CN102758402A - 一种抗拔型摩擦摆式减隔震支座 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种抗拔型摩擦摆式减隔震支座，涉及桥梁的减震技术，包括上支座板、上滑板、中滑板、下滑板、下支座板、L型上挡板、[型下挡板。L型上挡板的上端固定于上支座板外缘，[型筒状下挡板的下端固定于下支座板外缘。L型上挡板的下端套于[型下挡板内，实现抗拉功能。L型上挡板和[型下挡板可以沿支座活动方向自由移动，两者的间隙内设置橡胶类缓冲材料。本发明的特点：一是上支座板、上滑板、中滑板、下滑板、下支座板形成的四个滑动摩擦副有各自的滑动半径和摩擦系数，支座具有较大的滑动位移能力；二是通过L型上挡板和[型下挡板相互咬合，两者的间隙内设置橡胶类缓冲材料，支座具有抗拔功能。

Description

一种抗拔型摩擦摆式减隔震支座

技术领域

本发明涉及桥梁的减震技术领域，是一种抗拔型摩擦摆式减隔震支座。

背景技术

传统的桥梁结构抗震设计主要依靠桥梁结构自身的强度、变形来抗震，这通常导致很大的地震能量从地面传递给结构，经济性较差。近年来，为了提高结构的抗震性能，国内外大量采用减隔震支座来延长结构自振周期，减少传递到上部结构的地震能量，起到了隔震耗能的作用，并取得良好的经济效益。

目前，国内外桥梁上使用的减隔震支座主要包括：铅芯橡胶支座、高阻尼橡胶支座、大摩擦系数抗震支座及双曲面球型减隔震支座等，但均存在一定的不足。

铅芯橡胶支座，不仅存在耐久性较差、承载能力小、环境污染严重等缺陷，而且力学分析模型及设计参数的准确确定仍没有很好解决，缺乏可供参考的规范，限制其在实际工程中的应用。

高阻尼橡胶支座，由于耐久性差、尺寸较大、力学模型复杂等原因，工程应用较少。

大摩擦系数抗震支座，由于传递到下部结构的地震横向力比较大，依靠大摩擦系数的摩擦副消耗地震能量，但不能提供恢复力，只能作为一种抗震构造使用，较难满足结构设计的需要。

双曲面球型减隔震支座具有较好的耐久性和较高的承载能力，在一些工程中也得到了应用，但该种支座的滑动位移范围有限，不能提供抗拔力，缺乏分级抗震设计思想，实际抗震效果受到限制。

因此，寻求性能优异的减隔震支座，需要借鉴已有的技术和经验，进行创新设计。

发明内容

本发明的目的是提供一种抗拔型摩擦摆式减隔震支座，以解决现有技术存在的滑动位移有限、缺乏抗拔能力、不能分级抗震设防、减隔震效果不理想等缺陷。

为达到上述目的，本发明的技术解决方案是：

一种抗拔型摩擦摆式减隔震支座，包括上支座板、上滑板、中滑板、下滑板、下支座板组成的摩擦摆式减隔震支座；其还包括L型上挡板及[型下挡板；L型上挡板的上端固定于上支座板外缘，[型筒状下挡板的下端固定于下支座板外缘；L型上挡板的下端套于[型下挡板内，实现抗拉功能，L型上挡板和[型下挡板可沿支座活动方向自由移动，两者的间隙内设置橡胶类缓冲材料。

所述的抗拔型摩擦摆式减隔震支座，其所述上滑板、中滑板、下滑板由上至下顺序置于上支座板和下支座板之间；

上支座板的下凹柱面焊接帖覆不锈钢滑板，其与上滑板的上凸柱面镶嵌的四氟滑板组成滑动摩擦副；上滑板的下凹柱面焊接帖覆不锈钢滑板，其与中滑板的上凸柱面镶嵌的四氟滑板组成滑动摩擦副；中滑板的下凸柱面焊接帖覆不锈钢滑板，其与下滑板的上凹柱面镶嵌的四氟滑板组成滑动摩擦副；下滑板的下凸柱面焊接帖覆不锈钢滑板，其与下支座板的凹柱面镶嵌的四氟滑板组成滑动摩擦副；上支座板、上滑板、中滑板、下滑板、下支座板形成的四个滑动摩擦副具有各自的滑动半径和摩擦系数设计值。

所述的抗拔型摩擦摆式减隔震支座，其所述L型上挡板与[型下挡板均采用钢材或合金材料制作，其强度应保证支座横向固定功能的实现；L型上挡板与[型下挡板的连接间隙填充橡胶类缓冲材料，防止L型上挡板与[型下挡板两者之间发生破坏性碰撞。

本发明的抗拔型摩擦摆式减隔震支座，具有以下特点：

一、有效减少地震作用引起的结构动力响应：通过滑动摩擦副的滑动来延长结构的基本周期，以避开地震能量集中的周期范围，从而有效降低结构受到的地震作用。

二、良好的耗能能力：通过柱型滑动摩擦副的滑动，在动能和势能转换中实现摩擦耗能，而且在竖向力作用下具有滑动位移的自恢复能力。

三、抗拔能力：通过专门设计的L型上挡板与[型下挡板构造，实现支座具有抗拔能力。

四、更大的位移适应能力：通过四个滑动摩擦副实现较大的滑动位移能力。

五、便于设计选择及优化：四个滑动面摩擦副有各自的滑动半径和摩擦系数设计值，便于进行设计参数选择及优化。

六、分级抗震设防：通过改变滑动摩擦副的摩擦系数，可以调整屈后刚度，以承受不同水准的地震作用。

附图说明

图1为本发明抗拔型摩擦摆式减隔震支座立体剖视图；

图2为本发明抗拔型摩擦摆式减隔震支座正立面图；

图3为图2中A-A剖视图。

图中：1-上支座板；    2-上滑板；      3-中滑板；

      4-下滑板；      5-下支座板；    6-L型上挡板；

      7-[型下挡板；

      8-上支座板下凹柱面贴覆的不锈钢滑板；

      9-上滑板上凸柱面镶嵌的四氟滑板；

      10-上滑板下凹柱面镶嵌的不锈钢滑板；

      11-中滑板上凸柱面镶嵌的四氟滑板；

      12-中滑板下凹柱面镶嵌的不锈钢滑板；

      13-下滑板上凹柱面镶嵌的四氟滑板；

      14-下滑板下凸柱面镶嵌的不锈钢滑板；

      15-下支座板镶嵌的四氟滑板；

      16-橡胶类缓冲材料。

具体实施方式

本发明的抗拔型摩擦摆式减隔震支座，是在双曲面球型减隔震支座的基础上，增加了滑动板，并设置L型上挡板6与[型下挡板7而形成的一种新型支座。主要用于强震区的桥梁结构。

如图1至图3所示，抗拔型摩擦摆式减隔震支座主要由上支座板1、上滑板2、中滑板3、下滑板4、下支座板5、L型上挡板6及[型下挡板7等组成。上滑板2、中滑板3、下滑板4由上至下顺序置于上支座板1、下支座板5之间。

上支座板1的下凹柱面焊接帖覆不锈钢滑板8，其与上滑板2的上凸柱面镶嵌的四氟滑板9组成滑动摩擦副；上滑板2的下凹柱面焊接帖覆不锈钢滑板10，其与中滑板3的上凸柱面镶嵌的四氟滑板11组成滑动摩擦副；中滑板3的下凸柱面焊接帖覆不锈钢滑板12，其与下滑板4的上凹柱面镶嵌的四氟滑板13组成滑动摩擦副；下滑板4的下凸柱面焊接帖覆不锈钢滑板14，其与下支座板5的凹柱面镶嵌的四氟滑板15组成滑动摩擦副。

四个滑动摩擦副有各自的滑动半径和摩擦系数设计值。

L型上挡板6下端向外伸出一凸缘，使上挡板6纵剖面呈L形。[型下挡板7上下端各向内伸出一凸缘，使[型下挡板7的纵剖面呈[形槽状，且其上凸缘的长度小于下凸缘的长度。L型上挡板6下端伸出的凸缘与[型下挡板7上端深度的凸缘相互咬合，实现抗拔功能。

上支座板1和下支座板5凹柱面为大半径柱面，上滑板2和下滑板4的凹面为小曲率柱面，上滑板2、中滑板3及下滑板4的凸面同样为小曲率柱面。

L型上挡板6与[型下挡板7均由钢材或者合金材料组成，其强度应保证支座横向固定功能的实现。

L型上挡板6与[型下挡板7的连接间隙应保证支座在正常使用工况及地震工况下的竖向运动，并在中间填充橡胶类缓冲材料16，防止挡板的破坏性碰撞。

抗拔型摩擦摆式减隔震支座采用的四个滑动摩擦副，有各自的滑动半径和摩擦系数设计值，不仅比普通的双曲面球型减隔震支座具有更大的滑动位移范围，同时更多的设计参数便于进行结构体系的进一步优化；通过改变摩擦系数，可以调整屈后刚度，以承受不同水准的地震作用，实现分级设防的思想；抗拔型摩擦摆式减隔震支座通过L型上挡板6与[型下挡板7，可以实现抗拉拔功能。

Claims (3)

1.一种抗拔型摩擦摆式减隔震支座，包括上支座板(1)、上滑板(2)、中滑板(3)、下滑板(4)、下支座板(5)组成的摩擦摆式减隔震支座；其特征在于：还包括L型上挡板(6)及[型下挡板(7)；L型上挡板的上端固定于上支座板外缘，[型筒状下挡板的下端固定于下支座板外缘；L型上挡板的下端套于[型下挡板内，实现抗拉功能，L型上挡板和[型下挡板可沿支座活动方向自由移动，两者的间隙内设置橡胶类缓冲材料。

2.根据权利要求1所述的抗拔型摩擦摆式减隔震支座，其特征在于：所述上滑板(2)、中滑板(3)、下滑板(4)由上至下顺序置于上支座板(1)和下支座板(5)之间；

上支座板(1)的下凹柱面焊接帖覆不锈钢滑板(8)，其与上滑板(2)的上凸柱面镶嵌的四氟滑板(9)组成滑动摩擦副；上滑板(2)的下凹柱面焊接帖覆不锈钢滑板(10)，其与中滑板(3)的上凸柱面镶嵌的四氟滑板(11)组成滑动摩擦副；中滑板(3)的下凸柱面焊接帖覆不锈钢滑板(12)，其与下滑板(4)的上凹柱面镶嵌的四氟滑板(13)组成滑动摩擦副；下滑板(4)的下凸柱面焊接帖覆不锈钢滑板(14)，其与下支座板(5)的凹柱面镶嵌的四氟滑板(15)组成滑动摩擦副；上支座板(1)、上滑板(2)、中滑板(3)、下滑板(4)、下支座板(5)形成的四个滑动摩擦副具有各自的滑动半径和摩擦系数设计值。

3.根据权利要求1所述的抗拔型摩擦摆式减隔震支座，其特征在于：所述L型上挡板(6)与[型下挡板(7)均采用钢材或合金材料制作，其强度应保证支座横向固定功能的实现；L型上挡板(6)与[型下挡板(7)的连接间隙填充橡胶类缓冲材料(16)，防止L型上挡板(6)与[型下挡板(7)两者之间发生破坏性碰撞。

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