CN104746424A - 一种钢阻尼球型支座 - Google Patents

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高双全
宫小能
周笑
魏安生
刘井通
孙其战
王舜
王庆培
刘云婷
季文涛
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    • E01D—CONSTRUCTION OF BRIDGES, ELEVATED ROADWAYS OR VIADUCTS; ASSEMBLY OF BRIDGES
    • E01D19/00—Structural or constructional details of bridges
    • E01D19/04—Bearings; Hinges
    • E01D19/042—Mechanical bearings
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Abstract

本发明属于桥梁支座机械技术领域，公开了一种钢阻尼球型支座。其主要技术特征：包括其矩形的四个周边设置有限位方向挡块11的上支座板、第一平面耐磨板、球冠衬板、中间钢板、第二平面不锈钢板和下支座板；在所述的中间钢板和下支座板的周边设置有若干连接的双曲面钢棒；上支座板的对应的两个周边的挡块底部设置有防拉块；对应于具有防拉块的挡块对应的中间钢板的两侧设置有抗拉块。该支座能够避免纵波引起的地震力对梁体的破坏、同时对横波引起的破坏起到减隔震作用；具有结构简单、性能稳定的特点。

Description

一种钢阻尼球型支座
技术领域
    本发明属于桥梁支座技术领域，具体的讲是涉及一种设防P波的弹塑性的钢阻尼球型支座。
背景技术
    目前，所设计的减隔震球型支座主要是针对地震横波（S波）即剪切波所产生的地震力和能量，采用减隔震装置来将结构与支座的运动分离，减少对上部结构的破坏，但是在实际地震发生时，纵波（P波）是推进波，地壳中传播速度为5．5～7千米/秒，最先到达震中，它使梁体发生跳动，对于一些重要桥梁,尽管在地震中没有发生倒塌，但由于损伤严重不得不终止交通，经济损失严重。
发明内容
   本发明的目的就是提供一种结构简单、性能稳定、能避免纵波引起的地震力对梁体的破坏、同时对横波引起的破坏起到减隔震作用的钢阻尼球型支座。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：
     一种钢阻尼球型支座，包括其矩形的四个周边设置有限位方向挡块（11）的上支座板（1）、第一平面耐磨板（3）、球冠衬板（4）、中间钢板（6）、第二平面不锈钢板（8）和下支座板（9）；其特征在于：
在所述的中间钢板（6）和下支座板（9）的周边设置有若干连接的双曲面钢棒（10）；
所述的上支座板（1）的对应的两个周边的挡块（11）底部设置有防拉块（12）；
对应于具有所述防拉块（12）的挡块（11）对应的中间钢板（6）的两侧设置有抗拉块。
构成上述钢阻尼球型支座的附加技术特征还包括：
    ——所述的双曲面钢棒上下端设置有镜像外螺纹，并与对应的中间钢板（6）和下支座板（9）螺纹连接。
    本发明所提供的钢阻尼球型支座与现有技术相比，具有以下优点：其一，由于在中间钢板和下支座板的周边设置有若干连接的具备较高的强度及刚度和良好的延性变形双曲面钢棒，该双曲面钢棒能够实现地震能量的消耗，并控制地震引起结构产生的位移，具有较大的耗能能力；其二，针对地震纵波（P波）即推进波所产生的地震力和能量，通过上支座板、中间钢板及双曲面钢棒的结构形式，在地震中起到设防P波对结构造成的破坏，功能齐全，对地震区的桥梁起到全方位的保护，降低了桥梁等结构的破坏程度；其三，由于双曲面钢棒通过螺纹连接，安装于下支座板与中间板之间，且设置于顶板挡板内部，从横向和竖向充分利用了空间，不仅结构简单紧凑，而且更好地起到竖向及横向的减隔震性能；其四，双曲面钢棒结构简单、加工及安装方便，同时具有良好的伸缩率，采用反对称等强度的设计理念，能够提供大的水平刚度及高的阻尼特性，在位移方向及非位移方向均可起到很好的减隔震作用。
附图说明  
    图1为本发明提供钢阻尼球型支座的切面图结构示意图；
    图2为图1的A-A视图
    图3为图1的B-B视图；
图4为双曲面钢棒形状的结构示意图；
图5为竖向减隔震结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明钢阻尼球型支座的结构和使用原理作进一步详细说明。
 如图1、2和3所示，为本发明钢阻尼球型支座的结构示意图。其结构包括用于支撑桥梁梁体的矩形的四个周边设置有限位方向挡块11的上支座板1、该上支座板的对应的两个周边的挡块11底部设置有防拉块12、焊接在上支座板底面的第一平面不锈钢板2、第一平面耐磨板3安装于球冠衬板4的凹槽中、球面耐磨板5安装于中间钢板6的上球面凹槽中、平面耐磨板7安装于中间钢板6的下凹槽中、第二平面不锈钢板8焊接在矩形的下支座板9的顶面，中间钢板6和下座板9的周边由若干的双曲面钢棒10通过两端的镜像外螺纹13螺口连接，对应于具有防拉块12的中间钢板6的两端侧设置有抗拉块14。不锈钢板2与平面耐磨板3组成第一平面摩擦副结构，满足由于在荷载、温度、混凝土收缩和徐变作用下结构的位移；球冠衬板4与球面耐磨板5组成球面摩擦副结构，满足结构的正常转角；平面耐磨板7与平面不锈钢板8组成第二平面摩擦副结构，在正常情况下，中间钢板6与下座板9没有相对运动，上支座板1沿自由方向移动，位移方向的挡块保证了运动的安全性；当发生地震时，首先纵波是推进波，地壳中传播速度为5．5~7千米/秒，最先到达震中，又称P波，它使梁体发生跳动，上支座板1与中间钢板6通过拉臂配合，双曲面钢棒10与下支座板连接，这样的结构起到竖向抗拔作用，中间钢板6两端侧导向处设置的抗拉块14形成强度弱化区，在超出设计抗拔强度时，该区域先产生塑性变形以保护双曲面钢棒，在地震中起到设防P波对结构造成的破坏，随之横波是剪切波，在地壳中的传播速度为3.2～4.0千米/秒，第二个到达震中，又称S波，双曲面钢棒10受力变形，全截面屈服，通过其塑性变形耗散地震能量，同时第二平面摩擦副结构产生相应的位移，减隔震效果明显，保证并控制地震引起结构产生的位移。
如图4所示，双曲面钢棒10两个端部分别设置有镜像外螺纹13，通过螺纹分别与中间钢板6和下座板9连接，其截面为圆形，受力均匀，起到良好的减隔震作用，所述的双曲面钢棒并排于下支座板顶面与中间钢板导向底面的四周，具备足够高的强度和刚度，同时起到限位作用。
    如图5所示，上支座板限位方向的挡块11和中间钢板6的端部设置的抗拉块14导向结合起到很好的竖向抗拔作用，当抗拉块14超出设计抗拔强度时，该抗拉块先产生塑性变形以保护双曲面钢棒10，保证钢棒消耗纵波引起的地震能,同时在横向起到很好的减隔震作用。

Claims (2)

1.一种钢阻尼球型支座，包括其矩形的四个周边设置有限位方向挡块（11）的上支座板（1）、第一平面耐磨板（3）、球冠衬板（4）、中间钢板（6）、第二平面不锈钢板（8）和下支座板（9）；其特征在于：
在所述的中间钢板（6）和下支座板（9）的周边设置有若干连接的双曲面钢棒（10）；
所述的上支座板（1）的对应的两个周边的挡块（11）底部设置有防拉块（12）；
对应于具有所述防拉块（12）的挡块（11）对应的中间钢板（6）的两侧设置有抗拉块。
2.如权利要求1所述的钢阻尼球型支座，其技术特征在于：所述的双曲面钢棒上下端设置有镜像外螺纹，并与对应的中间钢板（6）和下支座板（9）螺纹连接。
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