设置有弹性体结构218’,用于限制第二滑动板 的活动范围。
上述的固定板下端面为平面,并在下表面固定铅芯橡胶垫层,用于竖直方向的隔 震,形成下部分3。
上述的第一滑板、第二滑板和固定板之间的结构,采用交错的梯形结构,可以形成 比较好的啮合与咬合,使得板与板之间的咬合和承载力度明显增加,同时,增加了两者之间 的结合面积,在同等投影面积下,板与板之间的结合面积至少增加一倍,配合刹车片进行摩 擦,可以进一步的提高摩擦耗能,所以有利于缩小整体的高度,有利于产品的扁平化。同时, 抗震性能得到有效的提高。
在地震发生时,安全销4会在水平剪切力的作用下被剪断,第一滑动板和第二滑动 板,以及第二滑动板和固定板之间会形成一种相对滑动,在滑动初期,滑动的过程中,刹车 摩擦材料与固定部或者导向部是接触的,启动时的摩擦力较小,可以实现快速启动,避免卡 死,同时,由于上述的刹车摩擦材料是多组交叉设置的,当两个相对的刹车摩擦材料彼此接 触时,会造成摩擦力突然增加,形成减速,同时由于是咬合结构,刚性、稳定性和倾覆力矩都 很好,可以实现稳定减速,在加速和减速的过程中,由摩擦力公式可知,此时加速较大,相对 滑动仍然处于加速阶段,当刹车材料块重叠过半之后,由于刹车材料块之间的摩擦力增大, 会有一个减速动作,并大量的消耗地震能量。由于地震时,水平方向的振幅一般较大,进入 下一个周期,在此过程中,保证滑动板之间使用处于反复的加速和减速过程,其中加速度a 形成脉冲样式,正负往复切换,可以将一个大的地震振幅分割为多个小的抗震支座自振振 幅,并且刹车材料块与刹车材料块、刹车材料块与导向部在摩擦过程中会产生大量的热,对 振动能量进行消耗,消耗地震带来的能量,效果远远高于通常使用的弹簧、蝶形弹簧等。同 时将地震的低幅高振幅动作,切换为建筑物的高频低幅动作,有利于建筑物、桥梁的自我保 护。
在上述的过程中,上部分和下部分之间在竖直方向上有一个缓冲过程,用来抵消 重力势能,其原理是,上部分和下部分会发生弹性形变,会造成被支撑物(桥梁或者房屋)的 被抬升,进而依靠自身的重力势能消耗掉竖直方向上的冲击力度,上述的水平方向的冲击 力和竖直方向上的冲击力都得到了很好的减缓和消除,抗震效果明显。
参考图12,上述的超薄支座可以被广泛的应用于建筑、桥梁的环境中。
上面所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述,并非对本发明的范 围进行限定,在不脱离本发明设计精神的前提下,本领域相关技术人员对本发明的各种变 形和改进,均应扩如本发明权利要求书所确定的保护范围内。联系人:时经理 联系电话:18875704949