CN101624809B - 弹塑性防落梁球型钢支座 - Google Patents

弹塑性防落梁球型钢支座 Download PDF

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Abstract

本发明属于球型钢支座技术领域，特别公开了一种的弹塑性防落梁球型钢支座。其技术方案为：在位于所述的第一滑道外侧壁外侧的上滑板上设置有与所述的上滑板一体结构的压板，在所述的底板上设置有弹塑性柱，所述的弹塑性柱的顶端顶在所述的压板下方，在所述的底座外侧的底板上设置有沿支座限位方向的第二滑道，所述的底座的边缘卡入所述的第二滑道内。在剪力销剪断后，弹塑性柱首先发生弹性变形，使水平剪力削减，随着力度的加大，弹塑性柱发生塑性变形，进一步削减水平剪力，防止了由于地震或撞击桥面造成落梁现象的发生。

Description

弹塑性防落梁球型钢支座
技术领域
本发明属于桥梁支座技术领域，特别涉及一种弹塑性防落梁球型钢支座。
背景技术
目前，使用的单方向限位球型钢支座为了防止因正常的水平剪切力对支座造成损坏，可以允许单方向移动一定距离，而在与该方向垂直的方向不能产生位移。为实现上述目的，在底座和底板四角设置有剪力销，当发生地震或外力撞击桥面时，在支座的限位方向发生剪切力，使得剪力销折断，此时，桥梁的桥面会移开桥墩，造成桥面垮塌，不但造成巨大经济损失，而且还可能造成巨大人员伤亡。
发明内容
本发明解决的技术问题就是提供一种使用方便、可有效防止桥面脱离桥墩而造成坍塌的弹塑性防落梁球型钢支座。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：包括从上至下依次排列的上滑板、第一平面四氟板、上支座板、第二平面四氟板、球芯、球面四氟板、底座、底板，在所述的上滑板下方设置有使该上滑板可以相对于所述的上支座板沿支座自由移动方向来回移动的第一滑道，所述的上支座板边缘卡入所述的第一滑道内，在所述的底座和底板四角设置有剪力销，在位于所述的第一滑道外侧壁外侧的上滑板上设置有与所述的上滑板一体结构的压板，在所述的底板上设置有弹塑性柱，所述的弹塑性柱的顶端顶在所述的压板下方，在所述的底座外侧的底板上设置有沿支座限位方向的第二滑道，所述的底座的边缘卡入所述的第二滑道内。
其附加技术特征为：
所述的弹塑性柱为沿所述的第一滑道方向排列的两排；
所述的每排弹塑性柱为六个；
所述的压板边缘带有折边，该折边、所述的压板以及所述的第一滑道外侧壁形成弹塑性柱轨道，所述的弹塑性柱包括柱头和柱体，所述的柱头卡入所述的弹塑性柱轨道内；
所述的弹塑性柱的柱体形状为函数Y＝X3(Y＜0)的曲线沿Y轴旋转一周所形成的下粗上细的柱状；
在所述的剪力销位于所述的底座和底板接触面位置设置有沿其周边的剪力凹槽；
在所述的剪力销径向外侧套有销套，所述的销套包括上销套和下销套，所述的上销套与所述的底座螺纹连接，所述的下销套与所述的底板螺纹连接，所述的剪力销与所述的上销套以及所述的下销套紧密配合；
在所述的剪力销的上部设置有挡板。
本发明所提供的弹塑性防落梁球型钢支座同现有技术相比具有以下优点：其一，由于包括从上至下依次排列的上滑板、第一平面四氟板、上支座板、第二平面四氟板、球芯、球面四氟板、底座、底板，在所述的上滑板下方设置有使该上滑板可以相对于所述的上支座板沿支座自由移动方向来回移动的第一滑道，所述的上支座板边缘卡入所述的第一滑道内，在所述的底座和底板四角设置有剪力销，在位于所述的第一滑道外侧壁外侧的上滑板上设置有与所述的上滑板一体结构的压板，在所述的底板上设置有弹塑性柱，所述的弹塑性柱的顶端顶在所述的压板下方，在所述的底座外侧的底板上设置有沿支座限位方向的第二滑道，所述的底座的边缘卡入所述的第二滑道内，当沿支座自由移动方向产生水平剪力时，弹塑性柱可以沿第一滑道外侧壁的外侧移动，保证了支座沿自由移动方向移动，当沿支座限位方向产生水平剪力达到一定强度时，首先将剪力销剪断，然后，桥面带动上滑板、第一平面四氟板、上支座板、第二平面四氟板、球芯、球面四氟板、底座沿第二滑道移动，使得位于第一滑道外侧壁外侧弹塑性柱在上滑板的推力下，首先发生弹性变形，使水平剪力削减，随着力度的加大，弹塑性柱发生塑性变形，进一步削减水平剪力，并且，第二滑道能够控制底座不发生偏移，防止了由于地震或撞击桥面造成落梁现象的发生；其二，由于所述的弹塑性柱为沿所述的第一滑道方向排列的两排；并且所述的每排弹塑性柱为六个，使得整个支座在发生地震或撞击桥面时，各个位置的受力更加均匀，削减剪力和耗能效果更加明显；其三，由于所述的压板边缘带有折边，该折边、所述的压板以及所述的第一滑道外侧壁形成弹塑性柱轨道，所述的弹塑性柱包括柱头和柱体，所述的柱头卡入所述的弹塑性柱轨道内，当向某侧产生水平剪力时，该侧的弹塑性柱在弹塑性柱轨道的作用下发生弹性形变和塑性形变，而位于另一侧的弹塑性柱在折边的作用下，也发生弹性形变和塑性形变，能量衰减能力提高了一倍；其四，由于所述的弹塑性柱的柱体形状为函数Y＝X3(Y＜0)的曲线沿Y轴旋转一周所形成的下粗上细的柱状，此时，在发生弹性形变和塑性形变时，在弹塑性柱的各个位置受到的力的强度几乎相等，弹塑性柱对能量衰减能力提高，而且弹塑性柱在发生弹性形变和塑性形变时不容易折断；其五，由于在所述的剪力销径向外侧套有销套，所述的销套包括上销套和下销套，所述的上销套与所述的底座螺纹连接，所述的下销套与所述的底板螺纹连接，所述的剪力销与所述的上销套以及所述的下销套紧密配合，当发生地震或撞击桥面时造成剪力销折断后，可以经过旋转将上销套和下销套取出，更换剪力销更加方便。
附图说明
图1为本发明所提供的弹塑性防落梁球型钢支座的沿支座限位方向的切面图结构示意图；
图2为图1的A-A剖视图；
图3带有折边的弹塑性防落梁球型钢支座沿支座限位方向的切面图；
图4为沿支座自由移动方向的切面图；
图5为弹塑性柱的结构示意图；
图6为剪力销位置的切面图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明所提供的弹塑性防落梁球型钢支座的结构做进一步的详细说明。
如图1、图2和图4所示，该弹塑性防落梁球型钢支座包括从上至下依次排列的上滑板1、第一平面四氟板41、上支座板3、第二平面四氟板42、球芯5、球面四氟板43、底座7、底板8，在上滑板1下方设置有沿支座自由移动方向的第一滑道10，上支座板3的边缘卡入第一滑道10内，上滑板1可以相对于上支座板3沿第一滑道10来回移动。在底座7和底板8的四角设置有剪力销9。在位于第一滑道10外侧壁外侧的上滑板1上设置有与上滑板1一体结构的压板11，在底板8上设置有弹塑性柱2，弹塑性柱2的顶端顶在压板11的下方，在底座7外侧的底板8上设置有沿支座限位方向的第二滑道81，底座7的边缘卡入第二滑道81内。当沿支座自由移动方向产生水平剪力时，弹塑性柱2可以沿第一滑道10外侧壁的外侧移动，保证了支座沿自由移动方向移动，当沿支座限位方向产生水平剪力达到一定强度时，首先将剪力销9剪断，然后，桥面带动上滑板1、第一平面四氟板41、上支座板3、第二平面四氟板42、球芯5、球面四氟板43、底座7沿第二滑道81移动，使得位于第一滑道10外侧壁外侧的弹塑性柱2在上滑板1的推力下，首先发生弹性变形，使水平剪力削减，随着力度的加大，弹塑性柱2发生塑性变形，进一步削减水平剪力，并且，第二滑道81能够控制底座不发生偏移，防止了由于地震或撞击桥面造成落梁现象的发生。
弹塑性柱2最好为沿第一滑道10方向排列的两排，并且每排弹塑性柱为六个，这样，使得整个支座在发生地震或撞击桥面时，各个位置的受力更加均匀，削减剪力和耗能效果更加明显。当然，根据支座不同规格，弹塑性柱的数量可以多于六个，也可以少于六个。
如图3和图4所示，在压板11的边缘带有折边12，这样，折边12、压板11以及第一滑道10的外侧壁形成弹塑性柱轨道13，如图5所示，弹塑性柱2包括柱头21和柱体22，柱头21卡入弹塑性柱轨道13内，当向某侧产生水平剪力时，该侧的弹塑性柱2在弹塑性柱轨道13的作用下发生弹性形变和塑性形变，而位于另一侧的弹塑性柱2在折边的作用下，也发生弹性形变和塑性形变，能量衰减能力提高了一倍，并且地震大多是来回晃动，这样，对于地震能量的衰减能力更强。
如图5所示，柱体22形状为函数Y＝X3(Y轴为竖直方向，X轴为与Y轴垂直的水平方向，Y＜0)的曲线沿Y轴旋转一周所形成的下粗上细的柱状，在发生弹性形变和塑性形变时，在弹塑性柱2的各个位置受到的力的强度几乎相等，弹塑性柱2对能量衰减能力提高，而且弹塑性柱2在发生弹性形变和塑性形变时不容易折断。
如图6所示，在剪力销9位于底座7和底板8接触面位置设置有沿其周边的剪力凹槽91，在水平剪力的作用下，可以保证剪力销9在底座7和底板8接触面位置剪断，防止了剪力销9在其他位置剪断可能对支座造成损坏。
在剪力销9的径向外侧套有销套92，销套92包括上销套93和下销套94，上销套93与底座7螺纹连接，下销套94与底板8螺纹连接，剪力销9与上销套93以及下销套94紧密配合，当发生地震或撞击桥面时造成剪力销折断后，可以经过旋转将上销套93和下销套94取出，更换剪力销更加方便。
上述实施例只是对本发明的说明，因此，本发明的保护范围不仅仅局限于上述实施例，只要结构与本发明弹塑性防落梁球型钢支座相同，就落在本发明保护的范围。

Claims (8)

1.弹塑性防落梁球型钢支座，包括从上至下依次排列的上滑板、第一平面四氟板、上支座板、第二平面四氟板、球芯、球面四氟板、底座、底板，在所述的上滑板下方设置有使该上滑板可以相对于所述的上支座板沿支座自由移动方向来回移动的第一滑道，所述的上支座板边缘卡入所述的第一滑道内，在所述的底座和底板四角设置有剪力销，其特征在于：在位于所述的第一滑道外侧壁外侧的上滑板上设置有与所述的上滑板一体结构的压板，在所述的底板上设置有弹塑性柱，所述的弹塑性柱的顶端顶在所述的压板下方，在所述的底座外侧的底板上设置有沿支座限位方向的第二滑道，所述的底座的边缘卡入所述的第二滑道内。
2.根据权利要求1所述的弹塑性防落梁球型钢支座，其特征为：所述的弹塑性柱为沿所述的第一滑道方向排列的两排。
3.根据权利要求2所述的弹塑性防落梁球型钢支座，其特征为：所述的每排弹塑性柱为六个。
4.根据权利要求2所述的弹塑性防落梁球型钢支座，其特征为：所述的压板边缘带有折边，该折边、所述的压板以及所述的第一滑道外侧壁形成弹塑性柱轨道，所述的弹塑性柱包括柱头和柱体，所述的柱头卡入所述的弹塑性柱轨道内。
5.根据权利要求4所述的弹塑性防落梁球型钢支座，其特征为：所述的弹塑性柱的柱体形状为函数Y＝X3(Y＜0)的曲线沿Y轴旋转一周所形成的下粗上细的柱状。
6.根据权利要求1所述的弹塑性防落梁球型钢支座，其特征为：在所述的剪力销位于所述的底座和底板接触面位置设置有沿其周边的剪力凹槽。
7.根据权利要求6所述的弹塑性防落梁球型钢支座，其特征为：在所述的剪力销径向外侧套有销套，所述的销套包括上销套和下销套，所述的上销套与所述的底座螺纹连接，所述的下销套与所述的底板螺纹连接，所述的剪力销与所述的上销套以及所述的下销套紧密配合。
8.根据权利要求6或7所述的弹塑性防落梁球型钢支座，其特征为：在所述的剪力销的上部设置有挡板。
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