CN107354864B - 桥梁支座 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种桥梁支座，包括：下支座板；在下球面的中部具有凸部，凸部的顶端则具有向上突起的第一球冠；钢衬板，该钢衬板为上面为截平面的第二球冠，且该第二球冠的冠部中间具有中心盲孔，中心盲孔的孔型为球面孔而具有上球面；第二球冠的冠部球面与下球面配合形成第一球面摩擦结构，上球面则与第一球冠配合形成第二球面摩擦结构；以及上支座板，该上支座板的下表面与所述截平面配合。依据本发明滑移能力比较强并且稳定性比较好。

Description

桥梁支座

技术领域

本发明涉及一种桥梁支座。

背景技术

现阶段，市面上常用的桥梁支座主要有三种，分别为板式橡胶支座、盆式橡胶支座、球型支座。其中，盆式橡胶支座通过平面滑板实现支座的水平位移，并利用橡胶的弹性变形实现支座的微量转动；球型支座是在盆式橡胶支座的基础上发展起来的，与盆式橡胶支座的区别在于，球型支座是通过球冠衬板上球面滑板的滑移实现支座的转动，转动范围比较大，并且转动能力不受弹性阻滞，转动能力也比较强。

在宽桥桥梁外侧桥墩处或者某些特殊工况下，要求支座具备更大的转动性能和在某一方向的滑移能力。一般通过两种方法增加滑移能力，一方面是使摩擦界面的摩擦系数变小，另一方面是增加较多的摩擦面，但摩擦面增加，会使的桥梁支座的稳定性变差。而减小摩擦系数，理论上可行，但对于桥梁支座，其主要是例如桥梁梁体等大载荷的静载，摩擦面不会产生太过频繁的动作，重载情况下，例如添加润滑剂，很难附着在摩擦界面上，因此，当前还主要是通过增加摩擦面来提高滑移能力。

如中国专利文献CN103510464A，其采用双球面结构，在配置双球面情况下，在竖直方向上具有三个摩擦结构，一方面，三个摩擦结构的布置会致使的桥梁支座整体偏高，稳定性会降低，并且摩擦结构较多时，桥梁支座也相对容易倾覆。

在中国专利文献CN101705722A公开了一种双曲面减震抗拉支座，其具有多个球面摩擦结构，为了保证多个球面摩擦结构的稳定性，其配置了具有抗拉功能的部件，该部件能够压在最上面的球面上，从而能够使支座的稳定性比较好，但其个体偏高，并且用于维持稳定性的结构比较复杂。

发明内容

本发明的目的在于提供一种滑移能力比较强并且稳定性比较好的桥梁支座。

依据本发明的实施例，提供一种桥梁支座，包括：

下支座板，该下支座板具有向上的凸台，并在凸台的上端面具有下凹的下球面；在下球面的中部具有凸部，凸部的顶端则具有向上突起的第一球冠；

钢衬板，该钢衬板为上面为截平面的第二球冠，且该第二球冠的冠部中间具有中心盲孔，中心盲孔的孔型为球面孔而具有上球面；第二球冠的冠部球面与下球面配合形成第一球面摩擦结构，上球面则与第一球冠配合形成第二球面摩擦结构；以及

上支座板，该上支座板的下表面与所述截平面配合。

上述桥梁支座，可选地，下球面与上球面的半径不同。

可选地，上球面的半径小于下球面的直径。

可选地，上球面的半径为下球面半径的十分之一~五分之一。

可选地，第一球面摩擦结构和第二球面摩擦结构的界面摩擦件为球面聚四氟乙烯板。

可选地，上球面与截平面相切。

可选地，截平面开有凹槽；

上支座板具有与所述凹槽配合的柱形凸起。

可选地，柱形凸起与凹槽间留有配合间隙。

可选地，于凹槽内嵌装有用于在上下方向上支撑柱形凸起的橡胶板。

可选地，于橡胶板的上表面紧箍圈，该紧箍圈与凹槽的内径相等，并与凹槽滑动配合。

依据本发明的实施例，所构建的摩擦结构不同于当前单纯的球面摩擦结构，而是在基础的球面结构上又构建出一个与基础的球面结构拱起方向相反的小球面结构，在增加了一个球面结构的情况下不会增加桥梁支座的高度，从而不会增加桥梁支座的失稳能力。而具有两个球面的情况下，可以有效的提高桥梁支座的滑移能力，从而可以获得相对较大的转角。

附图说明

图1为一实施例中横桥向总向活动结构示意图。

图2为相应于图1的纵桥向结构示意图。

图3为图1的A部放大图。

图中：1.下支座板，2.下支座板螺栓，3.防尘围板，4.上支座板，5.密封圈，6.密封圈，7.橡胶板，8.钢衬板，9.上球面，10.第二球面聚四氟乙烯板，11.上支座板螺栓，12.上凸台，13.凸部，14.下球面，15.第一球面聚四氟乙烯板，16.紧箍圈。

41.下凸台。

具体实施方式

桥梁支座普遍是上下结构，其中的上支座板4和下支座板1可以认为是两个座板，其中上支座板4一般通过上支座板螺栓11与例如桥梁的梁体固定连接，下支座板1一般通过下支座板螺栓2与例如桥梁墩柱固定连接。上支座板4与下支座板1间一般构建摩擦结构，用以提供移动或者转动功能。

公知的，梁体与墩柱间的连接，如果只是固定连接，则其连接稳定性比较好，但对梁体变形或者对震动的响应能力比较差。而如何采用滑移部件进行连接，可以相应例如梁体的变形或者震动的响应能力比较强，但必然会造成其稳定性比较差。

并且可以理解的是，桥梁支座越高，其稳定性就会越差，并且摩擦结构所配置的数量越多，其稳定性也会越差。

加以对应的，摩擦结构多会提高对例如梁体变形或者震动的响应能力。

常规地，为了提高桥梁支座的滑移能力，通常是通过增加摩擦面的方式来解决，例如提供较多的球面或者平面，如背景技术部分所述的现有技术，普遍采用增加球面的方式，这些方案增加球面需要在桥梁支座的高度方向增加部件，并且为了构建球面，受球面自身高度的影响，会使得桥梁支座整体偏高，稳定性难以保证。

而为了保证桥梁支座在增加滑移能力的条件下的稳定性，又需要配置多种附加结构，使得其整体结构变得非常复杂。

一般而言，对于球型支座，其通常在下支座板1的上表面具有一个凸台12，凸台12一般是圆柱形结构。常规的球型支座是在凸台12的上表面加工出一个球窝，球窝的轴线与凸台12的轴线一致。

球窝的球心角一般小于90度，是一个完整的球冠面。

在如图1所示的结构中，下支座板1也具有向上的凸台12，在凸台12的上端面加工出一个下凹的下球面14，该下球面14并非是完整的球冠面，而是在中间预留了一部分结构，该预留的部分记为凸部13，下球面14为凸台12的上端面以及凸部13所约束，从而下球面14在凸台12上端面的投影是环形。

关于凸部13，其具有圆柱形的本体或者正棱柱形的本体，其上端制作出球头，球头的相比于下球面14而言属于反曲结构，如果说下球面14是下凹，那么球头就是上凸，记球头所确定的结构为第一球冠。

基于以上结构可知，凸台12被加工出了两个球面，这两个球面共存于凸台12上，两者面积之和比单一的球面面积大，但单个球面的面积小于常规的单一的球面面积。

在如图中所示的钢衬板8与凸台12间产生过轴线平面的相对运动时，在机械结构上，凸台12所确定的两个球面对钢衬板8会产生一定的抵触，从而可以保证其转角不会太大，而使桥梁支座趋于稳定。

此外，由于两个球面共存于凸台12上，两个球面在成型上不会产生干涉，整体的高度不会太高。

对于钢衬板8则是与凸台12配合的部件，该钢衬板8为上面为截平面的第二球冠，且该第二球冠的冠部中间具有中心盲孔，中心盲孔的孔型为球面孔而具有上球面9；第二球冠的冠部球面与下球面14配合形成第一球面摩擦结构，上球面9则与第一球冠配合形成第二球面摩擦结构。

钢衬板8所提供的两个球面也在钢衬板8的同一个方向的面上，也不会使钢衬板8具有比较高的高度。

对于上支座板4，其下表面与所述截平面配合，该种配合可以是水平方向的滑移结构，也可以是竖直方向的滑移结构。

在图1所示的结构中，下球面14与上球面9的半径不同，相对而言，上球面9的半径更小，或者说曲率更大，当梁体带动上支座板4，是其产生转动时，上球面14和下球面9的结构配置觉得了，先期的转动速度相对较快，然后下球面14和上球面9在转动过程中的压力角变大，不会造成支座的倾覆。

该种结构对于车辆通过，热胀冷缩所产生的小的振动和变形具有比较好的响应能力，而对于例如地震等可能产生大的振动或者变形响应能力相对较差，而从避免支座倾覆的角度去考虑，减小在地震灾害中的破坏率。

基于前述的内容，可以进一步确定的是，上球面9与下球面14间的半径差别越大，桥梁支座的转角范围（过轴线剖面）就越小。经过实验发现上球面9的半径为下球面14半径的十分之一~五分之一时，可以获得合适的转角范围。双球面结构的绕轴线的转角可以有所提高。

为了改善摩擦界面的摩擦条件，第一球面摩擦结构和第二球面摩擦结构的界面摩擦件为球面聚四氟乙烯板，如图1中所示的第一球面聚四氟乙烯板15和第二球面聚四氟乙烯版10。

在图1所示的结构中，凸部13和下球面14可以基于圆柱形的凸台12坯件加工出来，上球面9与截平面相切，可以减小加工量，并且可以使桥梁支座最小化。

如前所述，一个方面，上支座板4与钢衬板8之间的配合可以通过水平向滑动摩擦结构进行配合，也可以使用竖直向的滑动摩擦结构进行配合。水平向滑动摩擦结构可以提供滑移，竖直向的滑动摩擦结构则可以提供转角。

如前所述，再一个方面，由于基于本发明实施例的双球面摩擦结构其转角会受到比较大的限制，为了提供相对较大的转角，在所述截平面上开凹槽，用以构造竖直向的滑动摩擦结构。

在图3所示的结构中，在上支座板4的下表面形成有下凸台41，该下凸台41与所述凹槽配合，受凹槽导引。

下凸台41与凹槽间存在配合间隙，从而，可以响应一定量的水平移动，同时，基于偏转，例如在图1的左右，一边高，一边低，即形成转角，可以响应一定量的转动。

参见说明书附图3,，于凹槽内嵌装有用于在上下方向上支撑柱形凸起的橡胶板7，用于提供缓冲和减震。

橡胶板7容置在凹槽内，其厚度比凹槽的深度小30mm~50mm。

进一步地，于橡胶板7的上表面紧箍圈16，该紧箍圈16与凹槽的内径相等，并与凹槽滑动配合。基于紧箍圈16可以防止支座受力过程中，橡胶板由于受力变形过大，导致橡胶在凹槽与下凸台41的配合间隙处溢出。

Claims (10)

1.一种桥梁支座，其特征在于，包括：

下支座板，该下支座板具有向上的凸台，并在凸台的上端面具有下凹的下球面；在下球面的中部具有凸部，凸部的顶端则具有向上突起的第一球冠；下球面的轴线与凸台的轴线一致；

钢衬板，该钢衬板为上面为截平面的第二球冠，且该第二球冠的冠部中间具有中心盲孔，中心盲孔的孔型为球面孔而具有上球面；第二球冠的冠部球面与下球面配合形成第一球面摩擦结构，上球面则与第一球冠配合形成第二球面摩擦结构；以及

上支座板，该上支座板的下表面与所述截平面配合。

2.根据权利要求1所述的桥梁支座，其特征在于，下球面与上球面的半径不同。

3.根据权利要求2所述的桥梁支座，其特征在于，上球面的半径小于下球面的直径。

4.根据权利要求3所述的桥梁支座，其特征在于，上球面的半径为下球面半径的十分之一~五分之一。

5.根据权利要求1~4任一所述的桥梁支座，其特征在于，第一球面摩擦结构和第二球面摩擦结构的界面摩擦件为球面聚四氟乙烯板。

6.根据权利要求1~4任一所述的桥梁支座，其特征在于，上球面与截平面相切。

7.根据权利要求1~4任一所述的桥梁支座，其特征在于，截平面开有凹槽；

上支座板具有与所述凹槽配合的柱形凸起。

8.根据权利要求7所述的桥梁支座，其特征在于，柱形凸起与凹槽间留有配合间隙。

9.根据权利要求7所述的桥梁支座，其特征在于，于凹槽内嵌装有用于在上下方向上支撑柱形凸起的橡胶板。

10.根据权利要求9所述的桥梁支座，其特征在于，于橡胶板的上表面紧箍圈，该紧箍圈与凹槽的内径相等，并与凹槽滑动配合。

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