一种竖向隔震支座的制作方法

本发明涉及建筑结构隔震领域，具体是指一种竖向隔震支座。

背景技术：

1、竖向地震作用以及轨道交通、冲压设备、动力机械产生的低频竖向震动，会经基础或楼板传递至上部结构及精密设备。常用叠层橡胶支座具有较低的水平刚度，但为满足竖向承载稳定性，其竖向刚度通常较高，难以显著延长上部结构的竖向自振周期。因此，工程上需要能够同时提供较高静态承载能力和较低工作动刚度的竖向隔震支座。现有竖向隔震装置常采用螺旋弹簧、碟形弹簧、空气弹簧或橡胶弹性体承担竖向荷载。单纯降低弹性元件刚度会增大静载压缩量和倾覆风险；将正刚度弹簧与斜置弹簧、滚轮轨道或变斜率斜面组合，可以在平衡位置附近获得低动刚度，但各负刚度或刚度补偿单元通常相互独立。

2、建筑支座在实际安装中难以完全避免柱底不平、上部结构偏心、弹性元件制造误差和温度差。偏载会使周向某一侧的滚轮先进入目标轨道区，而另一侧仍停留在不同斜率区，导致各单元的补偿刚度不同；局部滚轮可能脱离工作面或形成接触应力集中。采用逐个调节螺母能够改善初始状态，却不能在震动过程中实时传递各单元的位移差。采用传感器、作动器或磁流变撑杆虽可主动调整，但会增加供电、控制、故障保护和维护要求。此外，低动刚度装置在地震大位移阶段必须恢复足够的正刚度，避免上、下连接件碰撞。若只增加刚性挡块，撞击发生突然且冲击力集中；若仅依赖变斜率轨道增刚，偏载状态下各滚轮又可能先后进入末端区，造成单侧限位。故需要一种能够利用同一机械传动同时完成低动刚度补偿、偏载均化和末端分级增刚的竖向隔震支座。

技术实现思路

1、根据本发明的实施例，提供了一种竖向隔震支座，用于解决上述背景技术所提出的问题。

2、在本发明的第一方面，提供了一种竖向隔震支座。

3、该竖向隔震支座包括：底座、承压板、承载弹性组件以及补偿弹性组件；

4、所述底座的上表面设置有导向柱和防护外筒，所述承载弹性组件套设于所述导向柱上；

5、所述承压板的下表面设置有活动套管和防护内筒，所述活动套管可滑动地套设于所述导向柱上；所述防护内筒的外壁设置有曲率补偿件；

6、所述补偿弹性组件包括阻尼器、补偿弹簧、导向件和接触部；所述阻尼器包括缸体和活塞杆，所述缸体穿过所述防护外筒的侧壁并与所述防护外筒固定连接，所述活塞杆自所述缸体伸出；所述补偿弹簧套设于所述活塞杆上，所述补偿弹簧一端与所述接触部抵接，另一端与所述缸体抵接；所述导向件与所述接触部连接，用于对所述接触部的运动进行导向；

7、所述曲率补偿件包括凸起部和倾斜部，所述倾斜部为两个且相对于所述凸起部对称设置；所述接触部与所述凸起部接触，且所述补偿弹簧处于压缩状态；

8、所述曲率补偿件与所述补偿弹性组件的数量匹配，且沿所述防护内筒周向布置。

9、优选地，所述承载弹性组件包括多片叠加设置的环形碟簧，所述导向柱依次穿过多片所述环形碟簧，所述导向柱的下端设置有承载座，最底部的所述环形碟簧的下表面与所述承载座抵接。

10、优选地，所述活动套管的上端连接有球面承压垫，所述球面承压垫的底面设置有加强筋；所述承压板的下表面设置有与所述球面承压垫相匹配的凹陷部，所述球面承压垫的球面至少部分伸入所述凹陷部内，以使所述承压板能够相对于所述活动套管的轴线方向发生偏转。

11、优选地，所述承压板相对于所述活动套管的轴线方向的偏转角度为1~3度。

12、优选地，所述曲率补偿件由两根支撑杆折弯构成，所述凸起部和所述倾斜部形成于所述支撑杆上；

13、所述曲率补偿件的凸起部与两个所述倾斜部连接处设置有限位凸起，两个限位凸起之间形成对接触部的限位区间。

14、优选地，两个所述限位凸起之间形成供所述接触部移动的活动空间，使接触部可在凸起部进行直线活动，且不脱离所述凸起部。

15、优选地，所述接触部包括滚轮和轮架，所述滚轮转动安装于所述轮架上，所述轮架与所述活塞杆固定连接；所述滚轮与所述曲率补偿件接触。

16、更进一步的说，所述滚轮上设置有供所述支撑杆部分伸入的凹槽，使支撑杆部分嵌入所述凹槽内，以保证滚轮在支撑杆上稳定行走。

17、优选地，所述导向件包括连接环和四个导向轴；四个所述导向轴与所述轮架固定连接，所述导向轴穿过所述防护外筒的侧壁，且与所述防护外筒的侧壁滑动连接，所述连接环与四个导向轴远离所述轮架的一端固定连接。

18、优选地，还包括同步环，所述同步环转动安装于所述防护外筒内，所述同步环上开设有导向斜槽；

19、所述补偿弹性组件还包括同步杆，所述同步杆与所述轮架固定连接，所述同步杆穿过所述导向斜槽，且与所述导向斜槽留有径向游隙地滑动配合。

20、优选地，所述防护外筒的内壁设置有承载缘，所述同步环至少部分嵌入所述承载缘内，且与所述承载缘转动连接。

21、本申请中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

22、本发明提供的一种竖向隔震支座，通过承载弹性组件独立承担主要静载，保证支座具有较高的静态承载能力与稳定性；同时利用曲率补偿件的凸起部与倾斜部配合补偿弹簧，在震动工作行程内适时输出额外下压力，有效降低净动刚度，实现静载状态下具有较高刚度、振动工作行程内具有较低等效动刚度的隔震性能。周向布置的补偿弹性组件通过同步环与同步杆实现被动联动，使各接触部的运动趋于同步，解决了偏载、安装误差及制造误差导致的工作点不一致问题，避免局部脱空或应力集中。限位凸起对接触部行程形成约束，防止大位移下脱离有效工作面，并与倾斜部过渡配合实现连续的刚度转换，避免刚性撞击。复位过程中，补偿弹性组件经倾斜部与阻尼器产生的阻尼可转换为承载弹性组件回弹时的阻尼，抑制残余震动。此外，球面承压结构允许有限偏转，周向补偿力提供居中回复力矩，实现自平衡。在承压板因受力产生下移及倾斜偏转的工况下，周向分布的接触部与曲率补偿件之间出现不均等的相对径向位移。此时，发生位移的同步杆在导向斜槽内滑动，驱动同步环沿承载缘发生周向转动。该转动过程通过各个导向斜槽的几何边界对所有的同步杆施加物理限位，迫使周向布置的全体接触部克服偏载变形，保持统一的径向进给量。在这一同步径向运动中，各接触部的滚轮统一从凸起部进入倾斜部，将补偿弹簧的水平回复力经由倾斜部的斜面转化为持续作用于防护内筒的额外竖向下压力。上述具体的机械传动布局避免了设立独立的功能模块，仅通过滚轮与倾斜部斜面的单次往复滑动，便在向承载弹性组件叠加下压力以降低系统净动刚度的同时，依靠同步环的刚性约束物理抵消了各补偿单元间的位移差，完成了支座姿态的居中纠偏。整套机构均为被动机械结构，无需传感器、作动器或外部能源，即可同时完成低动刚度补偿、偏载均化、居中复位与分级阻尼控制，有利于提高竖向隔震支座在实际工程中的适应性、可靠性与维护便利性。

23、应当理解， 技术实现要素： 部分中所描述的内容并非旨在限定本发明的实施例的关键或重要特征，亦非用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的描述变得容易理解。

1.一种竖向隔震支座，其特征在于，包括底座（100）、承压板（200）、承载弹性组件（300）以及补偿弹性组件（400）；

2.根据权利要求1所述的竖向隔震支座，其特征在于，所述承载弹性组件（300）包括多片叠加设置的环形碟簧（310），所述导向柱（110）依次穿过多片所述环形碟簧（310），所述导向柱（110）的下端设置有承载座（130），最底部的所述环形碟簧（310）的下表面与所述承载座（130）抵接。

3.根据权利要求1或2所述的竖向隔震支座，其特征在于，所述活动套管（210）的上端连接有球面承压垫（240），所述球面承压垫（240）的底面设置有加强筋（241）；所述承压板（200）的下表面设置有与所述球面承压垫（240）相匹配的凹陷部，所述球面承压垫（240）的球面至少部分伸入所述凹陷部内，以使所述承压板（200）能够相对于所述活动套管（210）的轴线方向发生偏转。

4.根据权利要求3所述的竖向隔震支座，其特征在于，所述承压板（200）相对于所述活动套管（210）的轴线方向的偏转角度为1~3度。

5.根据权利要求1所述的竖向隔震支座，其特征在于，所述曲率补偿件（230）由两根支撑杆折弯构成，所述凸起部（231）和所述倾斜部（232）形成于所述支撑杆上；

6.根据权利要求5所述的竖向隔震支座，其特征在于，两个所述限位凸起（233）之间形成供所述接触部（440）移动的活动空间，使接触部（440）可在凸起部（231）进行直线活动，且不脱离所述凸起部（231）。

7.根据权利要求1所述的竖向隔震支座，其特征在于，所述接触部（440）包括滚轮（441）和轮架（442），所述滚轮（441）转动安装于所述轮架（442）上，所述轮架（442）与所述活塞杆（412）固定连接；所述滚轮（441）与所述曲率补偿件（230）接触。

8.根据权利要求7所述的竖向隔震支座，其特征在于，所述导向件（430）包括连接环（431）和四个导向轴（432）；四个所述导向轴（432）与所述轮架（442）固定连接，所述导向轴（432）穿过所述防护外筒（120）的侧壁，且与所述防护外筒（120）的侧壁滑动连接，所述连接环（431）与四个导向轴（432）远离所述轮架（442）的一端固定连接。

9.根据权利要求8所述的竖向隔震支座，其特征在于，还包括同步环（500），所述同步环（500）转动安装于所述防护外筒（120）内，所述同步环（500）上开设有导向斜槽（510）；

10.根据权利要求9所述的竖向隔震支座，其特征在于，所述防护外筒（120）的内壁设置有承载缘（121），所述同步环（500）至少部分嵌入所述承载缘（121）内，且与所述承载缘（121）转动连接。