CN104404870B - 大吨位防海洋腐蚀金属阻尼减隔震钢支座 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种大吨位防海洋腐蚀金属阻尼减隔震钢支座，包括上支座板、球冠衬板和下支座板，球冠衬板安装在上支座板与下支座板之间，所述球冠衬板由上衬板和下衬板构成，下支座板上设有衬板安装槽，下衬板固定在该衬板安装槽中，上衬板顶部固连在上支座板上，底部外侧壁与衬板安装槽内壁接触，上衬板底面与下衬板顶面滑动配合，其配合面为球冠面；在上衬板外侧设有固连在上支座板上的防落梁挡块，防落梁挡块底面通过抗剪螺栓固定抗震挡块的一端，抗震挡块的另一端与上衬板外壁接触，上衬板外壁与防落梁挡块外壁之间有间隙；防落梁挡块外侧的上支座板与下支座板之间安装金属阻尼器。在遇地震时，该支座具有两级保护结构，保护支座主体不受损伤，避免落梁情况发生。
Description
技术领域
本发明涉及一种球型钢支座，特别是涉及一种大吨位防海洋腐蚀金属阻尼减隔震钢支座。
背景技术
球型钢支座于上世纪八十年代末在国内研制成功，与其它支座相比，在承载力、转动、温度适应性以及使用寿命等方面具有明显的优势，目前已广泛应用于公路、铁路、市政等桥梁工程。
目前，在桥梁工程中采用的大吨位球型钢支座基本上都是一级抗震类型，即支座按照设计提出的水平承载力要求，在支座的下支座板两边各设置一个挡块，挡块与上支座板固结来承受水平荷载。而一旦地震等偶发因素所产生水平力超过挡块的极限承载力时，挡块就被剪坏，失去了水平约束构造，此时对于斜拉桥或悬索桥或许不会造成落梁的情况（因为有拉索把梁体拉住），而对于拱桥来说就极为不利，没有任何可以再次依赖的措施。所以，有必要针对主桥上安装的大吨位球型钢支座进行专项研究，研究一种在一级抗震类型球型钢支座基础之上的第二级保护措施。
发明内容
本发明的目的就是提供一种大吨位防海洋腐蚀金属阻尼减隔震钢支座，具有两级抗震保护结构，从而完全解决上述现有技术存在的问题。
本发明的目的通过下述技术方案来实现：
一种大吨位防海洋腐蚀金属阻尼减隔震钢支座，包括上支座板、球冠衬板和下支座板，球冠衬板安装在上支座板与下支座板之间，所述球冠衬板由上衬板和下衬板构成，下支座板上设有衬板安装槽，下衬板固定在该衬板安装槽中，上衬板顶部固连在上支座板上，底部外侧壁与衬板安装槽内壁接触，上衬板底面与下衬板顶面滑动配合，其配合面为球冠面；在上衬板外侧设有固连在上支座板上的防落梁挡块，防落梁挡块底面通过抗剪螺栓固定抗震挡块的一端，抗震挡块的另一端与上衬板外壁接触，上衬板外壁与防落梁挡块外壁之间有间隙；防落梁挡块外侧的上支座板与下支座板之间安装金属阻尼器。
进一步，所述金属阻尼器包括金属卡榫、卡榫套和弹性元件，在下支座板上设有阻尼器安装槽，卡榫套设于该安装槽中，弹性元件设于卡榫套外壁与阻尼器安装槽壁之间，金属卡榫一端固定在上支座板上，另一端插入卡榫套中，且金属卡榫与卡榫套之间为点接触。
进一步，所述金属卡榫为圆台形，且在圆台顶端设有球形头，球形头插入卡榫套中。
作为优选，所述阻尼器安装槽为环形槽，弹性元件为与该环形槽匹配的圆环，并安装在该环形槽中，弹性元件上均匀开设若干安装孔，卡榫套装配在安装孔中。
作为优选，在相对球冠衬板前后面或左右侧的下支座板上对称开设阻尼器安装槽，弹性元件与阻尼器安装槽匹配并安装在该槽中，弹性元件上均匀开设若干安装孔，卡榫套装配在安装孔中。
作为优选，所述金属卡榫表面采用镀镍磷合金处理。
该支座结构中的抗震挡块和抗剪螺栓能满足正常使用和常遇地震情况下的使用要求；在罕遇地震等特殊情况下，当水平荷载超过抗震挡块和抗剪螺栓设计值时，抗剪螺栓剪断失效，释放地震能量，同时通过摩擦耗能和金属阻尼器耗能，保护支座主体结构不受损伤。当滑移到设计允许位移量后，防落梁挡块起到二次保护作用，避免落梁等情况发生。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：结构简单，设计合理，在遇地震时，支座具有两级保护结构，保护支座主体不受损伤，避免落梁情况发生。地震后只需对抗剪螺栓进行维修更换，支座主体结构不需更换，同时也不需要顶梁即可恢复支座原设计功能。
附图说明
图1是实施例一顺桥向的半剖结构示意图；
图2是实施例一横桥向的半剖结构示意图；
图3是实施例一的立体结构半剖图；
图4是实施例二顺桥向的半剖结构示意图；
图5是实施例二横桥向的半剖结构示意图；
图6是实施例三顺桥向的半剖结构示意图；
图7是实施例三横桥向的半剖结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例和附图对本发明作进一步的说明。
实施例一
如图1至图3所示，一种大吨位防海洋腐蚀金属阻尼减隔震钢支座，包括上支座板1、球冠衬板和下支座板2，球冠衬板安装在上支座板1与下支座板2之间，所述球冠衬板由上衬板3和下衬板4构成，下支座板2上设有衬板安装槽5，下衬板4固定在该衬板安装槽5中，上衬板3顶部固连在上支座板1上，底部外侧壁与衬板安装槽5内壁接触，上衬板3底面与下衬板4顶面滑动配合，其配合面为球冠面；在上衬板3外侧设有固连在上支座板1上的防落梁挡块6，防落梁挡块6底面通过抗剪螺栓7固定抗震挡块8的一端，抗震挡块8的另一端与上衬板3外壁接触，上衬板3外壁与防落梁挡块6外壁之间有间隙，该间隙为抗剪螺栓7被破坏后的设计位移量；防落梁挡块6外侧的上支座板1与下支座板2之间安装金属阻尼器。
所述金属阻尼器包括金属卡榫9、卡榫套10和弹性元件11，在下支座板2上开设圆环形的阻尼器安装槽12，弹性元件11为与该圆环形槽匹配的圆环，并安装在该圆环形槽中，弹性元件11上均匀开设若干安装孔，卡榫套10装配在安装孔中，金属卡榫9一端固定在上支座板1上，另一端插入卡榫套10中，且金属卡榫9与卡榫套10之间为点接触。采用点接触这种结构有利于设计计算力臂，控制计算抗剪力。所述金属卡榫9表面采用镀镍磷合金处理。
作为优选，所述金属卡榫9为圆台形，且在圆台顶端设有球形头，球形头插入卡榫套10中。
当遭遇地震等偶发因素时，并且当水平力大于30000kN时，上衬板3推动抗震挡块8使抗剪螺栓7被剪断，此时第一级保护被破坏。同时，上衬板3与下衬板4之间的支座隔震摩擦面产生位移耗能，金属阻尼器发挥作用，当支座隔震摩擦面位移到设计值时，防落梁挡块6起到二次保护作用，其水平承载力不小于30000kN。
上述大吨位防海洋腐蚀金属阻尼减隔震钢支座竖向承载力为100000kN，正常工作时，顺桥向位移量为0mm，横桥向位移量为0mm。遇地震等偶发因素时，抗剪螺栓7被破坏后，顺桥向设计位移量A为±150mm，横桥向设计位移量B为±150mm。
实施例二
参见图4和图5，本实施例与实施例一的不同之处在于，仅在相对球冠衬板前后面的下支座板2上对称开设长条形阻尼器安装槽，弹性元件11与阻尼器安装槽匹配并安装在该槽中，弹性元件11上均匀开设若干安装孔，卡榫套10装配在安装孔中。
该支座仅在顺桥向方向对称布置有金属阻尼器。
上述大吨位防海洋腐蚀金属阻尼减隔震钢支座竖向承载力为100000kN，正常工作时，顺桥向位移量为0mm，横桥向位移量为±40mm。遇地震等偶发因素时，抗剪螺栓7被破坏后，顺桥向设计位移量A为±150mm，横桥向设计位移量B为±150mm。
实施例三
参见图6和图7，本实施例与实施例一的不同之处在于，仅在相对球冠衬板左右侧面的下支座板2上对称开设长条形阻尼器安装槽，弹性元件11与阻尼器安装槽匹配并安装在该槽中，弹性元件11上均匀开设若干安装孔，卡榫套10装配在安装孔中。
该支座仅在横桥向方向对称布置有金属阻尼器。
上述大吨位防海洋腐蚀金属阻尼减隔震钢支座竖向承载力为100000kN，正常工作时，顺桥向位移量为±300mm，横桥向位移量为0mm。遇地震等偶发因素时，抗剪螺栓7被破坏后，顺桥向设计位移量A为±150mm，横桥向设计位移量B为±150mm。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种大吨位防海洋腐蚀金属阻尼减隔震钢支座，包括上支座板、球冠衬板和下支座板，球冠衬板安装在上支座板与下支座板之间，所述球冠衬板由上衬板和下衬板构成，下支座板上设有衬板安装槽，下衬板固定在该衬板安装槽中，上衬板顶部固连在上支座板上，底部外侧壁与衬板安装槽内壁接触，上衬板底面与下衬板顶面滑动配合，其配合面为球冠面；在上衬板外侧设有固连在上支座板上的防落梁挡块，防落梁挡块底面通过抗剪螺栓固定抗震挡块的一端，抗震挡块的另一端与上衬板外壁接触，上衬板外壁与防落梁挡块外壁之间有间隙；防落梁挡块外侧的上支座板与下支座板之间安装金属阻尼器，其特征在于：所述金属阻尼器包括金属卡榫、卡榫套和弹性元件，在下支座板上设有阻尼器安装槽，卡榫套设于该安装槽中，弹性元件设于卡榫套外壁与阻尼器安装槽壁之间，金属卡榫一端固定在上支座板上，另一端插入卡榫套中，且金属卡榫与卡榫套之间为点接触。
2.根据权利要求1所述的大吨位防海洋腐蚀金属阻尼减隔震钢支座，其特征在于：所述金属卡榫为圆台形，且在圆台顶端设有球形头，球形头插入卡榫套中。
3.根据权利要求1或2所述的大吨位防海洋腐蚀金属阻尼减隔震钢支座，其特征在于：所述阻尼器安装槽为环形槽，弹性元件为与该环形槽匹配的圆环，并安装在该环形槽中，弹性元件上均匀开设若干安装孔，卡榫套装配在安装孔中。
4.根据权利要求1或2所述的大吨位防海洋腐蚀金属阻尼减隔震钢支座，其特征在于：在相对球冠衬板前后面或左右侧的下支座板上对称开设阻尼器安装槽，弹性元件与阻尼器安装槽匹配并安装在该槽中，弹性元件上均匀开设若干安装孔，卡榫套装配在安装孔中。
5.根据权利要求1或2所述的大吨位防海洋腐蚀金属阻尼减隔震钢支座，其特征在于：所述金属卡榫表面采用镀镍磷合金处理。
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