带有摩擦副的铅芯橡胶支座组件及其安装使用方法

摘要

一种带有摩擦副的铅芯橡胶支座组件，包括铅芯橡胶支座本体，分别位于铅芯橡胶支座本体上下两端面的上下外连接钢板以及1～2副摩擦副，支座本体上、下端面通过螺钉及剪切键分别与上外连接钢板及下外连接钢板相连接，各摩擦副的一个副面或是分别安装在上外连接钢板的外上表面或下外连接钢板的下外表面，或是同时安装在上外连接钢板的外上表面或下外连接钢板的下外表面。该组件的安装使用方法是将其安装在桥梁梁体与桥梁桥墩之间，各摩擦副的另一个副面分别或同时安装在桥梁梁体下面或桥梁桥墩上，待桥梁梁体的蠕变、徐变收缩基本完成之后再将铅芯橡胶支座组件与桥梁梁体与桥梁桥墩连接固定；因而能消除因桥梁梁体混凝土蠕变、徐变收缩引起支座初始变形。

说明书

技术领域：

本发明涉及一种桥梁减震装置及其安装方法，特别是一种铅芯橡胶支座组件及其安装施工方法。

背景技术：

铅芯橡胶支座由橡胶层、钢板等迭层粘结并且在其中间灌入铅芯棒而成。铅芯棒增大支座的阻尼，吸收能量；钢板提高支座竖向刚度，使之能有效地支承桥梁上部结构和建筑物结构；橡胶层赋予支座高弹性变形及复位和承载的功能。因此，铅芯抗震橡胶支座既具有较高的承载性，又具有较大的阻尼、大水平位移能力和复位功能，它是一种集支承与耗能于一体的减震装置；铅芯橡胶支座在地震时可以延缓桥梁结构周期，大幅减小桥梁上部结构加速度，使桥梁受力情况大为改善，因而具有很好的减震效果，非常适合应用于地震区的桥梁结构。目前，已有的铅芯橡胶支座安装尚存在以下不足：铅芯橡胶支座安装时必须通过连接钢板及地脚螺栓与桥梁梁体及桥墩连接起来，其适应桥梁梁体的伸缩完全依靠橡胶的剪切变形来完成，而由于桥梁梁体混凝土结构在浇灌好后，有一个蠕变、徐变收缩的过程，对于梁体比较长的现浇梁桥，其收缩、徐变的尺寸很大，这样，会产生两个不利的影响，①使铅芯橡胶支座产生沿梁体收缩方向很大的初始变形，这样会使设计支座时增加高度，进而增加成本，甚至可能出现因支座太高致使水平刚度太小而无法对桥梁结构进行减隔设计的情况；②因铅芯橡胶支座产生较大的初始水平变位，会对桥墩增加额外的较大的弯曲应力，若不能消除此影响，将会大幅度增加桥墩成本并且还将对桥梁设计带来不利影响。

发明内容：

本发明要解决的技术问题是：在不改变已有铅芯橡胶支座的基本结构的前提下，提供一种结构简单、安装方便、能消除因桥梁梁体混凝土蠕变、徐变收缩引起支座初始变形的带有摩擦副的铅芯橡胶支座组件及安装施工方法，以克服上述已有技术的不足。

解决其上述技术问题的技术方案是：一种带有摩擦副的铅芯橡胶支座组件，包括由橡胶层、钢板等迭层粘结并且在其中间灌入铅芯棒而成的铅芯橡胶支座本体，分别位于铅芯橡胶支座本体上下两端面的上下外连接钢板以及摩擦副，铅芯橡胶支座本体上、下端面通过螺钉及剪切键分别与上外连接钢板及下外连接钢板相连接，各摩擦副的一个副面或是分别安装在上外连接钢板的外上表面或下外连接钢板的下外表面，或是同时安装在上外连接钢板的外上表面和下外连接钢板的下外表面。

本发明的进一步技术方案是：所述的摩擦副为1副，该副摩擦副的一个副面或是安装在上外连接钢板的外上表面或是安装在下外连接钢板的下外表面。

本发明的进一步技术方案还可以是：所述的摩擦副为2副，其中，1副摩擦副的一个副面安装在上外连接钢板的外上表面，另1副摩擦副的一个副面安装在下外连接钢板的下外表面。

所述安装在外连接钢板外表面的摩擦副的各个副面是通过或粘接或焊接或嵌套或铆接的安装方式与外连接钢板固定连接。

本发明的另一技术方案是：一种带有摩擦副的铅芯橡胶支座组件的安装使用方法，该方法是将带有摩擦副的铅芯橡胶支座组件安装在桥梁梁体与桥梁桥墩之间，各摩擦副的一个副面分别或同时安装在铅芯橡胶支座组件之上外连接钢板的外上表面或下外连接钢板的下外表面；各摩擦副的另一个副面分别或同时安装在桥梁梁体下面或桥梁桥墩上，待桥梁梁体蠕变、徐变收缩基本完成之后再将铅芯橡胶支座组件上面的外连接钢板与桥梁梁体连接固定，将铅芯橡胶支座组件下面的外连接钢板与桥梁桥墩连接固定。

本发明一种带有摩擦副的铅芯橡胶支座组件的安装使用方法的进一步技术方案是：在桥梁梁体的下面固定连接有一可动钢板，在桥梁桥墩的上面固定连接有一预埋钢板，安装时，将铅芯橡胶支座组件安装在桥梁梁体下的可动钢板与桥梁桥墩上面的预埋钢板之间，待桥梁梁体蠕变、徐变收缩基本完成之后再将铅芯橡胶支座组件上面的外连接钢板与桥梁梁体之可动钢板连接固定，将铅芯橡胶支座组件下面的外连接钢板与桥梁桥墩上的预埋钢板连接固定。

由于采用上述技术方案，本发明之带有摩擦副的铅芯橡胶支座组件及安装使用方法与已有铅芯橡胶支座及安装方法相比，具有以下有益效果：

(1)、能消除因桥梁梁体混凝土蠕变、徐变收缩引起支座初始变形：由于在与桥梁梁体或桥墩连接的铅芯橡胶支座的上面或下面的连接钢板之间，增加滑动摩擦系数很小的摩擦副；施工时，摩擦副之间是可以相对滑动的，当桥梁梁体蠕变、徐变收缩基本完成以后，再将铅芯橡胶支座及其组件与桥梁梁体或桥墩联接固死，即摩擦副之间不能再相对滑动，桥梁梁体的热胀冷缩等伸缩变形将靠铅芯橡胶支座的剪切变形来实现，这样就能基本消除因桥梁梁体混凝土蠕变、徐变收缩引起支座初始变形，在设计支座时就不必考虑增加高度，避免了因增加高度而增加成本和可能出现因支座太高致使水平刚度太小而无法对桥梁结构进行减隔设计的情况；

(2)、因铅芯橡胶支座不会产生较大的初始水平变位，因而不会对桥墩增加额外的较大的弯曲应力，从而消除了对桥梁设计带来的不利影响；

(3)、本发明之铅芯橡胶支座组件结构简单，是对已有铅芯橡胶支座的改进，在原铅芯橡胶支座上增加上下外连接钢板以及1～2副摩擦副，不会增加太多的成本，其安装施工方法也不复杂，好操作，不需要特别的设备。

下面，结合附图和实施例对本发明之带有摩擦副的铅芯橡胶支座组件及其安装使用方法的技术特征作进一步的说明。

附图说明：

图1～图2：本发明实施例一所述在上外连接钢板粘结有摩擦副的铅芯橡胶支座组件结构及安装示意图：

图1—主视图(局部剖视)，图2—俯视图(半剖视)；

图3～图4：本发明实施例二所述在上下外连接钢板均粘结有摩擦副的铅芯橡胶支座组件结构及安装示意图：

图3—主视图(局部剖视)，图4—俯视图(半剖视)。

图中：1—铅芯橡胶支座本体，2—下外连接钢板，3—上外连接钢板，4—可动钢板，5—剪切键，6—摩擦副M1的副面M12，7—摩擦副M1的副面M11，8—螺钉，9—地脚螺栓，10—橡胶层，11—摩擦副M2的副面M21，12—摩擦副M2的副面M22，13—预埋钢板。

H—桥梁梁体收缩基本完成之后现场焊接处。

具体实施方式：

实施例一：

一种带有1副摩擦副的铅芯橡胶支座组件，包括铅芯橡胶支座本体1，位于铅芯橡胶支座本体1上下两端面的上外连接钢板3、下外连接钢板2以及1副摩擦副M1，所述的铅芯橡胶支座本体由橡胶层、钢板等迭层粘结并且在其中间灌入铅芯棒而成，铅芯橡胶支座本体1上、下端面通过螺钉8及剪切键5分别与上外连接钢板及下外连接钢板相连接，摩擦副的一个副面M11安装在上外连接钢板3的外上表面。

此种结构的铅芯橡胶支座组件一般适用于摩擦副设置在铅芯橡胶支座顶面与桥梁梁体之间的情况，桥梁梁体上有一可动钢板4，摩擦副的另一个副面M12安装在桥梁梁体下的可动钢板4上(参见图1～图2)。

实施例一只是本发明的最佳实施例之一，作为本发明实施例一的一种变换，也可以将摩擦副的一个副面安装在下外连接钢板2的外下表面，此种结构的铅芯橡胶支座组件一般适用于摩擦副设置在铅芯橡胶支座底面与桥墩之间，若此时将摩擦副称之谓M2，则摩擦副M2的另一个副面M22安装在桥梁桥墩或桥梁桥墩的预埋钢板上面。

实施例二：

一种带有2副摩擦副的铅芯橡胶支座组件，包括铅芯橡胶支座本体1，位于铅芯橡胶支座本体1上下两端面的上外连接钢板3、下外连接钢板2以及两副摩擦副M1以及M2，所述的铅芯橡胶支座本体由橡胶层、钢板等迭层粘结并且在其中间灌入铅芯棒而成，铅芯橡胶支座本体1上、下端面通过螺钉8及剪切键5分别与上外连接钢板3及下外连接钢板2相连接，摩擦副M1的一个副面M11安装在上外连接钢板3的外上表面，摩擦副M2的一个副面M21安装在下外连接钢板2的外下表面(参见图3～图4)。

此种结构的铅芯橡胶支座组件的顶面和底面均有摩擦副，适用于铅芯橡胶支座组件顶面与桥梁梁体之间、铅芯橡胶支座底面与桥墩之间均设置摩擦副的情况，桥梁梁体上有一可动钢板4，摩擦副M1的另一个副面M12安装在桥梁梁体下的可动钢板4上，摩擦副M2的另一个副面M22安装在桥梁桥墩或桥梁桥墩的预埋钢板上面(参见图3～图4)。

本发明实施例一、实施例二中，铅芯橡胶支座的形状为长方体，作为本发明实施例的一种变换，铅芯橡胶支座的形状也可以是圆柱体或椭圆柱体或横截面为其他形状的柱体。

本发明实施例一、实施例二中，所述安装在外连接钢板外表面的摩擦副的各个副面是通过或粘接或焊接或嵌套或铆接的安装方式与外连接钢板固定连接。

实施例三：

一种实施例一所述带有1副摩擦副的铅芯橡胶支座组件的安装使用方法。

该方法是将带有1副摩擦副的铅芯橡胶支座组件安装在桥梁梁体与桥梁桥墩之间，摩擦副M1的一个副面M11安装在铅芯橡胶支座组件之上外连接钢板的上外表面；摩擦副的另一个副面M12安装在桥梁梁体或桥梁梁体的可动钢板的下面，待桥梁梁体收缩基本完成之后再将铅芯橡胶支座组件上面的外连接钢板3与桥梁梁体连接固定，将铅芯橡胶支座组件的下外连接钢板2与桥梁桥墩连接固定。

该方法包括以下具体步骤：

A、在桥梁梁体上安装铅芯橡胶支座组件摩擦副的另一个副面：在铅芯橡胶支座组件设计安装位置对应部位的桥梁梁体之可动钢板的下面安装铅芯橡胶支座组件摩擦副M1的另一个副面M12；

B、在桥梁桥墩上安装铅芯橡胶支座组件：将铅芯橡胶支座组件下面的外连接钢板直接与桥梁桥墩或桥梁桥墩上的预埋钢板固定连接；

C、安装桥梁梁体：使安装在桥梁梁体之可动钢板的下的摩擦副M12压在铅芯橡胶支座组件上面的外连接钢板的摩擦副面M11上面；

D、将铅芯橡胶支座组件与桥梁梁体固定连接：待桥梁梁体蠕变、徐变收缩基本完成之后，将铅芯橡胶支座组件上面的外连接钢板与桥梁梁体之可动钢板连接固定；可动钢板4通过地脚螺栓9与桥梁梁体连接固定。

作为本发明实施例三的一种变换，也可以将1副摩擦副M2的一个副面M21安装在下外连接钢板的外下表面，摩擦副的另一个副面M22安装在桥梁桥墩或桥梁桥墩预埋钢板的上面，该方法包括以下具体步骤：

A、在桥梁桥墩上安装铅芯橡胶支座组件摩擦副的另一个副面：在铅芯橡胶支座组件设计安装位置对应部位的桥梁桥墩或桥梁桥墩预埋钢板的上面安装铅芯橡胶支座组件摩擦副的另一个副面M22

B、在桥梁桥墩上安装铅芯橡胶支座组件：使铅芯橡胶支座组件下面的外连接钢板之摩擦副M21压在安装在桥梁桥墩或桥梁桥墩预埋钢板的上的摩擦副M22的上面；

C、连接桥梁梁体与铅芯橡胶支座组件：将桥梁梁体或桥梁梁体之可动钢板直接与铅芯橡胶支座组件上面的外连接钢板相连接；

D、将铅芯橡胶支座组件与桥梁桥墩固定连接：桥梁梁体蠕变、徐变收缩基本完成之后，将铅芯橡胶支座下面的外连接钢板与桥梁桥墩或桥梁桥墩预埋钢板连接固定。

一般，可动钢板4以及外连接钢板2通过地脚螺栓9分别与桥梁梁体及桥墩连接；其连接方式也可以为可动钢板4与外连接钢板A2分别与桥梁梁体及桥墩的预埋钢板焊接连接。

实施例四：

一种带有2副摩擦副的铅芯橡胶支座组件的安装使用方法。

该方法是将带有2副摩擦副的铅芯橡胶支座组件安装在桥梁梁体与桥梁桥墩之间，其中一副摩擦副M1的一个副面M11安装在上外连接钢板的外上表面、另一个副面M12安装在桥梁梁体的可动钢板的下面，另一摩擦副M2的一个副面M21安装在下外连接钢板的外下表面、另一个副面M22安装在桥梁桥墩预埋钢板的上面，该方法包括以下具体步骤：

A、在桥梁构件上安装铅芯橡胶支座组件摩擦副的一个副面：

在铅芯橡胶支座组件设计安装位置对应部位的桥梁梁体之可动钢板的下面安装铅芯橡胶支座组件摩擦副M1的一个副面M12，

在铅芯橡胶支座组件设计安装位置对应部位的桥梁桥墩预埋钢板的上面安装铅芯橡胶支座组件摩擦副M2的一个副面M22；

B、在桥梁桥墩上安装铅芯橡胶支座组件：使安装在铅芯橡胶支座组件下面的外连接钢板之摩擦副副面M21压在安装在桥梁桥墩预埋钢板上面的摩擦副副面M22的上面；

C、安装桥梁梁体：使安装在桥梁梁体之可动钢板的下的摩擦副副面M12压在铅芯橡胶支座组件上面的外连接钢板的摩擦副副面M11上面；

D、将铅芯橡胶支座组件与桥梁梁体及桥墩固定连接：待桥梁梁体蠕变、徐变收缩基本完成之后，将铅芯橡胶支座组件与桥梁梁体及桥墩分别固定连接，即：分别将铅芯橡胶支座组件上面的外连接钢板与桥梁梁体之可动钢板通过焊接连接固定，将铅芯橡胶支座下面的外连接钢板与桥梁桥墩预埋钢板通过焊接连接固定后，(参见图3～图4)。再将可动钢板与桥梁梁体或桥梁桥墩预埋钢板与桥梁桥墩通过地脚螺栓连接固定。

本发明实施例三、实施例四中，所述将铅芯橡胶支座组件各摩擦副的另一个副面安装在桥梁梁体的可动钢板下面或是桥梁桥墩的预埋钢板上是采用或粘接或焊接或嵌套或铆接的方式将摩擦副的副面与桥梁梁体的可动钢板或是桥梁桥墩的预埋钢板固定连接。

作为发明实施例三、实施例四的一种变换，也可以将铅芯橡胶支座组件各摩擦副的另一个副面直接安装在桥梁梁体下面或是桥梁桥墩的上面，采用或粘接或焊接或嵌套或铆接的方式将摩擦副的副面与桥梁梁体或是桥梁桥墩固定连接。