CN105887668A - 桥梁减隔震支座及斜拉桥、悬索桥支撑结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种桥梁减隔震支座及斜拉桥、悬索桥支撑结构。其中桥梁支座，包括左、右两部分，左部分为横向设置的碟形弹簧组件，右部分为横向设置的单向活动支座，左、右两部分之间串联并使用连接件连接成一体结构，还可以在第一板和第二板之间沿周向均匀设置有若干C型软钢阻尼器。并公开了在斜拉桥和悬索桥中的应用。采用本发明提供的减隔震支座后，可以有效延长结构横向振动周期、碟形弹簧变形也可消耗部分地震能量，因此，桥塔横向地震响应可得到显著降低，幅度达到20％—30％，设计难度和建造成本均得到了有效降低。

Description

桥梁减隔震支座及斜拉桥、悬索桥支撑结构

技术领域

本发明涉及一种桥梁支座，尤其涉及一种桥梁减隔震支座及应用的斜拉桥、悬索桥。

背景技术

目前对于斜拉桥、悬索桥结构，由于主梁在桥塔处横向为约束状态，而在地震作用下主梁的横向地震力会通过横梁直接传到桥塔上，所以桥塔的横桥向抗震设计通常仅能采用传统的抗震设计方法进行，为了使桥塔能够在地震作用中保持弹性状态，只有通过加大截面尺寸和配筋量来实现。

传统的抗震设计方法需要依靠结构自身的强度、延性和耗能能力来抵抗地震作用。而对于斜拉桥、悬索桥结构，在地震作用中若依靠桥塔发生延性破坏来耗能抵抗地震作用显然是不可行的，桥塔需要保持弹性状态。而横桥向没有其他耗能构件，故只能依靠桥塔自身的强度来抵抗地震作用，同时导致了基础规模大幅增大，设计、施工难度加大、材料的浪费和建造成本的增加。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本发明提供一种桥梁支座，用于解决现有的支座在横向上抗震性能差的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案为：

桥梁支座，包括左、右两部分，其特征在于，左部分为横向设置的碟形弹簧组件，右部分为横向设置的单向活动支座，左、右两部分之间串联并使用连接件连接成一体结构。

进一步地，所述碟形弹簧组件包括第一板、第二板、弹簧片和导向柱，其中，第一板和第二板为相对设置的厚钢板，在第一板上设置有向第二板延伸的第一套筒，在第二板上设置有向第一板延伸的第二套筒，且第一套筒和第二套筒之间彼此重叠并使用剪力销进行连接，在第一板和第二板之间以及第一套筒和第二套筒围成的空间内叠放多片弹簧片，导向柱与第二板为一体结构或者分体结构，导向柱与第一板之间留出活动空间，并设置橡胶垫。

在第一板和第二板之间沿周向均匀设置有若干C型软钢阻尼器。

进一步地，在第一板的外侧设置锁紧件。

进一步地，所述单向活动支座包括第三板、第四板和活动球板，其中第三板和第四板相对设置且在第三板上设置有向第四延伸的第三套筒，并在第四板和第三套筒之间安装一个环状的密封垫圈，在第三板、第四板、第三套筒之间的空间内放置一个活动球板，其中活动球板的一个表面与第三板之间进行配合，配合面为平面，且在配合处设置橡胶垫，所述活动球板的另一个表面与第四板之间进行配合，配合面为弧形面，且在配合处设置橡胶垫。

进一步地，在第四板的外侧设置锁紧件。

进一步地，在桥塔处梁体侧面与垫石侧面之间安装桥梁支座。

本发明的有益效果是：

现有斜拉桥、悬索桥结构横向抗震设计通常为传统抗震设计，仅能依靠桥塔自身强度抵抗地震作用，而较大的截面尺寸也会加大结构横向刚度，增加地震能量的输入，增大了设计难度和建造成本。采用本发明提供的减隔震支座后，可以有效延长结构横向振动周期、碟形弹簧变形也可消耗部分地震能量，因此，桥塔横向地震响应可得到显著降低，幅度达到20％—30％，设计难度和建造成本均得到了有效降低。

附图说明

图1为本支座的全剖视图。

图2为本支座在桥梁中的应用示意图。

图3为本支座的另一设计图。

图4为本支座的另一设计图。

图5为实施例二的剖视图。

图中：1 支座，11 碟形弹簧组件，111 第一板，112 第二板，113 弹簧片，114 导向柱，115 第一套筒，116 第二套筒，117 剪力销，118、118’ 锁紧件，12 单向活动球型钢支座组件，121 第三板，122 第四板，123 活动球板，124 第三套筒，125 密封垫圈，126 平面，127 弧形面，13 钢铆钉，2 梁体，3 垫石，4 C型软钢阻尼器，41 铰接，5 单向活动盆式橡胶支座，6 圆盘式橡胶支座。

具体实施方式

如图1至图2所示，

针对现有缺陷，本发明为一种桥梁减隔震支座，主要应用于斜拉桥、悬索桥结构，该支座1安装于桥塔处梁体2侧面与垫石3侧面之间，目的是实现结构的横向减隔震(水平方向)。传统抗震设计中梁体在桥塔处与桥塔横向固结，结构横向自振周期较短；而采用了本发明的支座后，在地震过程中，第一套筒和第二套筒间剪力销剪断，支座前端的碟形弹簧或/和C型软钢阻尼器发挥作用，一方面可以有效延长结构横向自振周期，避开地震卓越周期，减小地震能量的输入，另一方面碟形弹簧或/和C型软钢阻尼器发生变形可以有效消耗部分地震能量，从而显著减小桥塔的横向地震响应。经计算，非近场地震作用下，与传统抗震设计相比，采用本发明的支座后桥塔横向地震响应大约可以减小20％—30％，桥塔基础规模和建造成本亦可相应显著降低。正常使用时，第一套筒和第二套筒间剪力销保持不动，可保证梁体的横桥向约束和顺桥向滑动的静力设计要求。故采用本发明的支座后，不仅可显著减小结构地震响应，同时完全满足结构正常使用的要求。

基于上述的描述，本发明的支座1包括左、右两大部分，其中左部分为一碟形弹簧组件11，右部分为一单向活动球型钢支座组件12，左、右两部分之间串联构成，并使用钢销、钢铆钉13进行固定，使用时支座为横向安装。

实施例一，具体的结构如下：碟形弹簧组件11包括第一板111、第二板112、弹簧片113和导向柱114，其中，第一板111和第二板为相对设置的厚钢板，在第一板111上设置有向第二板延伸的第一套筒115，在第二板112上设置有向第一板延伸的第二套筒116，且第一套筒和第二套筒之间彼此重叠并使用剪力销117进行连接，在第一板和第二板之间以及第一套筒和第二套筒围成的空间内叠放多片弹簧片113，其中在弹簧片的中心位置放置一个导向柱，为减缓冲击，在于导向柱114端部配合的第一板和第二板表面设置凹槽及橡胶垫。

在第一板111的外侧设置锁紧件118，用于和梁体固定连接。

单向活动球型钢支座组件12包括第三板121、第四板122和活动球板123，其中第三板121和第四板相对设置且在第三板上设置有向第四延伸的第三套筒124，并在第四板和第三套筒之间安装一个环状的密封垫圈125。在第三板、第四板、第三套筒之间的空间内放置一个活动球板123，其中活动球板的一个表面与第三板之间进行配合，配合面为平面126，且在配合处设置橡胶垫，活动球板的另一个表面与第四板之间进行配合，配合面为弧形面127，且在配合处设置橡胶垫。

上述的第三板和第二板之间使用钢销、钢铆钉13进行固定，连成一体，且居中设置。

在第四板122的外侧设置锁紧件118’，用于和梁体固定连接。

本发明的支座为碟形弹簧与单向活动球型钢支座串联构成，碟形弹簧与其他类型单向活动支座串联(如单向活动盆式橡胶支座5，图3、圆盘式橡胶支座6，图4)均为本发明相同原理，应受到保护。

实施例二，参考图5，

在第一板和第二板之间设置C型软钢阻尼器4，其中，C型软钢阻尼器均匀的布置在第一板和第二板之间的区域。作为一种最佳的形式，上述的C型软钢阻尼器4为一C型软钢钢板，两端设有铰接端，通过铰接41的方式与上述的第一板和第二板进行铰接，并设置预紧力，形成弹性支撑。进一步地，上述的C型软钢钢板可以多片叠加形成，具有更大的支撑力度。

在本实施例中，与实施例一第二处不同之处在于，导向柱114端部与第二板进行永久性的固定连接，例如焊接连接，形成一体结构，可以随着第二板联动。避免导向柱处于浮动状态。

上面所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域相关技术人员对本发明的各种变形和改进，均应扩如本发明权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (8)

1.桥梁减隔震支座，包括左、右两部分，其特征在于，左部分为横向设置的碟形弹簧组件(11)，右部分为横向设置的单向活动支座，左、右两部分之间串联并使用连接件连接成一体结构。

2.根据权利要求1所述的桥梁减隔震支座，其特征在于，所述碟形弹簧组件(11)包括第一板(111)、第二板(112)、弹簧片(113)和导向柱(114)，其中，第一板(111)和第二板为相对设置的厚钢板，在第一板(111)上设置有向第二板延伸的第一套筒(115)，在第二板(112)上设置有向第一板延伸的第二套筒(116)，且第一套筒和第二套筒之间彼此重叠并使用剪力销(117)进行连接，在第一板和第二板之间以及第一套筒和第二套筒围成的空间内叠放多片弹簧片(113)，其中在弹簧片的中心位置为导向柱。

3.根据权利要求1所述的桥梁减隔震支座，其特征在于，在第一板(111)和第二板之间沿周向均匀设置有若干C型软钢阻尼器。

4.根据权利要求1所述的桥梁减隔震支座，其特征在于，所述单向活动支座包括第三板(121)、第四板(122)和活动球板(123)，其中第三板(121)和第四板相对设置且在第三板上设置有向第四延伸的第三套筒(124)，并在第四板和第三套筒之间安装一个环状的密封垫圈(125)，在第三板、第四板、第三套筒之间的空间内放置一个活动球板(123)，其中活动球板的一个表面与第三板之间进行配合，配合面为平面(126)，且在配合处设置橡胶垫，所述活动球板的另一个表面与第四板之间进行配合，配合面为弧形面(127)，且在配合处设置橡胶垫。

5.根据权利要求4所述的桥梁减隔震支座，其特征在于，所述导向柱两端与第一板和第二板相对设置，且不接触，在于导向柱(114)端部配合的第一板和第二板表面设置凹槽及橡胶垫。

6.根据权利要求4所述的桥梁减隔震支座，其特征在于，所述导向柱114一端与第二板进行永久性的固定连接，另一端与第一板非接触连接。

7.一种斜拉桥支撑结构，其特征在于，在桥塔处梁体(2)侧面与垫石(3)侧面之间安装横向减隔震支座，所述横向减震支座为权利要求1至6中任意一项所述的桥梁减隔震支座。

8.一种悬索桥支撑结构，其特征在于，在桥塔处梁体(2)侧面与垫石(3)侧面之间安装横向减隔震支座，所述横向减震支座为权利要求1至6中任意一项所述的桥梁减隔震支座。