CN104328736B - 桥梁减隔震支座 - Google Patents

Abstract

本发明涉及铁道桥梁抗震领域，具体涉及桥梁减隔震支座。包括：支座主体、限位装置、速度锁定器；其中，支座主体包括：上支座板、球冠衬板、下支座板、底板，球冠衬板处于上支座板、下支座板之间，并分别通过滑动组件与上支座板、下支座板构成弧面相配合；下支座板的下端面通过导轨组件与底板滑动面相配合；限位装置与上支座板固定连接；速度锁定器活塞杆两端分别与下支座板连接；速度锁定器的钢筒与底板固定连接。本发明能够日常情况下释放温度及荷载位移，梁体不发生抬高，不产生附加力；地震时锁定器锁定，减隔震支座发挥减隔震作用。减隔震支座设置可靠的限位装置，既保证了限位需求又不影响支座转动。

Description

桥梁减隔震支座

技术领域

本发明涉及铁道桥梁抗震领域，具体涉及用于铁道桥梁的桥梁减隔震支座。

背景技术

近年来，地震频发。由于桥梁倒塌而造成的直接损失和由此引发的交通瘫痪所造成的间接损失都非常巨大。在各种铁路桥梁抗震设计方法中，减隔震设计经工程实践证明是最为经济、有效的方法。这种方法一般是通过在上、下部结构之间安装具有减隔震功能的支座，有目的地引导结构的损伤形式，改善整体结构的抗震性能。

现有类似的减隔震支座在铁路桥梁中应用存在以下问题：

1)梁体抬高，引起钢轨线性变换，影响铁路运营安全。具体的讲：支座在正常温变及运营时位移时，会引起梁体不断升高或降低，故而引起轨道标高变化；同时会产生附加荷载，对桥梁结构受力也是不利的。

2)摩擦系数不稳定，影响减隔震效果。现有的摩擦摆减隔震支座的滑板采用常规支座的滑板材料，滑板材料需要涂抹硅脂润滑，涂抹硅脂后具有较低的摩擦系数，这对桥梁温度伸缩是有利的，但大大影响摩擦摆地震中摩擦消能。

3)常规减隔震支座限位结构与转动结构相冲突。限位结构目的保证正常运营时支座起到约束作用，地震时剪断；转动结构目的释放桥梁转动变形。由于限位结构需要支座部件之间没有间隙，而转动则需要预留一定间隙满足转角，两者存在结构上的冲突。

发明内容

本发明的实施例提供一种桥梁减隔震支座，能够在地震状态时进行摩擦消能，在运营状态时，正常滑动释放温度位移，且正常转动。

根据本发明的一个方面，提供一种桥梁减隔震支座，包括：支座主体、限位装置、速度锁定器；其中，所述支座主体包括：上支座板、球冠衬板、下支座板及底板，所述球冠衬板处于所述上支座板、所述下支座板之间，并分别通过滑动组件与所述上支座板、所述下支座板构成弧面相配合；所述下支座板的下端面通过导轨组件与底板滑动面相配合；所述限位装置与所述上支座板固定连接；所述速度锁定器活塞杆两端分别与所述下支座板连接；所述速度锁定器的钢筒与所述底板固定连接。

在一些实施例中，优选为，所述上支座板和所述球冠衬板之间的弧面相配合为：所述上支座板的下端面为上凹弧面，所述球冠衬板的上端面为上凸弧面，所述上凹弧面和所述上凸弧面相互配合。

在一些实施例中，优选为，所述上支座板和所述球冠衬板之间的滑动组件包括：上下位置关系的不锈钢板和上球面滑板，所述不锈钢板的下表面与所述上球面滑板的上表面相配合；其中，所述不锈钢板与所述上凹弧面连接，并覆盖整个所述上凹弧面；所述上球面滑板与所述上凸弧面连接，并覆盖整个所述上凸弧面。

在一些实施例中，优选为，所述下支座板和所述球冠衬板之间的弧面配合为：所述下支座板的上端面为下凹弧面，所述球冠衬板的下端面为下凸弧面，所述下凹弧面和所述下凸弧面相互配合。

在一些实施例中，优选为，所述下支座板和所述球冠衬板之间的滑动组件包括：上下位置关系的下球面滑板和不锈钢板，所述下球面滑板的下表面与所述不锈钢板的上表面连接；其中，所述下球面滑板与所述下凸弧面连接，并覆盖整个所述下凸弧面；所述不锈钢板与所述下凹弧面连接，并覆盖整个所述下凹弧面。

在一些实施例中，优选为，所述限位装置包括：限位块和固定连接组件，所述限位块通过所述固定连接组件与所述上支座板固定连接。

在一些实施例中，优选为，所述固定连接组件包括：销轴和/或螺栓。

在一些实施例中，优选为，所述导轨组件包括：设置于平面滑板和导轨，所述导轨的侧面设置侧向滑板，所述平面滑板夹于所述下支座板的下端面和所述底板的上端面之间；所述导轨设置于所述底板的中心，且纵向设置，平行于所述速度锁定器的活塞杆。

在一些实施例中，优选为，所述下支座板的两端横向向外延伸出挡板，所述速度锁定器与所述下支座板的连接关系为所述速度锁定器的活塞杆两端分别伸出对应位置的所述挡板。

在一些实施例中，优选为，所述速度锁定器与所述底板之间的固定连接关系为：所述速度锁定器的钢筒卡入所述底板开设的凹槽中。

通过本发明的实施例提供的桥梁减隔震支座，与现有技术相比，支座主体包括上支座板、球冠衬板、下支座板及底板，球冠衬板处于所述上支座板、所述下支座板之间，并分别通过滑动组件与所述上支座板、所述下支座板构成弧面相配合，滑动组件处构成地震工作面；下支座板的下端面通过导轨组件与底板滑动面相配合，构成工作时的温度及正常运营时滑移面；而且，限位装置与上支座板固定连接，维持正常转动；上支座板在工作状态下，不发生滑动。通过上述结构，地震工作面、正常使用时滑移面分离，速度锁定器地震时锁定，发挥减震效果。正常使用位移情况下，下支座板与底板通过导轨组件相对运动，同时活塞杆与缸筒间发生相对运动，释放温度及荷载位移，不产生较大的额外力。地震时，锁定器锁定，下支座板与底板间不发生相对运动，限位装置剪断，减隔震支座发挥减隔震作用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，以下将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图进行论述，显然，在结合附图进行描述的技术方案仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图所示实施例得到其它的实施例及其附图。

图1是本发明实施例中桥梁减隔震支座截面示意图；

图2为图1中桥梁减隔震支座的俯视示意图。

注：1上支座板；2球冠衬板；3下支座板；4底板；5不锈钢板；6上球面滑板；7下球面滑板；8平面滑板；9导轨；10限位装置；11速度锁定器；12缸体；13活塞杆；14挡板；15销轴；16螺栓。

具体实施方式

以下将结合附图对本发明各实施例的技术方案进行清楚完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中所述的实施例，本领域普通技术人员在不需要创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施例，都在本发明所保护的范围内。

考虑到目前铁道桥梁减隔震支座正常位移中对梁体的受力影响较大，而且，摩擦系数不稳定，限位结构和转动结构相互冲突的问题，本发明提供了一种桥梁减隔震支座。

其包括：支座主体、限位装置、速度锁定器；其中，支座主体包括：上支座板、球冠衬板、下支座板及底板，球冠衬板处于上支座板、下支座板之间，并分别通过滑动组件与上支座板、下支座板构成弧面相配合；下支座板的下端面通过导轨组件与底板滑动面相配合；限位装置与上支座板固定连接；速度锁定器活塞杆两端分别与下支座板连接；速度锁定器的钢筒与底板固定连接。

支座主体包括上支座板、球冠衬板、下支座板及底板，球冠衬板处于上支座板、下支座板之间，并分别通过滑动组件与上支座板、下支座板构成弧面相配合，滑动组件处构成地震工作面；下支座板的下端面通过导轨组件与底板滑动面相配合，构成工作时的温度及正常运营时滑移面；而且，限位装置与上支座板固定连接，维持正常转动；上支座板在工作状态下，不发生滑动。通过上述结构，地震工作面、正常使用时滑移面分离，速度锁定器地震时锁定，发挥减震效果。正常使用位移情况下，下支座板与底板通过导轨组件相对运动，同时活塞杆与缸筒间发生相对运动，释放温度及荷载位移，不产生较大的额外力。地震时，锁定器锁定，下支座板与底板间不发生相对运动，限位装置剪断，减隔震支座发挥减隔震作用。

接下来，将对铁道上桥梁减隔震支座进行详细的描述：

一种桥梁减隔震支座，如图1，2所示，包括：支座主体、限位装置10、速度锁定器11；其中，支座主体包括：上支座板1、球冠衬板2、下支座板3、底板4，球冠衬板2处于上支座板1、下支座板3之间，并分别通过滑动组件与上支座板1、下支座板3构成弧面相配合；构成地震滑动平面，其中滑动组件采用摩擦系数稳定的材料，不需要添加硅脂。下支座板3的下端面通过导轨组件与底板4滑动面相配合；构成正常使用滑移面，采用常规支座滑板且涂抹硅脂。限位装置10与上支座板1固定连接；避免地震滑动面滑动，且不影响下支座板3的转动。速度锁定器活塞杆13两端分别与下支座板3连接；速度锁定器11的钢筒与底板4固定连接，速度锁定器11作用如同功能开关，可以识别支座所处状态，根据支座状态的不同速度锁定器11产生不同响应。

上述减隔震支座，将正常使用滑动面与地震滑动面分离；地震滑动面采用一种无需硅脂润滑、有稳定的摩擦系数滑板材料，能够稳定耗能减震；支座日常工作面采用带有硅脂平面滑动副，摩擦系数低释放温度位移，且梁体不抬升。地震状态下，平面滑动副锁定，地震滑动面摩擦消能；运营状态下，平面滑动副释放，地震滑动面不动。支座既具有限位功能同时不影响转动。

其中，上支座板1和球冠衬板2之间的弧面配合具体设计为：上支座板1的下端面为上凹弧面，球冠衬板2的上端面为上凸弧面，上凹弧面和上凸弧面相互配合。弧面配合相对平面配合的作用来说，滑动摩擦力更大，减隔震效果较好。

上支座板1和球冠衬板2之间的滑动组件包括：上下位置关系的不锈钢板5和上球面滑板6，不锈钢板5的下表面与上球面滑板6的上表面相配合；其中，不锈钢板5与上凹弧面连接，并覆盖整个上凹弧面；上球面滑板6与上凸弧面连接，并覆盖整个上凸弧面。不锈钢板5和上球面滑板6构成地震滑动材料，摩擦系数较高，耐磨性好，无需硅脂润滑，摩擦消能效果好。其中，上球面滑板6可以选用不锈钢材料。

其中，下支座板3和球冠衬板2之间的弧面配合为：下支座板3的上端面为下凹弧面，球冠衬板2的下端面为下凸弧面，下凹弧面和下凸弧面相互配合。弧面配合相对平面配合的作用来说，滑动摩擦力更大，减隔震效果较好。

下支座板3和球冠衬板2之间的滑动组件包括：上下位置关系的下球面滑板7和不锈钢板，下球面滑板7的下表面与不锈钢板的上表面连接；其中，下球面滑板7与下凸弧面连接，并覆盖整个下凸弧面；不锈钢板5与下凹弧面连接，并覆盖整个下凹弧面。球冠衬板2和下支座板3之间可以通过不锈钢板5和下球面滑板7进行滑动，与下支座板3和底板4之间的导轨组件相配合保持运营工作状态下的正常转动。

其中，为了在运营工作状态下限值地震滑动面的运动，限位装置10与上支座板固定连接，该限位装置10包括：限位块和固定连接组件，限位块通过固定连接组件与上支座板1固定连接。地震时，限位装置10剪断，上支座板1和球冠衬板2之间的滑动组件进行摩擦消能。

一方面能够在正常运营中促使地震滑动面不运动，另一方面，地震发生时能够剪断，因此固定连接组件包括：销轴15和/或螺栓16。

其中，导轨组件包括：设置于平面滑板8和导轨9，导轨的侧面设置侧向滑板，平面滑板8夹于下支座板3的下端面和底板4的上端面之间；导轨9过底板4的中心，且纵向设置，平行于速度锁定器11的活塞杆13。温度及正常运营位移情况下，下支座板3与底板4通过导轨9相对运动，同时活塞杆13与缸筒间发生相对运动，释放位移，不产生较大的额外力。

其中，下支座板3的两端横向向外延伸出挡板14，速度锁定器11与下支座板3的连接关系为速度锁定器11的活塞杆13两端分别伸出对应位置的挡板14。速度锁定器11通过缸体12内填充的高粘度流体在活塞中的特殊性能“速度敏感性”，使缸体12与活塞之间在低速工作状态下产生的抗力很小，而随着速度增加抗力迅速升高到设计值，速度锁定器11由柔性变为刚性而“锁定”，实现两端连接构件之间低速下的相对位移和高速下的限位功能。因此，地震发生时，速度锁定器11发生刚性锁定，下支撑座和底板4之间不再发生相对滑动。只有上支座板1和球冠衬板2之间的滑动组件、球冠衬板2和下支座板3之间的滑动组件形成的地震滑动面进行摩擦消能。

为了对速度锁定器11进行有效的位置固定，速度锁定器11与底板4之间的固定连接关系为：速度锁定器11的钢筒卡入底板4开设的凹槽中。

本发明的关键点是减隔震支座实现地震工作面与正常使用滑移面分离，地震工作面滑板采用具有稳定摩擦系数的材料，且不需添加硅脂，温度滑移面采用常规支座滑板且涂抹硅脂，能够起到稳定的减震作用，且保证了支座的使用寿命。在减隔震支座的纵桥向加速度锁定器，速度锁定器活塞杆两端与下支座板伸出的挡板连接，速度锁定器缸筒与底板开槽固定连接。日常情况下释放温度位移，梁体不发生抬高，不产生附加力；地震时锁定器锁定，减隔震支座发挥减隔震作用。减隔震支座设置可靠的限位装置，既保证了限位需求又不影响支座转动。

本发明提供的各种实施例可根据需要以任意方式相互组合，通过这种组合得到的技术方案，也在本发明的范围内。

显然，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，本领域技术人员可以对本发明进行各种改动和变型。如果对本发明的这些改动和变型是在本发明的权利要求及其等同方案的范围之内，则本发明也将包含这些改动和变型。

Claims (10)

1.一种桥梁减隔震支座，其特征在于，包括：支座主体、限位装置、速度锁定器；其中，所述支座主体包括：上支座板、球冠衬板、下支座板、底板，所述球冠衬板处于所述上支座板、所述下支座板之间，并分别通过滑动组件与所述上支座板、所述下支座板构成弧面相配合；所述下支座板的下端面通过导轨组件与底板滑动面相配合；所述限位装置与所述上支座板固定连接；所述速度锁定器活塞杆两端分别与所述下支座板连接；所述速度锁定器的钢筒与所述底板固定连接。

2.如权利要求1所述的桥梁减隔震支座，其特征在于，所述上支座板和所述球冠衬板之间的弧面相配合为：所述上支座板的下端面为上凹弧面，所述球冠衬板的上端面为上凸弧面，所述上凹弧面和所述上凸弧面相互配合。

3.如权利要求2所述的桥梁减隔震支座，其特征在于，所述上支座板和所述球冠衬板之间的滑动组件包括：上下位置关系的不锈钢板和上球面滑板，所述不锈钢板的下表面与所述上球面滑板的上表面相配合；其中，所述不锈钢板与所述上凹弧面连接，并覆盖整个所述上凹弧面；所述上球面滑板与所述上凸弧面连接，并覆盖整个所述上凸弧面。

4.如权利要求1所述的桥梁减隔震支座，其特征在于，所述下支座板和所述球冠衬板之间的弧面配合为：所述下支座板的上端面为下凹弧面，所述球冠衬板的下端面为下凸弧面，所述下凹弧面和所述下凸弧面相互配合。

5.如权利要求4所述的桥梁减隔震支座，其特征在于，所述下支座板和所述球冠衬板之间的滑动组件包括：上下位置关系的下球面滑板和不锈钢板，所述下球面滑板的下表面与所述不锈钢板的上表面连接；其中，所述下球面滑板与所述下凸弧面连接，并覆盖整个所述下凸弧面；所述不锈钢板与所述下凹弧面连接，并覆盖整个所述下凹弧面。

6.如权利要求1所述的桥梁减隔震支座，其特征在于，所述限位装置包括：限位块和固定连接组件，所述限位块通过所述固定连接组件与所述上支座板固定连接。

7.如权利要求6所述的桥梁减隔震支座，其特征在于，所述固定连接组件包括：销轴和/或螺栓。

8.如权利要求1所述的桥梁减隔震支座，其特征在于，所述导轨组件包括：设置于平面滑板和导轨，所述导轨的侧面设置侧向滑板，所述平面滑板夹于所述下支座板的下端面和所述底板的上端面之间；所述导轨设置于所述底板的中心，且纵向设置，平行于所述速度锁定器的活塞杆。

9.如权利要求1-8任一项所述的桥梁减隔震支座，其特征在于，所述下支座板的两端横向向外延伸出挡板，所述速度锁定器与所述下支座板的连接关系为所述速度锁定器的活塞杆两端分别伸出对应位置的所述挡板。

10.如权利要求9所述的桥梁减隔震支座，其特征在于，所述速度锁定器与所述底板之间的固定连接关系为：所述速度锁定器的钢筒卡入所述底板开设的凹槽中。