CN103958776A - 支承件预设定系统 - Google Patents

Abstract

一种支承件预设定系统，用于抑制支承件在建筑中的移动，包括：第一板(1)，其具有上表面和下表面，其中所述第一板的上表面(3)适于安装到第一支承构件的下表面上并紧固至第一支承构件的下表面；和第二板(2)，其具有上表面和下表面，其中所述第二板的下表面(5)适于安装到第二支承构件的上表面上并紧固至第二支承构件的上表面，并且其中所述第一板的下表面(7)的构造和所述第二板的上表面(9)的构造被做成防止在所述第一板与第二板之间沿至少一个剪切方向的移动。

Description

支承件预设定系统

本发明涉及在建筑业中使用来抑制支承件在建筑期间发生移动的锁定系统。具体地，本发明的锁定系统可用于地震或其它土木工程应用，例如用于建筑桥梁。

在建筑业中使用的橡胶-钢层叠支承件系统被设计成使结构与产生自例如地震事件、地面传播的振动、风力载荷和交通工具冲击的动态载荷隔离。桥梁的上部结构的长度由于收缩而发生的变化对于长桥面来说可能是显著的，从而在橡胶-钢层叠桥梁支承件中在它们安装之后的前几个月期间导致大的剪切挠度。所采用的策略可以是在收缩过程完成之后提升桥面以允许橡胶支承件返回到它们的中性位置，或者是制造之后将橡胶支承件锁定到预变形的剪力中，其与桥面的局部位置由于收缩而发生的预测变化相等但方向相反。在橡胶支承件的安装之后，于是去除锁定机构，从而允许支承件随着桥面中的收缩的进展而逐渐返回到它们的中性位置。桥梁支承件在桥梁的上部结构(桥面)与其子结构(桥墩)之间提供界面，并发挥功能来将桥面移动期间的载荷传递至子结构和地基。支承件允许由静载荷和动载荷产生的旋转，并容许上部结构由于热膨胀和收缩发生的水平移动，而不在子结构上施加过度的载荷。此外，可能由于在支承件上强加的剪切变形或垂直载荷，而发生橡胶-钢层叠支承件的高度的变化。

支承件的安装常常由于以下原因而变得更加复杂：需要适应由于例如混凝土结构随着混凝土固化而慢速收缩或例如瞬态风力影响等动态因素而产生的变化。这些因素和其它因素的后果是：支承件在一个或多个模式中的设计顺应性可能有必要在建筑期间被临时地抑制，然后在以后的时间从抑制中被释放。

本发明提供一种用于抑制支承件在建筑中的移动的锁定系统，其包括：第一板，其具有上表面和下表面，其中所述第一板的上表面适于安装到第一支承构件的下表面上并紧固至第一支承构件的下表面；和第二板，其具有上表面和下表面，其中所述第二板的下表面适于安装到第二支承构件的上表面上并紧固至第二支承构件的上表面，并且其中所述第一板的下表面的构造和所述第二板的上表面的构造被做成防止在所述第一板与第二板之间沿至少一个剪切方向的移动。

本发明的锁定系统允许支承件的高度发生变化，同时维持支承件中的预限定水平变形。因此，本发明的系统不仅去除了在建筑期间由支承件支承的垂直载荷的幅度的不确定性，而且还消除了在能够支承大垂直载荷的支承件与锁定系统之间使用固定装置的需求。

第一和第二板的相对表面，即第一板的下表面和第二板的上表面，具有防止在两个板之间沿至少一个水平方向移动的构造。例如，第一板的下表面和第二板的上表面可以各自具有突出表面，例如突耳，其在使用中彼此抵接，从而防止板中的一者或两者沿突出表面的方向的移动。在这种情况下，沿一个剪切方向的移动被阻止，而允许沿其它方向的自由线性运动和有限的旋转。可以通过第一板的下表面上的构造与第二板的上表面上的相对构造的互锁或接合来阻止板沿两个剪切方向的移动，例如一个板的表面中的凹部与另一板的相对表面上的突耳，该突耳与所述凹部接合以便限制板之间的移动。

支承件固定系统常规上包括机械锚定器和专用的浆料／胶粘剂组分的使用。然而，这些浆料／胶粘剂组分需要凝固和／或固化，以便形成最大强度。当被支承结构经受微小位移时，比如在膨胀和收缩的周期中，支承件固定系统上可产生应变。根据本发明的一个优选实施例，锁定系统设置有器件，所述器件允许小位移，同时仍然抵抗被限制在支承件自身中的预设定剪切作用力，以便在浆料／胶粘剂系统正在凝固／固化的同时保护支承件固定系统。所述器件，其被设计成在预定作用力时发生屈服和／或弯曲而没有最终失效，作为机械保险装置发挥作用，从而在浆料／胶粘剂组分正在凝固／固化的同时，发挥作用来缓解支承件固定系统上的应变或过载。所述器件可以包括附接至第一和／或第二板的一个或两个突耳的一个或多个联结物。

本发明的系统允许支承件比如橡胶-钢层叠支承件或弹性体支承件设置有被锁入的剪切挠度，使得当被安装时，它们在水平剪力上被预设定，以适应例如模铸混凝土桥面的中期收缩。当支承件安装完成时，可以去除预设定系统，然后支承件能自由地适应它所需的所有移动。

本发明的系统的第一和第二板通常可以由铁或其合金例如钢形成，并且通常由火焰切割或水射流切割技术来生产。

本发明的系统还可用于支承件在各种模式中的测试。地震隔离器上的一部分标准需要支承件在预测会在地震期间发生的极端条件下得到测试。测试条件可能需要支承件被保持在大的剪切挠度，同时在支承件上施加拉力，即双向输入。通常，为了测试目的，支承件将被放置在液压测试压机中，以在支承件上施加压缩或稳定作用力。各种辅助装备的使用允许施加其它作用力或位移。根据本发明的系统可以被用于在简化的测试压机中的支承件测试，或者甚至不需要任何测试压机。根据这种用途，可以设置一个或多个液压作动筒(ram)，以便对或克服系统中的板施加作用力。可设置一个或多个作动筒来向在测支承件施加剪切、扭转、旋转、拉伸(提升)或压缩，使得能够调查和／或评估峰值动态载荷比如在地震事件期间发生的那些动态载荷对支承件的影响。

为了能够完全理解并轻松实施本发明，现在将参考附图只通过示例来描述本发明，附图中：

图1是使用中的本发明的锁定系统的实施例的概略横向对称侧视立面图；

图2是使用中的本发明的一不同实施例的概略横向对称侧视立面图；并且

图3是使用中的本发明的再一实施例的概略横向对称侧视立面图；

图4示出了本发明的锁定系统在测试支承件中的使用。

如图1中示出的，本发明的锁定系统包括第一板1和第二板2。第一板1在其上表面3处通过安装板4安装至第一支承构件(未示出)的下表面。第二板2在其下表面5处通过安装板6安装至位于第一支承构件下方的第二支承构件(未示出)的上表面。

第一板1的下表面7设置有突耳8。第二板2的上表面9设置有突耳10。板1的突耳8抵接板2的突耳10，从而沿一个剪切方向抑制板1和／或板2的移动。

该系统的使用允许支承件设置有被锁入的剪切挠度，使得当被安装时，它在水平剪力上被预设定。一旦支承件安装完成后，该系统可以被去除，从而使支承件处于中性或名义零剪切状况，并且具有自由来适应它所需的所有移动。

图2中示出的系统在突耳10中提供有用以为支承件固定系统提供防护的器件，其可以包括机械锚定器和专用的浆料或胶粘剂，这是在浆料或胶粘剂凝固的同时。根据该实施例，在突耳10中提供槽11。在槽11中设置有一个或多个联结物(ligament)1，其由可延展材料形成，并在预定作用力下适于屈服或弯曲，而没有最终失效。根据一个优选实施例，在槽中提供两个联结物。因此，当突耳8朝右移动时，在突耳10上施加作用力。该作用力被一个或多个联结物抵抗，如果作用力的幅度大到足以使突耳中的应力超过材料的弹性极限，则所述一个或多个联结物可进入塑性变形。联结物、突耳和／或槽的尺寸可被选择为用以实现所需水平的作用力来使联结物塑性地变形，即作为机械保险装置发挥作用，由此确保作用力不会上升超过用于浆料或胶粘剂固化的安全极限。这允许由于被支承结构的短(例如，每日)周期的膨胀和收缩而发生的位移，同时仍然抵抗被限制在支承件自身中的预设剪切作用力。该机械保险装置因此防止所使用的锚定器/浆料／胶粘剂系统过载，直到浆料／胶粘剂的固化完成。在固化完成之后，可去除预设的锁定系统。在图2中示出的机械保险装置位于突耳10中。然而，机械保险装置可以替代地被提供在突耳8中或突耳8和10两者中，取决于所需的顺应性(compliance)。

如图3中示出的，本发明的锁定系统可以被设计成防止沿两个剪切方向的移动。具体地，如图3中示出的，第一板1的下表面7设置有凹部12，而第二板2的上表面9设置有突出部分或突耳13，其被设计成牢固地接合到凹部12中。替代地，第二板2的上表面可设置有一个或多个凹部，其与设置在第一板1的下表面上的一个或多个突耳互相接合。

图4示出了本发明的锁定系统在评估双向准静态或动态载荷的施加对支承件的影响的方法中的用途的实施例。图4示出了：短的液压“罐”作动筒14，其向上克服系统的第一板1上的突耳8的下表面进行作用；短的液压“罐”作动筒15，其向下克服系统的第二板2上的突耳10的上表面进行作用；和长的液压作动筒16，其克服突耳10的内侧侧表面进行作用。

必须在理解以下事实的情况下来观察图4：存在横向对称性，并且还存在克服突耳8的内侧侧表面进行作用的长液压作动筒，和分别与作动筒14和15相对应的两个其它的短液压“罐”作动筒，使得对于一对被调整的锁定板1和2中的每个存在两个短作动筒和一个长作动筒。这些其它的短作动筒和长作动筒在图4中未示出，以为简明之故。

如果两个横向地相对的“罐”作动筒被供给能量，则支承件旋转。如果所有四个“罐”作动筒都被供给能量，则支承件被置于拉伸状态。如果两个长作动筒被供给能量，则支承件受到剪切作用。如果被调整的锁定板以及长作动筒被操作，则支承件受到扭转。

使用恒定输入和／或使用循环或间歇式输入来分别地或组合地(双轴输入)施加各种作用力可以被视为复制在使用中预期会发生的状况。通过仪器和／或从视觉上确定变形的影响以及测量所施加的载荷允许支承件的性能得到评估。这可能是所需的，原因有多个，例如，用以检查支承件是否可承受极端载荷，或研究支承件在恒定双轴输入下的长期性能，或者甚至在输入是循环的情况下研究支承件的循环寿命。

Claims (7)

1.一种用于抑制支承件在建筑中的移动的锁定系统，该系统包括：第一板，其具有上表面和下表面，其中所述第一板的上表面适于安装到第一支承构件的下表面上并紧固至第一支承构件的下表面；和第二板，其具有上表面和下表面，其中所述第二板的下表面适于安装到第二支承构件的上表面上并紧固至第二支承构件的上表面，并且其中所述第一板的下表面的构造和所述第二板的上表面的构造被做成防止在所述第一板与第二板之间沿至少一个剪切方向的移动。

2.根据权利要求1所述的锁定系统，其中，所述第一板的下表面具有向下突出的突耳，而所述第二板的上表面具有向上突出的突耳，使得当所述第一板被紧固至第一支承构件的下表面并且所述第二板被紧固至第二支承构件的上表面时，所述第二板上的突耳抵接所述第一板上的突耳，并防止在所述第一与第二板之间沿一个剪切方向的移动。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的锁定系统，其附加地包括用以允许被支承结构的小位移的一个或多个器件，所述器件能够在预定作用力时发生屈服和／或弯曲，而没有最终失效。

4.根据权利要求1所述的锁定系统，其中，所述第一板的下表面具有凹入区域，而所述第二板的上表面具有适于与所述第一板的下表面的凹入区域配合的形状，使得当所述第一板被紧固至第一支承构件的下表面并且所述第二板被紧固至第二支承构件的上表面时，所述第二板的上表面与所述第一板的下表面的凹入区域接合，以便防止在所述第一板与第二板之间沿两个剪切方向的移动。

5.根据权利要求1所述的锁定系统，其中，所述第二板的上表面具有凹入区域，而所述第一板的下表面具有适于与所述第二板的上表面的凹入区域配合的形状，使得当所述第一板被紧固至第一支承构件的下表面并且所述第二板被紧固至第二支承构件的上表面时，所述第一板的下表面与所述第二板的上表面的凹入区域接合，以便防止在所述第一板与第二板之间沿两个剪切方向的移动。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的锁定系统，用于抑制支承件在建筑桥梁期间的移动。

7.如权利要求1-6中任一项所述的锁定系统在双向准静态或动态载荷的施加对支承件的影响的评估方法中的用途。