一种抗震的桥梁板式橡胶支座的制作方法

1.本发明涉及桥梁支座领域，具体为一种抗震的桥梁板式橡胶支座。


背景技术：

2.桥梁支座是连接桥梁上部结构和下部结构的重要结构部件，位于桥梁和垫石之间，它能对桥梁上部结构承受荷载和变形导致的位移和转角进行可靠地缓冲，并在缓冲后将其传递给桥梁下部结构，是桥梁的重要传力装置，常见的有固定支座和活动支座两种。
3.在固定支座中，板式橡胶支座运用极为广泛，板式橡胶支座由多层天然橡胶与至少两层以上相同厚度的薄钢板镶嵌、粘合、硫化而成一种桥梁支座产品，其通过内部镶嵌的多层薄钢板提高其承载能力，并利用橡胶的变形能力对转角和位移进行缓冲，在安装时先通过可调节的安装盘将支座与桥跨底部搭接处进行固定，在固定后将桥跨吊装至安装处，并将板式橡胶支座底部的固定钢筋插入桥墩预留孔中，通过硫磺水泥等材料对桥墩与桥跨进行临时固结，再通过注浆的方式将板式橡胶支座底部的固定钢筋于桥墩连接，等连注浆终凝，强度达标并验收后，切掉临时固结材料，即可完成桥跨安装。
4.纵观往年的多起地震导致桥梁局部垮塌的破坏点和破坏情况，不难发现，现有板式橡胶支座的承压部分遇到地震横波时会集中承受极大的剪力，导致橡胶板瞬间发生剪切破损，进而出现桥跨偏斜脱落的情况，且垮塌时往往桥跨及桥墩整体结构都较为完好，仅有支座被破坏，另现有板式橡胶支座顶部固定后，需要先对桥跨及桥墩施以临时固结，再通过注浆固定板式橡胶支座，待强度达标后还需再切除临时固结，底部安装极为复杂，费时费力。


技术实现要素：

5.基于此，本发明的目的是提供一种抗震的桥梁板式橡胶支座，以解决现有板式橡胶支座无法应对地震、底部安装费时费力的技术问题。
6.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种抗震的桥梁板式橡胶支座，包括底部预埋件，所述底部预埋件内部上端设置有多组固定筒，所述底部预埋件顶部设置有橡胶支座底板，所述橡胶支座底板顶部设置有限位主轴，所述限位主轴外侧活动套接有限位轴套，所述限位轴套顶部设置有橡胶支座顶板，所述橡胶支座底板底部设置有多组与所述固定筒活动连接的连接瓣，每组所述连接瓣内壁活动连接有自锁柱。
7.通过采用上述技术方案，设置的底部预埋件作为底部固定的基座，通过固定筒进行固定，通过限位主轴与限位轴套进行最大形变限位，通过橡胶支座顶板与外部的顶部固定盘进行连接安装，通过连接瓣与自锁柱配合，从而完成底部固定。
8.本发明进一步设置为，所述固定筒内部设置有圆台形槽，圆台形槽底部直径大于开口直径，所述圆台形槽内壁设置有多组与所述连接瓣配合的内壁引导棱，所述固定筒内部底端设置有引导锥。
9.通过采用上述技术方案，圆台形槽底部直径大于开口直径的特点，使连接瓣插入
固定筒后无法拔出，通过内壁引导棱对连接瓣的形变进行引导，通过引导锥对自锁柱的放置位置进行引导。
10.本发明进一步设置为，所述固定筒内转动连接有多组转动桥，所述转动桥内壁上端设置有自锁齿，所述转动桥内壁下端设置有推动面。
11.通过采用上述技术方案，设置的转动桥使推动面与自锁齿联动，通过自锁齿与锁定槽契合，从而固定连接瓣。
12.本发明进一步设置为，所述自锁柱外侧设置有多组与所述连接瓣及所述内壁引导棱配合的自锁柱引导棱，所述自锁柱底部设置有与所述引导锥配合的定位槽。
13.通过采用上述技术方案，设置的自锁柱引导棱与内壁引导棱配合，完全的限定连接瓣变形方向，通过定位槽限定自锁柱的放置位置。
14.本发明进一步设置为，每组所述连接瓣设置有多个，每组内的多个所述连接瓣之间设置有引导槽，所述连接瓣外侧设置有锁定槽。
15.通过采用上述技术方案，设置的引导槽使连接瓣方便快捷的与内壁引导棱及自锁柱引导棱进行契合。
16.本发明进一步设置为，所述橡胶支座底板顶部设置有底部橡胶圈，所述底部橡胶圈内部设置有多组底部加强钢板圈，最下方的所述底部加强钢板圈与所述橡胶支座底板之间连接有底部连接带。
17.通过采用上述技术方案，设置的底部橡胶圈进行日常使用中转角与位移的缓冲，通过底部加强钢板圈对日常使用中的荷载进行承载。
18.本发明进一步设置为，所述橡胶支座顶板底部设置有上部橡胶圈，所述上部橡胶圈内部设置有多组上部加强钢板圈，最上方的所述上部加强钢板圈与所述橡胶支座顶板之间连接有顶部连接条。
19.通过采用上述技术方案，设置的上部橡胶圈进行日常使用中转角与位移的缓冲，通过上部加强钢板圈对日常使用中的荷载进行承载。
20.本发明进一步设置为，所述底部预埋件横截面呈工字型，所述底部预埋件外侧上端及下端皆设置有突出的翼板结构。
21.通过采用上述技术方案，设置的翼板结构提高底部预埋件与桥墩之间的连接强度。
22.本发明进一步设置为，所述固定筒所采用的钢材强度大于所述底部预埋件，所述转动桥采用韧性较好的钢材。
23.通过采用上述技术方案，利用固定筒高强度的特点，确保其能约束连接瓣的变形，通过转动桥采用韧性较好的钢材使自锁齿未扣入时可以进行弹性变形。
24.本发明进一步设置为，所述连接瓣采用冷弯性能较好的钢材制作，所述自锁柱采用刚度大于连接瓣的钢材进行制造。
25.通过采用上述技术方案，采用冷弯性能较好的钢材制作连接瓣可以确保其在冷弯变形后仍具有极高的强度，利用自锁柱刚度较大的优点引导连接瓣的形变。
26.综上所述，本发明主要具有以下有益效果：1、本发明通过底部橡胶圈进行日常使用中转角与位移的缓冲，通过底部加强钢板圈对日常使用中的荷载进行承载，当遇到地震情况出现时，纵波先抵达，此时通过限位轴套
与限位主轴进行配合，结合自重对纵波进行抵抗，随后破坏性较大的持续性横波抵达，上部橡胶圈与底部橡胶圈利用自重带来的摩擦力对横波进行抵抗，当达到抵抗极限时，通过分成两部分的上部橡胶圈与底部橡胶圈使其可以发生滑移，从而瞬间施放内部应力，避免其快速破碎，并通过限位轴套与限位主轴进行最大位移的限制，避免桥跨在受到地震后快速翻塌，延长抵抗地震的时间，从而为地震撤离争取更多的时间，或能完全抵抗住地震；2、本发明通过预埋底部预埋件进行底部安装准备工作，向固定筒内放置自锁柱，利用桥跨的自重及增加荷载的方法，使连接瓣压入固定筒与自锁柱之间，通过自锁柱与固定筒共同对连接瓣的变形进行限定，使得连接瓣呈喇叭状张开，并随着连接瓣的下压推动推动面，进一步通过转动桥推动自锁齿嵌入锁定槽中，从而完成固定，整体固定一次下压即可完成，避免了传统板式橡胶支座底部连接需要先对桥跨及桥墩施以临时固结，再通过注浆固定板式橡胶支座，待强度达标后还需再切除临时固结的复杂操作，极大地缩短了工期。
附图说明
27.图1为本发明的结构爆炸图；图2为本发明的结构剖视图；图3为本发明的固定筒内部结构图；图4为本发明的连接瓣撑开示意图；图5为本发明的主体示意图；图6为本发明倒视的结构爆炸图；图7为本发明的自锁柱示意图。
28.图中：1、底部预埋件；2、固定筒；3、自锁柱；4、连接瓣；5、橡胶支座底板；6、限位主轴；7、顶部连接条；8、限位轴套；9、橡胶支座顶板；10、上部加强钢板圈；11、上部橡胶圈；12、底部橡胶圈；13、底部加强钢板圈；14、底部连接带；15、引导锥；16、转动桥；17、自锁齿；18、推动面；19、内壁引导棱；20、锁定槽；21、自锁柱引导棱；22、定位槽；23、引导槽。
具体实施方式
29.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
30.下面根据本发明的整体结构，对其实施例进行说明。
31.一种抗震的桥梁板式橡胶支座，如图1所示，包括底部预埋件1，通过设置的底部预埋件1作为底部固定的基座，底部预埋件1内部上端设置有多组固定筒2，通过固定筒2固定连接瓣4，当连接瓣4在固定筒2内被自锁柱3的撑开后，形成自锁结构，从而完成锁定，底部预埋件1顶部设置有橡胶支座底板5，橡胶支座底板5顶部设置有限位主轴6，限位主轴6外侧活动套接有限位轴套8，当上部橡胶圈11与底部橡胶圈12的接触面多次进行滑移复位时，通过限位主轴6与限位轴套8进行最大形变限位，避免位移过多导致桥跨脱离，限位轴套8顶部设置有橡胶支座顶板9，通过橡胶支座顶板9与外部的顶部固定盘进行连接安装，安装时通过调节顶部固定盘的位置和角度即可带动橡胶支座顶板9移动，进一步调整连接瓣4的位置，使其与固定筒2对准，橡胶支座底板5底部设置有多组与固定筒2活动连接的连接瓣4，每
组连接瓣4内壁活动连接有自锁柱3，通过连接瓣4与自锁柱3配合，形成喇叭形形变，从而完成底部固定。
32.请参阅图2和图3，固定筒2内部设置有圆台形槽，圆台形槽底部直径大于开口直径，通过圆台形槽底部直径大于开口直径的特点，使连接瓣4插入固定筒2并呈喇叭形变形后无法拔出，圆台形槽内壁设置有多组与连接瓣4配合的内壁引导棱19，通过内壁引导棱19对连接瓣4的形变进行引导，确保连接瓣4按预定的方向进行延展，从而完全变形后可以紧密契合，固定筒2内部底端设置有引导锥15，通过引导锥15对自锁柱3的放置位置进行引导，确保引导锥15放置于固定筒2内部后位于中心位置。
33.请参阅图2和图3，固定筒2内转动连接有多组转动桥16，通过设置的转动桥16使推动面18与自锁齿17联动，使自锁齿17在推动面18受压时压向锁定槽20，形成自锁结构，转动桥16内壁上端设置有自锁齿17，通过自锁齿17与锁定槽20契合，从而固定连接瓣4，转动桥16内壁下端设置有推动面18，通过推动面18与连接瓣4接触，进一步将力传递至转动桥16上，从而迫使自锁齿17压向锁定槽20。
34.请参阅图6和图7，自锁柱3外侧设置有多组与连接瓣4及内壁引导棱19配合的自锁柱引导棱21，通过设置的自锁柱引导棱21与内壁引导棱19配合，完全的限定连接瓣4变形方向，使连接瓣4完全展开后可以与自锁柱3及固定筒2紧密契合，自锁柱3底部设置有与引导锥15配合的定位槽22，通过定位槽22使自锁柱3放置时可以被引导锥15引导，确保引导锥15放置于固定筒2内部后位于中心位置。
35.请参阅图1和图4，每组连接瓣4设置有多个，每组内的多个连接瓣4之间设置有引导槽23，通过设置的引导槽23使连接瓣4与内壁引导棱19及自锁柱引导棱21进行契合时，可以顺畅的被引导撑开，连接瓣4外侧设置有锁定槽20，当连接瓣4插入至固定筒2底部时，自锁齿17压入锁定槽20内部，从而完成自锁。
36.请参阅图1和图6，橡胶支座底板5顶部设置有底部橡胶圈12，通过设置的底部橡胶圈12进行日常使用中转角与位移的缓冲，底部橡胶圈12内部设置有多组底部加强钢板圈13，通过底部加强钢板圈13对日常使用中的荷载进行承载，最下方的底部加强钢板圈13与橡胶支座底板5之间连接有底部连接带14，通过底部连接带14使橡胶支座底板5与底部橡胶圈12更好的连接。
37.请参阅图1和图6，橡胶支座顶板9底部设置有上部橡胶圈11，通过设置的上部橡胶圈11进行日常使用中转角与位移的缓冲，上部橡胶圈11内部设置有多组上部加强钢板圈10，通过上部加强钢板圈10对日常使用中的荷载进行承载，最上方的上部加强钢板圈10与橡胶支座顶板9之间连接有顶部连接条7，通过顶部连接条7使橡胶支座顶板9与上部橡胶圈11更好的连接。
38.请参阅图2和图5，底部预埋件1横截面呈工字型，底部预埋件1外侧上端及下端皆设置有突出的翼板结构，通过设置的翼板结构提高底部预埋件1与桥墩之间的连接强度。
39.请参阅图2和图3，固定筒2所采用的钢材强度大于底部预埋件1，通过利用固定筒2高强度的特点，确保其能约束连接瓣4的变形，转动桥16采用韧性较好的钢材，通过转动桥16采用韧性较好的钢材使自锁齿17未扣入时可以进行弹性变形，并在连接瓣4插入固定筒2底部后，通过弹力将自锁齿17压入锁定槽20中。
40.请参阅图3和图4，连接瓣4采用冷弯性能较好的钢材制作，通过采用冷弯性能较好
的钢材制作连接瓣4可以确保其在冷弯变形后仍具有极高的强度，自锁柱3采用刚度大于连接瓣4的钢材进行制造，利用自锁柱3刚度较大的优点引导连接瓣4的形变。
41.本发明的工作原理为：在桥墩中预埋底部预埋件1进行底部安装准备工作，通过螺栓将橡胶支座顶板9与桥跨底部的可调节固定盘进行连接固定，通过起吊设备将预制桥跨吊装至工位，向固定筒2内放置自锁柱3，通过引导锥15与定位槽22的引导辅助，将自锁柱3放置于固定筒2内部中间，并旋转自锁柱3，使自锁柱3外侧的自锁柱引导棱21与固定筒2内的内壁引导棱19对齐，利用起吊设备将桥跨底部安装的支座吊装至底部预埋件1上方，通过桥跨底部的可调节固定盘调整橡胶支座顶板9，使连接瓣4与自锁柱3及固定筒2对齐，此时缓缓下放桥跨，利用桥跨的自重或增加负载的方法，使连接瓣4压入固定筒2与自锁柱3之间，利用自锁柱3的锥形及外侧自锁柱引导棱21与引导槽23的配合，使得连接瓣4呈喇叭状张开，同时利用固定筒2对连接瓣4的变形进行限定，并随着连接瓣4的下压推动推动面18，进一步通过转动桥16推动自锁齿17压向连接瓣4，直至连接瓣4插入至固定筒2底部，此时自锁齿17嵌入锁定槽20中，从而完成固定，整体固定一次下压即可完成，避免了传统板式橡胶支座底部连接需要先对桥跨及桥墩施以临时固结，再通过注浆固定板式橡胶支座，待强度达标后还需再切除临时固结的复杂操作，极大地缩短了工期；安装完成后通过底部橡胶圈12进行日常使用中转角与位移的缓冲，通过底部加强钢板圈13对日常使用中的荷载进行承载，当遇到地震情况出现时，纵波先与横波抵达，此时通过限位轴套8与限位主轴6进行配合，结合自重对纵波进行抵抗，通过自重压制纵波带来的上下波动，当波动较大时，由于上部橡胶圈11与底部橡胶圈12采用两段式结构，其中部可以发生分离，不会由于波动过大而导致其拉裂，使其能够保持结构完整性，从而应对随后的横波，当破坏性较大的持续性横波抵达时，上部橡胶圈11与底部橡胶圈12利用桥跨自重带来的摩擦力对横波进行抵抗，当达到抵抗极限时，通过分成两部分的上部橡胶圈11与底部橡胶圈12使其可以发生滑移，此时上部橡胶圈11与底部橡胶圈12的接触面滑移复位，从而瞬间施放内部应力，避免其快速破碎，并在复位后迅速重新通过摩擦力抵抗横波，其原理近似于汽车领域的abs，区别在于其临界施放并非由设备控制，而是由于其摩擦力及上部橡胶圈11与底部橡胶圈12的形变达到极限后产生滑移复位而导致，其摩擦力恢复是由于滑移复位后上部橡胶圈11与底部橡胶圈12重新获得了形变的能力，故又能贴合进行剪力的承载，同时通过限位轴套8与限位主轴6进行最大位移的限制，避免桥跨在受到地震后快速翻塌，延长抵抗地震的时间，从而为地震撤离争取更多的时间，或完全抵抗住地震。
42.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，但本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对发明的限制，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合，本领域技术人员在阅读完本说明书后可在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下，可以根据需要对实施例做出没有创造性贡献的修改、替换和变型等，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。