CN106012867A - 桥梁转体施工与基础隔震集成装置 - Google Patents

Abstract

桥梁转体施工与基础隔震集成装置，属于桥梁施工和减隔震领域，主要由摩擦摆隔震支座、凹槽滑道和限位箍三部分组成。中心一个摩擦摆，中心摩擦摆上支座板与桥墩或索塔连接，下支座板与承台连接。环状布置摩擦摆上支座板精确嵌入凹槽滑道，下支座板与承台连接。滑道固定在桥墩或索塔底部，转体过程中，用限位箍将环状布置摩擦摆限制在各自初始位置，凹槽滑道和环状布置摩擦摆之间滑动联接，允许相对切向滑动，但限制相对径向滑动，以实现桥梁转体施工功能；待转体完成后，将限位箍拆除，并将环状布置摩擦摆与凹槽滑道锚固，完成桥梁转体施工的功能。在桥梁使用过程中，摩擦摆支座为该桥梁的隔震装置，起到桥梁基础隔震作用。

Description

桥梁转体施工与基础隔震集成装置

技术领域

本发明属于桥梁施工和减隔震领域，能够满足强震区跨越既有线路桥梁施工的需求，涉及一种桥梁转体施工与基础隔震集成装置。

背景技术

在地震区修建平原跨线桥梁时，如斜拉桥、刚构桥等，必须要考虑施工方法和潜在的地震威胁。桥梁转体施工是跨线桥梁常见的一种施工方法，该施工方法可以最大程度地减小对现有交通通行力影响，施工质量与安全有保障，同时也降低了一些周转性材料(如脚手架等)的投入成本。转体支撑系统是实现桥梁转体施工的关键技术，如平铰、球铰，但是，其辅助施工成本较高，且转体施工完成后，通常与承台整体浇筑，造成严重浪费。

采取隔震设计是减小桥梁结构地震损伤破坏的有效方式之一，隔震技术就是通过在构筑物底部和基础顶面之间设置刚度较小的隔震层，以降低结构的基本频率，延长其振动周期，从而避开地震动的主要能量频带，使上部结构与地震振动隔离开来，减小上部结构的反应，从而达到保护主体结构及其内部设施不受破坏的目的。隔震系统是隔震结构的核心，摩擦摆支座因其良好的承载能力、耐久性能以及自复位性能，在结构中应用广泛。

因此，能够将两方面的需求综合考虑，研发出一种转体施工与隔震集成装置，该装置不但能够满足施工和抗震需求，也能够减少大大减小建设成本。

发明专利内容

本发明的目的在于提供一种桥梁支座装置，该桥梁支座装置可实现桥梁转体施工，在桥梁转体完成后正常使用阶段，可实现桥梁基础隔震功能，从而具备良好的抗震性能。

本发明专利利用曲面摩擦摆隔震支座可转动的特性，对其进行布置和添加简单构件，将支座本身的隔震功能和转体功能结合起来，充分发挥构件的功能，减少了专门为桥梁转体做支撑转动体系所需的工程材料及工程量。多个摩擦摆隔震支座共同承重，既能满足支座的隔震要求，又能实现桥梁转体过程中的稳定性。

本发明为桥梁转体施工与基础隔震集成装置，其特征在于，主要包括摩擦摆隔震支座、凹槽滑道和限位箍三部分，采用多个摩擦摆隔震支座，中心布置一个摩擦摆隔震支座，在中心的四周环状布置若干个相同的摩擦摆隔震支座，优选四周的摩擦摆隔震支座相对中心的摩擦摆隔震支座尺寸较小；

中心的摩擦摆隔震支座：包括上支座板(32)、双凸球面圆柱滑块(322)和下支座板(42)；上支座板(32)上表面为平面，与桥墩或索塔内的预埋肋板(91)连接；下表面中心设有球面凹腔，与双凸球面圆柱滑块(322)的上凸球面曲率相同且滑动联接；下支座板(42)的上表面为球面凹腔，此球面凹腔大于双凸球面圆柱滑块(322)的下凸球面且与双凸球面圆柱滑块(322)的下凸球面滑动连接，下支座板(42)的下表面为平面，与承台内的预埋肋板(92)连接；下支座板(42)上表面的球面凹腔与双凸球面圆柱滑块的下凸球面曲率相同；双凸球面圆柱滑块(322)的下凸球面镶嵌有机滑板(321)，有机滑板(321)与下支座板(42)的上表面所形成的接触面的摩擦系数比双凸球面圆柱滑块的上凸球面与上支座板(32)下表面球面凹腔所形成的接触面的摩擦系数小。

四周环状布置的摩擦摆隔震支座，包括上支座板(31)、双凸球面圆柱滑块(313)和下支座板(41)；上支座板(31)上表面为平面且镶嵌有有机滑板(311)，转体过程中上支座板(31)上表面与桥墩或索塔内的凹槽滑道(5)进行滑动联接，转体完成后上支座板(31)与凹槽滑道(5)锚固连接；上支座板(31)下表面中心为球面凹腔，球面凹腔与双凸球面圆柱滑块(313)的上凸球面曲率相同且滑动联接，凹槽滑道(5)与桥墩或索塔内的预埋环道肋板(7)连接，下支座板(41)呈盆状，下底面为平面，下底面与承台内的预埋固定杆(8)连接；盆腔内上表面呈凹球面，与双凸球面圆柱滑块(313)的下凸球面曲率相同且滑动联接，盆沿上表面设有螺栓孔，螺栓孔位置与限位箍的固定螺栓(63)位置对应。双凸球面圆柱滑块(313)的下凸球面镶嵌有机滑板(312)。

限位箍包括固定螺栓(63)、带螺栓孔的固定杆(62)、带法兰板的瓣状环箍(61)、连接螺栓(64)；其中带螺栓孔的固定杆(62)与带法兰板的瓣状环箍(61)固定连接，若干瓣带法兰板的瓣状环箍(61)通过连接螺栓(64)连接成圆形环箍，且圆形环箍套在环状布置摩擦摆的上支座板(31)的下端外侧；转体施工前，通过固定螺栓(63)将带螺栓孔的固定杆(62)固定在环状布置摩擦摆的下支座板(41)盆沿的螺栓孔位置，通过连接螺栓(64)将若干瓣带法兰板的瓣状环箍(61)固定呈环箍；带法兰板的瓣状环箍(61)内侧与环状布置摩擦摆上支座板下端外侧面滑动联接；转体完成后，通过拆除限位箍的固定螺栓(63)和连接螺栓(64)，将限位箍卸除。

上述有机滑板(311、312、321)优选为聚四氟乙烯板。凹槽滑道(5)为不锈钢板。

凹槽滑道(5)整体为一环状结构，凹槽滑道(5)环状结构的内外直径与环状布置摩擦摆的上支座板(31)的上表面所在的四周环状布置的环的内外径一致，使得上支座板(31)以凹槽滑道(5)滑动。

优选四周环状布置的摩擦摆隔震支座：上支座板(31)下表面的球面凹腔面积小于双凸球面圆柱滑块(313)的上凸球面；中心的摩擦摆隔震支座：上支座板(32)下表面的球面凹腔面积小于双凸球面圆柱滑块(322)的上凸球面。

转体过程中，以中心摩擦摆为转轴，中心摩擦摆双凸球面圆柱滑块和下支座板之间的面为滑动面，四周环状布置摩擦摆的上支座板和凹槽滑道之间为滑动面；利用限位箍将环状布置摩擦摆固定在各自初始位置，利用凹槽滑道限制环状布置摩擦摆的转体过程中可能的径向位移，以实现桥梁转体。转体完成后将限位箍拆除，并将环状布置摩擦摆的上支座板和凹槽滑道固定连接，以实现摩擦摆的隔震作用。

附图说明

图1为桥梁转体施工与基础隔震集成装置剖面示意图

图2为桥梁转体施工与基础隔震集成装置三维示意图

图3为图1中A放大示意图(环状布置摩擦摆支座示意图)

图4为图1中B放大示意图(中心摩擦摆支座示意图)

图5为图3中C-C剖视图(限位箍俯视示意图)

附图标记说明：

1—桥墩或索塔；2—承台；31—环状布置摩擦摆的上支座板；311—环状布置摩擦摆的平面有机滑板；312—环状布置摩擦摆的球面有机滑板；313—环状布置摩擦摆的双凸球面圆柱滑块；32—中心摩擦摆的上支座板；321—中心摩擦摆的球面有机滑板；322—中心摩擦摆的双凸球面圆柱滑块；41—环状布置摩擦摆的下支座板；42—中心摩擦摆的下支座板；5—凹槽滑道；61—带法兰板的瓣状环箍；62—带螺栓孔的固定杆；63—固定螺栓；64—连接螺栓；7—预埋环道肋板；8—环状布置摩擦摆的预埋固定杆；91—中心摩擦摆的上预埋肋板；92—中心摩擦摆的下预埋肋板。

具体实施方式

下面将对本发明专利实施例作进一步地详细描述，但本发明并不限于以下实施例。

实施例1

所述桥梁转体施工与基础隔震集成装置位于承台2和桥墩(或索塔)1之间，包括摩擦摆隔震支座、凹槽滑道5和限位箍。

摩擦摆支座为多个，布置为中心一个，环状布置若干个。根据构造、连接和位置差别分为两类，中心摩擦摆支座和环状布置摩擦摆支座。

中心摩擦摆支座包括上支座板32、双凸球面圆柱滑块322和下支座板42。上支座板32上面为平面，与桥墩(或索塔)内的预埋肋板91连接；下面有球面凹腔，与双凸球面圆柱滑块322的上凸球面曲率相同且滑动联接。下支座板42呈盆状，下底面为平面，与承台内的预埋肋板92连接；盆腔内底面呈凹球面，与双凸球面圆柱滑块的下凸球面曲率相同且滑动联接。双凸球面圆柱滑块322的下凸球面镶嵌有机滑板321，其所在接触面比双凸球面圆柱滑块的上凸球面所在接触面的摩擦系数小，在转体过程中为滑动面。

环状布置摩擦摆包括上支座板31、双凸球面圆柱滑块313和下支座板41。上支座板31上面为平面且镶嵌有机滑板311，桥梁转体过程中与桥墩(或索塔)内的凹槽滑道5滑动联接，桥梁转体完成后上支座板31与凹槽滑道5锚固连接；下面为有球面凹腔的凸圆柱，球面凹腔与双凸球面圆柱滑块的上凸球面曲率相同且滑动联接。其中，凹槽滑道5与桥墩(或索塔)内的预埋环道肋板7连接，且凹槽滑道5的内外径与环状布置摩擦摆的上支座板31所在环的内外径一致。下支座板41呈盆状，下底面为平面，与承台内的预埋固定杆8连接；盆腔内底面呈凹球面，与双凸球面圆柱滑块的下凸球面曲率相同且滑动联接，盆沿宽厚且有螺栓孔，螺栓孔位置与限位箍的固定螺栓63位置对应。双凸球面圆柱滑块313的下凸球面镶嵌有机滑板312。

限位箍包括固定螺栓63、带螺栓孔的固定杆62、带法兰板的瓣状环箍61、连接螺栓64。其中带螺栓孔的固定杆62与带法兰板的瓣状环箍61固定连接，若干瓣带法兰板的瓣状环箍61可通过连接螺栓64连接成圆形环箍，且圆形环箍内径与环状布置摩擦摆的上支座板31的凸圆柱外径一致。转体施工前，通过固定螺栓63将带螺栓孔的固定杆62固定在环状布置摩擦摆的下支座板41盆沿的螺栓孔位置，通过连接螺栓64将若干瓣带法兰板的瓣状环箍61固定呈环箍。带法兰板的瓣状环箍61内侧与环状布置摩擦摆上支座板31的凸圆柱外表面滑动联接。转体完成后，通过拆除限位箍的固定螺栓63和连接螺栓64，将限位箍卸除。

上述有机滑板311、312、321可为聚四氟乙烯板。凹槽滑道5为不锈钢板。

以上所述，仅为本发明专利的一种典型的具体实施方式，但本专利的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本专利披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本专利的保护范围之内。因此，本专利的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种桥梁转体施工与基础隔震集成装置，其特征在于，主要包括摩擦摆隔震支座、凹槽滑道和限位箍三部分，采用多个摩擦摆隔震支座，中心布置一个摩擦摆隔震支座，在中心的四周环状布置若干个相同的摩擦摆隔震支座；

中心的摩擦摆隔震支座：包括上支座板(32)、双凸球面圆柱滑块(322)和下支座板(42)；上支座板(32)上表面为平面，与桥墩或索塔内的预埋肋板(91)连接；下表面中心设有球面凹腔，与双凸球面圆柱滑块(322)的上凸球面曲率相同且滑动联接；下支座板(42)的上表面为球面凹腔，此球面凹腔大于双凸球面圆柱滑块(322)的下凸球面且与双凸球面圆柱滑块(322)的下凸球面滑动连接，下支座板(42)的下表面为平面，与承台内的预埋肋板(92)连接；下支座板(42)上表面的球面凹腔与双凸球面圆柱滑块的下凸球面曲率相同；双凸球面圆柱滑块(322)的下凸球面镶嵌有机滑板(321)，有机滑板(321)与下支座板(42)的上表面所形成的接触面的摩擦系数比双凸球面圆柱滑块的上凸球面与上支座板(32)下表面球面凹腔所形成的接触面的摩擦系数小；

四周环状布置的摩擦摆隔震支座，包括上支座板(31)、双凸球面圆柱滑块(313)和下支座板(41)；上支座板(31)上表面为平面且镶嵌有有机滑板(311)，转体过程中上支座板(31)上表面与桥墩或索塔内的凹槽滑道(5)进行滑动联接，转体完成后上支座板(31)与凹槽滑道(5)锚固连接；上支座板(31)下表面中心为球面凹腔，球面凹腔与双凸球面圆柱滑块(313)的上凸球面曲率相同且滑动联接，凹槽滑道(5)与桥墩或索塔内的预埋环道肋板(7)连接；下支座板(41)呈盆状，下底面为平面，下底面与承台内的预埋固定杆(8)连接；盆腔内上表面呈凹球面，与双凸球面圆柱滑块(313)的下凸球面曲率相同且滑动联接，盆沿上表面设有螺栓孔，螺栓孔位置与限位箍的固定螺栓(63)位置对应；双凸球面圆柱滑块(313)的下凸球面镶嵌有机滑板(312)；

限位箍包括固定螺栓(63)、带螺栓孔的固定杆(62)、带法兰板的瓣状环箍(61)、连接螺栓(64)；其中带螺栓孔的固定杆(62)与带法兰板的瓣状环箍(61)固定连接，若干瓣带法兰板的瓣状环箍(61)通过连接螺栓(64)连接成圆形环箍，且圆形环箍套在环状布置摩擦摆的上支座板(31)的下端外侧；转体施工前，通过固定螺栓(63)将带螺栓孔的固定杆(62)固定在环状布置摩擦摆的下支座板(41)盆沿的螺栓孔位置，通过连接螺栓(64)将若干瓣带法兰板的瓣状环箍(61)固定呈环箍；带法兰板的瓣状环箍(61)内侧与环状布置摩擦摆上支座板下端外侧面滑动联接；转体完成后，通过拆除限位箍的固定螺栓(63)和连接螺栓(64)，将限位箍卸除。

2.按照权利要求1所述的一种桥梁转体施工与基础隔震集成装置，其特征在于，有机滑板(311、312、321)为聚四氟乙烯板。

3.按照权利要求1所述的一种桥梁转体施工与基础隔震集成装置，其特征在于，凹槽滑道(5)为不锈钢板。

4.按照权利要求1所述的一种桥梁转体施工与基础隔震集成装置，其特征在于，四周的摩擦摆隔震支座相对中心的摩擦摆隔震支座径向尺寸较小。

5.按照权利要求1所述的一种桥梁转体施工与基础隔震集成装置，其特征在于，四周环状布置的摩擦摆隔震支座：上支座板(31)下表面的球面凹腔面积小于双凸球面圆柱滑块(313)的上凸球面；中心的摩擦摆隔震支座：上支座板(32)下表面的球面凹腔面积小于双凸球面圆柱滑块(322)的上凸球面。

6.按照权利要求1所述的一种桥梁转体施工与基础隔震集成装置，其特征在于，凹槽滑道(5)整体为一环状结构，凹槽滑道(5)环状结构的内外直径与环状布置摩擦摆的上支座板(31)的上表面所在的四周环状布置的环的内外径一致，使得上支座板(31)以凹槽滑道(5)滑动。