一种可应用于寒冷地区的三维隔震支座

1.本发明涉及隔震技术领域，特别涉及一种可应用于寒冷地区的三维隔震支座。


背景技术：

2.从2016年广州大学等单位将多种竖向隔震机制如碟簧、橡胶空气弹簧、圆柱形螺旋压缩弹簧、橡胶金属螺旋复合弹簧引入传统水平支座中开始，我国三维隔震支座的发展已有长足进步，但现有的三维隔震支座大多较为精密，造价不菲，不适合应用于较为偏远，环境恶劣的建设工程，如专利号cn106381934a公开了一种三维隔震支座，设计精密且巧妙，但实施例安装过程复杂难以适应特殊施工情况；而结构简单，应用最为广泛的叠层橡胶支座由于橡胶自身性质，比如在低温环境下，整体材料硬化变脆，屈曲荷载降低，同样难以应用于该种工程。


技术实现要素：

3.针对上述问题，本发明旨在提供一种可应用于寒冷地区的三维隔震支座，整合了现有三维隔震支座和叠层橡胶支座的优点，用于解决现有三维隔震支座在特殊施工环境下，造价昂贵，安装复杂，低温破坏，难以维修等问题，具有良好的应用前景。
4.上述问题的解决主要是通过以下技术方案实现的：
5.一种可应用于寒冷地区的三维隔震支座，所述支座包含水平隔震部件与竖向隔震部件，两者通过竖向隔震部件下连接板焊接在水平隔震部件上连接板上部组合而成，水平隔震部件位于竖向隔震部件之下；水平隔震部件包括水平隔震部件上连接板，水平隔震部件下连接板，水平隔震部件上封板，水平隔震部件下封板，铅芯，橡胶隔震垫，岩棉保护套；所述橡胶隔震垫内部包裹铅芯，具体表现为在橡胶隔震垫内部预留圆柱形空心位置，将铅芯卡在其中，铅芯的存在可以对支座整体起到支撑作用，且限制过大位移，而橡胶隔震垫外部包覆岩棉保护套，岩棉保护套起到保温作用，可以使支座在寒冷环境中正常工作。所述橡胶隔震垫上部为水平隔震部件上封板，水平隔震部件上封板上部为水平隔震部件上连接板，所述橡胶隔震垫下部为水平隔震部件下封板，水平隔震部件下封板下部为水平隔震部件下连接板，组成水平隔震部件；竖向隔震部件包括竖向隔震部件上连接板，竖向隔震部件下连接板，竖向隔震部件上封板，竖向隔震部件下封板，导向套，组合碟形弹簧，滑轨装置；所述组合碟形弹簧上部为竖向隔震部件上封板，竖向隔震部件上封板上部为竖向隔震部件上连接板，所述组合碟形弹簧下部为竖向隔震部件下封板，竖向隔震部件下封板下部为竖向隔震部件下连接板，所述组合碟形弹簧外部包裹导向套，所述滑轨装置上端通过固定铁环与竖向隔震部件上连接板焊接连接，下端通过下部滑槽与竖向隔震部件下连接板焊接连接，组成竖向隔震部件。
6.所述橡胶隔震垫由钢板与橡胶板交错叠层，先使用粘结剂粘连，再高温硫化使其成型。
7.所述岩棉保护套与橡胶隔震垫两者之间涂抹一层保护胶，既起到粘合连接的作
用，也使两者之间润滑，减少摩擦损害。
8.所述橡胶隔震垫上部涂抹粘合剂，与水平隔震部件上封板粘合，橡胶隔震垫下部涂抹粘合剂，与水平隔震部件下封板粘合，两块封板起到密封和缓冲作用。然后用螺栓通过水平隔震部件上封板上预留的螺栓孔将水平隔震部件上连接板栓接在水平隔震部件上封板之上，再用螺栓通过水平隔震部件下封板上预留的螺栓孔将水平隔震部件下连接板栓接在水平隔震部件下封板之下。
9.所述组合碟形弹簧由多个弹簧钢、高碳钢制成的碟形弹簧正向叠合而成，适合该种轴向空间要求小的场合。
10.所述组合碟形弹簧上部涂抹粘合剂，与竖向隔震部件上封板粘合，组合碟形弹簧下部涂抹粘合剂，与竖向隔震部件下封板粘合，两块封板起到密封和缓冲作用。然后用螺栓通过竖向隔震部件上封板上预留的螺栓孔将竖向隔震部件上连接板栓接在竖向隔震部件上封板之上，再用螺栓通过竖向隔震部件下封板上预留的螺栓孔将竖向隔震部件下连接板栓接在竖向隔震部件下封板之下。
11.所述导向套包裹在碟形弹簧外部，在碟簧和导向套之间预留一定间隙，间隙中应有润滑，且导向套表面硬度需大于碟形弹簧，起约束作用。
12.所述相同滑轨装置共有4个，按90
°
角等距环绕竖向隔震部件上连接板，每个滑轨装置作为一个整体，采用独特的机械结构，模块化制造，组合，方便磨损后更换。滑轨装置组件从上到下包括固定铁环，连接导杆，滑块，压缩弹簧a 和下部滑槽。
13.所述固定铁环分为两个部分，上部为圆柱形组件，其上端焊接在竖向隔震部件上连接板下部，下端挖空，内部呈螺纹状，下部铁环上端也呈螺纹状，可以旋入圆柱下端，组合在一起，方便拆卸。连接导杆为一长细杆，上部杆端焊接一圆环，嵌套连接在固定铁环下部，下部杆端焊接在滑块上表面。滑块呈正放工字型，下部滑槽呈侧放工字型，将滑块卡在滑槽中，使其可以前后滑动，两者之间应润滑。下部滑槽整体近似方盒形状，贴合竖向隔震部件下连接板的一边顺着连接板呈圆弧状，在竖向隔震部件下连接板上预留螺栓孔，使用螺栓连接两者。压缩弹簧a一端焊接滑块，另一端焊接在下部滑槽内部，使其通过杆件的传递为组合碟形弹簧分担一部分竖向作用，并提供一定的恢复力，且该压缩弹簧a不应过长，在整个支座不受外力状态下，压缩弹簧a应恰好顶住滑块与连接导杆的组合，使其不会产生向上的推力；压缩弹簧a也不应过短，在受到支座规定的临界压力之前，弹簧不能呈现完全压缩的状态而无法再分担竖向作用。
14.与现有技术相比，本发明的有益效果至少为以下几点：
15.水平隔震构件与竖向隔震构件分开工作，可以分开吸收水平和竖向地震作用，即使一部分构件损坏也不会马上失效，有利于维修人员抢修或者保护群众生命财产安全。
16.磨损最严重的滑轨装置采用模块化设计，方便随时更换磨损零件，既提高了安全系数，也大幅节约了整体更换的成本。而且该滑轨装置机械结构简单，材料易得，能够很好的满足工程建设需要。
17.碟形弹簧能在较小的空间内承受极大的荷载，有效地吸收竖向地震作用，特别是采用正向叠合使用，由于表面摩擦阻力作用，吸收冲击和消散能量的作用更加显著。
18.岩棉作为一种柔性的防火保温材料，能够可以很好的适应低温建设环境，保护内部隔震橡胶垫，而且相较其他类型的混凝土保温板低碳。
附图说明
19.为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面利用附图做进一步的说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图来获得其他的附图。
20.图1为本发明的正剖面图；
21.图2为本发明的三维总览图；
22.图3为本发明滑轨装置的侧剖面图；
23.图4为本发明滑轨装置的正剖面图；
24.图5为本发明滑轨装置中固定铁环安装详图；
25.图6为本发明竖向隔震部件上连接板底视图；
26.图7为实施例2的正剖面图；
27.附图标记：111-竖向隔震部件上连接板，211-竖向隔震部件下连接板，112
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水平隔震部件上连接板，212-水平隔震部件下连接板，31-竖向隔震部件上封板，32-水平隔震部件上封板，4-导向套，5-组合碟形弹簧，61-竖向隔震部件下封板， 62-水平隔震部件下封板，7-铅芯，8-橡胶隔震垫，9-岩棉保护套，10-保护胶， 11-滑轨装置，12-固定铁环，13-连接导杆，14-滑块，15-压缩弹簧a，16-焊接位置，17-下部滑槽，18-压缩弹簧b。
具体实施方式
28.下面将结合说明书附图，对本发明的技术方案进行详细的阐述，需要注意的是，所描述的实施例仅仅是本发明中的一部分实施例，而并非全部囊括。基于本发明中的实施例，本领域内其他普通技术人员在没有做出创造性突破性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
29.全文中描述使用的术语“上部”，“下部”，“底部”等是表达装置部件的相对位置，例如装置的顶部或装置的底部的相对位置。可以理解的是装置是多功能的，与他们在空间中的方位无关。
30.实施例1，结合图1至图6所示，本实施例包含水平隔震部件与竖向隔震部件，两者通过竖向隔震部件下连接板(211)焊接在水平隔震部件上连接板(112) 上部组合而成，水平隔震部件位于竖向隔震部件之下；水平隔震部件从上到下包括水平隔震部件上连接板(112)，水平隔震部件上封板(32)，铅芯(7)，橡胶隔震垫(8)，岩棉保护套(9)，水平隔震部件下封板(62)，水平隔震部件下连接板(212)；竖向隔震部件从上到下包括竖向隔震部件上连接板(111)，竖向隔震部件上封板(31)，组合碟形弹簧(5)，导向套(4)，滑轨装置(11)，竖向隔震部件下封板(61)，竖向隔震部件下连接板(211)。
31.本实施例中，橡胶隔震垫(8)中心预留空间，将铅芯(7)安装在预留位置，安装时可以采用润滑油润滑，安装完成后再使用粘结剂加固，之后在橡胶隔震垫 (8)外部包覆岩棉保护套(9)。
32.本实施例中，橡胶隔震垫(8)由钢板与橡胶板交错叠层，使用粘结剂层层粘连，再高温硫化使其成型。
33.本实施例中，安装岩棉保护套(9)时，先在橡胶隔震垫(8)外圈涂抹一层保护胶(10)，再将岩棉保护套(9)包裹在保护胶(10)上。
34.本实施例中，上述安装完成后，在橡胶隔震垫(8)上部涂抹粘合剂，与水平隔震部件上封板(32)粘合，下部涂抹粘合剂，与水平隔震部件下封板(62) 粘合，三者压平压实，等待粘结剂干燥，刮去溢出连接处的多余粘结剂。然后用螺栓通过水平隔震部件上封板(32)上预留的螺栓孔与水平隔震部件上连接板 (112)连接，拧紧螺栓；再用螺栓通过水平隔震部件下封板(62)上预留的螺栓孔与水平隔震部件下连接板(212)连接，拧紧螺栓，水平隔震部件上连接板 (112)栓接在水平隔震部件上封板(32)上部，水平隔震部件下连接板(212) 栓接在水平隔震部件下封板(62)下部。至此，水平隔震部件安装完成。
35.在本实施例中，组合碟形弹簧(5)是由多个相同厚度的弹簧钢或高碳钢采用并联的组合方式正向叠合而成。
36.在本实施例中，在组合碟形弹簧(5)上部涂抹粘合剂，与竖向隔震部件上封板(31)粘合，下部涂抹粘合剂，与竖向隔震部件下封板(61)粘合，三者压平压实，等待粘结剂干燥，刮去溢出连接处的多余粘结剂。然后用螺栓通过竖向隔震部件上封板(31)上预留的螺栓孔与竖向隔震部件上连接板(111)连接，拧紧螺栓；再用螺栓通过竖向隔震部件下封板(61)上预留的螺栓孔与竖向隔震部件下连接板(211)连接，拧紧螺栓，竖向隔震部件上连接板(111)栓接在水竖向隔震部件上封板(31)上部，竖向隔震部件下连接板(211)栓接在竖向隔震部件下封板(61)下部。
37.在本实施例中，导向套(4)由聚四氟乙烯树脂经过烧结、冷却、切削制成，将导向套包裹在组合碟形弹簧(5)外部，两者之间留有一定间隙，间隙中涂抹润滑油。
38.在本实施例中，共安装4个相同的滑轨装置(11)，按90
°
角等距环绕竖向隔震部件上连接板(111)，每个滑轨装置(11)作为一个整体，采用独特的机械结构，模块化制造，组合，方便磨损后更换。滑轨装置(11)组件从上到下包括固定铁环(12)，连接导杆(13)，滑块(14)，压缩弹簧a(15)和下部滑槽(17)。
39.在本实施中，滑轨装置(11)具体构造如图3，4所示。其中，固定铁环(12) 分为两个部分，上部为圆柱形组件，其上端焊接在竖向隔震部件上连接板(111) 的下部，具体参考图6，图中标注出竖向隔震部件上连接板(111)下部的四个焊接位置(16)，圆柱形组件下端挖空，内部呈螺纹状，下部铁环上端也呈螺纹状，可以旋入上部圆柱下端，组合在一起，方便拆卸，该结构如图5所示。安装完固定铁环(12)后，连接导杆(13)上端焊接一圆环，嵌套连接在固定铁环(12) 上，下端也采用焊接的方式焊接在滑块(14)上表面，滑块(14)则呈正放工字型安装在下部滑槽(17)中，使其可以自由前后滑动，两者之间用润滑剂润滑，下部滑槽(17)整体近似方盒形状，贴合竖向隔震部件下连接板(211)的一边顺着连接板呈圆弧状，如图2所示，在竖向隔震部件下连接板(211)对应位置预留螺栓孔，通过拧紧螺栓将下部滑槽(17)固定在竖向隔震部件下连接板(211) 上。最后，将压缩弹簧a(15)一端焊接滑块(14)，另一端焊接在下部滑槽(17) 上，具体焊接位置参考图3所示。至此，竖向隔震部件安装完成。
40.实施例2，结合图7所示，本实施例提供了一种三维隔震支座，该三维隔震支座与实施例1的三维隔震支座基本相同，不同之处在于以下两点，滑轨装置(11) 被替换为压缩弹簧b(18)；竖向隔震部件上连接板(111)，竖向隔震部件下连接板(211)，水平隔震部件上连接板(112)，水平隔震部件下连接板(212) 的材料由碳钢(wcb)替换为高强塑料，如尼龙(pa)等。
41.在本实施例中，将大于压缩弹簧a(15)尺寸的压缩弹簧b(18)固定在原滑轨装置
(11)的位置，也就是竖向隔震部件上连接板(111)和竖向隔震部件下连接板(211)之间。
42.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，能够实现的变化或者替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。