CN108867349B - 一种具有多层剪力销的摩擦摆式减隔震支座 - Google Patents

一种具有多层剪力销的摩擦摆式减隔震支座 Download PDF

Info

Publication number
CN108867349B
CN108867349B CN201810900490.9A CN201810900490A CN108867349B CN 108867349 B CN108867349 B CN 108867349B CN 201810900490 A CN201810900490 A CN 201810900490A CN 108867349 B CN108867349 B CN 108867349B
Authority
CN
China
Prior art keywords
pendulum
damping
shock
shock absorption
support
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201810900490.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108867349A (zh
Inventor
王克海
张盼盼
鲁冠亚
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Research Institute of Highway Ministry of Transport
Original Assignee
Research Institute of Highway Ministry of Transport
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Research Institute of Highway Ministry of Transport filed Critical Research Institute of Highway Ministry of Transport
Priority to CN201810900490.9A priority Critical patent/CN108867349B/zh
Publication of CN108867349A publication Critical patent/CN108867349A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108867349B publication Critical patent/CN108867349B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • 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
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • 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
    • E01D19/046—Spherical bearings
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01D—CONSTRUCTION OF BRIDGES, ELEVATED ROADWAYS OR VIADUCTS; ASSEMBLY OF BRIDGES
    • E01D2101/00—Material constitution of bridges
    • E01D2101/30—Metal

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Buildings Adapted To Withstand Abnormal External Influences (AREA)
  • Vibration Prevention Devices (AREA)

Abstract

一种具有多层剪力销的摩擦摆式减隔震支座，减震底座顶部同轴套装有多层的隔震挡环，该隔震挡环通过剪力销与减震底座固定连接，且多层的隔震挡环之间设置有滑动缓冲区，其中最内层的隔震挡环内壁与减震球摆的侧壁滑动配合连接；上座板的底部制有与减震球摆侧壁滑动连接并限制减震球摆摆动方向的限位裙座。该摩擦摆式减隔震支座可分别控制中震和大震作用下水平位移的摩擦摆式减隔震支座构造型式，使支座可满足多性能目标或多水准地震动下的桥梁抗震性能目标，使支座的适用性更强。

Description

一种具有多层剪力销的摩擦摆式减隔震支座
技术领域
本发明涉及桥梁建设技术领域，涉及一种减隔震支座，尤其是一种具有多层剪力销的摩擦摆式减隔震支座。
背景技术
地震是一种突发性的自然灾害，其破坏力强、影响范围广，对桥梁的破坏性极大，而桥梁工程作为生命线工程之一，其破坏给震后救援工作、恢复重建和经济设带来巨大阻力。如何简单有效地提高桥梁的抗震性能一直是桥梁抗震领域的研究重点。
桥梁支座是重要的耗能构件，其可通过一定的减隔震设计改变结构在地震中的动力响应特性，以达到减少地震输入的目的。目前世界各国常用的减震、隔震支座有铅芯橡胶支座、高阻尼橡胶支座和摩擦摆式减隔震支座等。
摩擦摆式减隔震支座的本质是一种摩擦阻尼支座，其利用钟摆原理实现减隔震功能。地震时，剪力销损坏，减震球摆沿下支座板摆动，产生一定的位移，达到消耗地震作用的目的。地震后支座在重力作用下，具有一定的复位能力。通过改变支座减震滑板的曲率半径，可以达到预期的隔震周期。
传统的摩擦摆式减隔震支座只有一层剪力销和隔震挡环，在不同地震作用下，减隔震支座的减隔震位移量限制是一定的。但不同地震作用下桥梁的抗震设防标准不同，桥梁支座的抗震性能标准也应不同，易使支座在中震或台风作用下也可能产生较大位移，严重影响桥梁的使用性能。本发明人基于多年的研究经验和专业知识，在传统摩擦摆式减隔震支座的基础上进行研究创新，以期设计一种新型摩擦摆式减隔震支座，使其可针对不同地震作用分别控制支座抗震性能指标，在桥梁结构中的适用性更强。
经对公开专利进行检索，发现与本技术方案最相关的如下专利文献：
补偿自复位摩擦摆减隔震支座(CN206599850U)公开了一种补偿自复位摩擦摆减隔震支座。其主要技术特征为：包括上支座板、转动球芯、位移摆块、下支座板，的位移摆块设置有上凸沿，上支座板底部设置有与上凸沿相匹配的位移限位挡条，位移摆块外侧对称设置有吸能板式弹簧，下支座板设置有与吸能板式弹簧相匹配的位移限板；位移限板通过剪力销与下支座板相连接。该支座在地震来临时，通过位移摆块和下支座板之间的摩擦摆耗散能量，也通过吸能板式弹簧耗散能量，通过摩擦摆和吸能板式弹簧多层保护，更好的保护建筑结构。震后，通过金属的弹性变形能力，金属恢复力直接作用于摩擦摆支座的核心部件位移摆块上，增加了支座的水平恢复力，从而将位移摆块恢复到中心位置。
复合摩擦摆减隔震支座(CN206599872U)公开了一种复合摩擦摆减隔震支座。其主要技术特征为：包括上支座板、转动球芯、位移摆块、下支座板，的位移摆块设置有上凸沿，上支座板底部设置有与上凸沿相匹配的位移限位挡条，位移摆块外侧套有滑动环，滑动环与下支座板间设置有异型阻尼体，异型阻尼体通过里侧转动轴与滑动环相连接，异型阻尼体通过外侧转动轴与下支座板相连接。复合摩擦摆减隔震支座在地震来临时，通过摩擦摆，实现隔震、减震功能。当地震等级比较高时，通过摩擦摆和异型阻尼体多层保护，达到双重耗能的目的。当地震消失后，异型阻尼体起到辅助位移摆块复位的功能。当地震等级过高时，外侧转动轴自损剪断，确保建筑结构的安全。
通过对比分析，申请人认为本发明的技术方案与现有技术存在较大差异，尤其是根据不同地震震级分级控制支座抗震性能指标以及限制减震球摆的摆动方向等方面，具备较大的结构及功能区别，可以证明其新颖性。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种具有多层剪力销的摩擦摆式减隔震支座，该摩擦摆式减隔震支座可分别控制中震和大震作用下水平位移的摩擦摆式减隔震支座构造型式，使支座可满足多性能目标或多水准地震动下的桥梁抗震性能目标，使支座的适用性更强。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种具有多层剪力销的摩擦摆式减隔震支座，包括由上至下依次滑动连接的上座板、球面衬板、减震球摆及减震底座，其中上座板的顶面及底面均为平面，球面衬板的顶面为平面且底面为凸面，减震球摆的顶面为凹面且底面为凸面，减震底座的顶面为凹面且底面为平面，且上座板与球面衬板之间滑动安装有平面滑板，球面衬板与减震球摆之间滑动安装有球面滑板，减震球摆与减震底座之间滑动安装有减震滑板，减震底座顶部同轴套装有多层的隔震挡环，该隔震挡环通过剪力销与减震底座固定连接，且多层的隔震挡环之间设置有滑动缓冲区，其中最内层的隔震挡环内壁与减震球摆的侧壁滑动配合连接；上座板的底部制有与减震球摆侧壁滑动连接并限制减震球摆摆动方向的限位裙座。
本发明优选的技术方案为：限位裙座围成圆筒形，该限位裙座的内壁与减震球摆的侧壁间隙配合连接。
本发明优选的技术方案为：限位裙座围成长方形导槽，该长方形导槽的短边长度与减震球摆的水平截面直径相同，且长方形导槽的长边长度大于减震球摆的水平截面直径。
本发明优选的技术方案为：限位裙座围成“十”字形导槽，该“十”字形导槽内部的折弯处固装有弹性支撑减震球摆的弹簧钢片。
本发明的优点和经济效果是：
1、本发明提供了一种具有多层剪力销的摩擦摆式减隔震支座构造型式，在球面衬板的顶部设计了水平滑动面，在减震球摆的顶部及底部均设计了弧形的滑动面，分别用于非地震(台风或较大横风状态)下桥梁的轻微摆动，以及地震作用下桥梁的减震滑移；设计了多层的隔震挡环且隔震挡环均通过剪力销与减震底座固定连接，每层剪力销均采用锚入方式安装，易于更换，且多层的隔震挡环之间设有滑动缓冲区，当中级地震发生时内层剪力销断裂，减震球摆在滑动缓冲区内滑动摩擦从而耗散地震能量，当大地震发生时内层隔震挡环及外层隔震挡环起到多层阻拦效果，同时减震球摆可在更大范围内进行滑动摩擦耗散地震能量，实现了针对不同震级的地震作用分别控制减隔震支座抗震性能的指标。
2、本发明的限位裙座设计有多重类型，如圆筒形、长方形导槽和“十”字形导槽形式，分别应用于固定型号、单向活动型号以及双向活动型号的减隔震支座。其中由于圆筒形的限位裙座内壁与减震球摆外壁滑动配合连接，通常设置于固定墩，其在正常工况下为固定支座，在地震作用时剪力销断裂，依靠下部减震滑板实现双向减隔震；设置长方形导槽的限位裙座的支座通常适用于活动墩，其在纵桥向或横桥向可自由位移，在地震作用时剪力销断裂，依靠下部减震滑板实现双向减隔震；最后设置“十”字形导槽的限位裙座的支座同样适用于活动墩，其在正常工况下可双向活动，在地震作用时也可实现双向减隔震，从而应对各种桥梁的受力情况，并且在“十”字形导槽内固装与减震球摆侧壁滑动配合连接的弹性钢片，防止减震球摆撞击“十”字形导槽的折弯，同时起到缓冲及限位作用，实现减震球摆在“十”字形导槽内部进行前、后、左、右四个方向的摆动柔性限位。
3、本发明结构设计科学合理，具有分级控制抗震指标、根据地形及气象条件控制减震摆动方向，且结构简单，减震机理明确，尤其适用于抗震性能要求高的桥梁结构体系，是一种具有较高创造性的具有多层剪力销的摩擦摆式减隔震支座。
附图说明
图1为本发明的立体图；
图2为本发明的半剖图；
图3为图2中A-A截面的剖视图(圆筒形的限位裙座)；
图4为图2中A-A截面的剖视图(长方形导槽的限位裙座)；
图5为图2中A-A截面的剖视图(“十”字形导槽的限位裙座)；
图中：1-上座板；2-限位裙座；3-减震球摆；4-隔震挡环；5-剪力销；6-减震底座；7-平面滑板；8-球面衬板；9-球面滑板；10-减震滑板；11-弹簧钢片；12-滑动缓冲区。
具体实施方式
为能进一步了解本发明的内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下。需要说明的是，本实施例是描述性的，不是限定性的，不能由此限定本发明的保护范围。
一种具有多层剪力销的摩擦摆式减隔震支座，包括由上至下依次滑动连接的上座板11、球面衬板8、减震球摆3及减震底座6，其中上座板的顶面及底面均为平面，球面衬板的顶面为平面且底面为凸面，减震球摆的顶面为凹面且底面为凸面，减震底座的顶面为凹面且底面为平面，且上座板与球面衬板之间滑动安装有平面滑板7，球面衬板与减震球摆之间滑动安装有球面滑板9，减震球摆与减震底座之间滑动安装有减震滑板10，减震底座顶部同轴套装有多层的隔震挡环4，该隔震挡环通过剪力销5与减震底座固定连接，且多层的隔震挡环之间设置有滑动缓冲区，其中最内层的隔震挡环内壁与减震球摆的侧壁滑动配合连接；上座板的底部制有与减震球摆侧壁滑动连接并限制减震球摆摆动方向的限位裙座2。
本发明优选的技术方案为：限位裙座围成圆筒形，该限位裙座的内壁与减震球摆的侧壁间隙配合连接。
本发明优选的技术方案为：限位裙座围成长方形导槽，该长方形导槽的短边长度与减震球摆的水平截面直径相同，且长方形导槽的长边长度大于减震球摆的水平截面直径。
本发明优选的技术方案为：限位裙座围成“十”字形导槽，该“十”字形导槽内部的折弯处固装有弹性支撑减震球摆的弹簧钢片11。
为更清楚的说明本发明的具体使用方式，下面提供一种实例：
本发明提供了一种具有多层剪力销的摩擦摆式减隔震支座构造型式，在非地震作用下通过平面滑板和球面滑板吸收侧移动能，在中震作用下内层剪力销剪断，通过减震滑动面的滑动摩擦耗散地震能量，外层剪力销具有一定刚度使其在中震作用下不被剪坏，以起到一定的限位作用；在大震或罕遇地震作用下外层剪力销剪断，仍通过减震滑动面的滑动摩擦耗散地震能量。
本发明在可在提高桥梁整体抗震能力的同时，可起到较好地限位作用，对于多性能目标或多水准地震动，这种支座的适用性更强。震后拔除已剪坏的剪力销，重新锚入新的剪力销，实现支座的易修复性。该构造型式结构简单，减震机理明确，尤其适用于抗震性能要求高的桥梁结构体系。
图3、图4、图5分别是本发明一种具有多层剪力销的固定型、单向活动型和双向活动型的摩擦摆式减隔震支座构造型式的示意图。原普通摩擦摆式减隔震支座通过减震滑板上的摩擦消耗地震能量以实现减震功能，通过球面摆动延长桥梁体运动周期以实现隔震功能，不同地震作用下，减隔震位移量的控制标准是一致的。具有多层剪力销的摩擦摆式减隔震支座是在普通摩擦摆式减隔震支座构造型式的基础上，增设一层隔震挡环和剪力销，中震作用下，内层剪力销损坏，支座可产生一定的水平位移，此时外层剪力销和挡块对中震作用下的减隔震位移量起到一定的控制作用；大震作用下，外层剪力销损坏，此时支座的抗震性能指标为极限减隔震位移量。
本发明两层隔震挡环的净距应与中震作用(50年超越概率10％地震作用)下支座的设计位移一致，以达到限制中震作用下的减隔震位移的目的。
本发明两层剪力销均采用锚入的形式安装，这样便于在震后隔震挡环复位后，对剪力销进行更换，从而可以降低维修造价，实现尽快恢复桥梁使用功能的目的。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (1)

1.一种具有多层剪力销的摩擦摆式减隔震支座，包括由上至下依次滑动连接的上座板、球面衬板、减震球摆及减震底座，其中上座板的顶面及底面均为平面，球面衬板的顶面为平面且底面为凸面，减震球摆的顶面为凹面且底面为凸面，减震底座的顶面为凹面且底面为平面，且上座板与球面衬板之间滑动安装有平面滑板，球面衬板与减震球摆之间滑动安装有球面滑板，减震球摆与减震底座之间滑动安装有减震滑板，其特征在于：所述减震底座顶部同轴套装有多层的隔震挡环，该隔震挡环通过剪力销与减震底座固定连接，且多层的隔震挡环之间设置有滑动缓冲区，其中最内层的隔震挡环内壁与减震球摆的侧壁滑动配合连接；所述上座板的底部制有与减震球摆侧壁滑动连接并限制减震球摆摆动方向的限位裙座；所述限位裙座围成圆筒形，该限位裙座的内壁与减震球摆的侧壁间隙配合连接；所述限位裙座围成长方形导槽，该长方形导槽的短边长度与减震球摆的水平截面直径相同，且长方形导槽的长边长度大于减震球摆的水平截面直径；所述限位裙座围成“十”字形导槽，该“十”字形导槽内部的折弯处固装有弹性支撑减震球摆的弹簧钢片。
CN201810900490.9A 2018-08-09 2018-08-09 一种具有多层剪力销的摩擦摆式减隔震支座 Active CN108867349B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810900490.9A CN108867349B (zh) 2018-08-09 2018-08-09 一种具有多层剪力销的摩擦摆式减隔震支座

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810900490.9A CN108867349B (zh) 2018-08-09 2018-08-09 一种具有多层剪力销的摩擦摆式减隔震支座

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108867349A CN108867349A (zh) 2018-11-23
CN108867349B true CN108867349B (zh) 2021-05-04

Family

ID=64317929

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810900490.9A Active CN108867349B (zh) 2018-08-09 2018-08-09 一种具有多层剪力销的摩擦摆式减隔震支座

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108867349B (zh)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110656712B (zh) * 2019-10-25 2024-03-08 衡水震泰隔震器材有限公司 一种防倾覆摩擦摆隔震支座及其装配方法
CN110668034B (zh) * 2019-10-28 2024-06-11 中国科学院合肥物质科学研究院 多自由度补偿可抗大剪切力的大型真空容器支撑装置
JP6765564B1 (ja) * 2020-06-29 2020-10-07 日鉄エンジニアリング株式会社 滑り免震装置及び橋梁
CN112411365B (zh) * 2020-12-22 2024-05-10 重庆交通大学 隔、减、锁复合式万向抗震支座
CN114875781B (zh) * 2022-01-07 2023-08-15 长沙理工大学 一种功能可控多状态切换型摩擦摆式减隔震支座
CN114808673B (zh) * 2022-03-31 2023-03-17 中铁第四勘察设计院集团有限公司 环向弹性减隔震支座
CN114892822B (zh) * 2022-06-27 2023-05-12 福州市规划设计研究院集团有限公司 自测位移变位的摩擦摆支座、安装方法及判断复位方法
CN116254760B (zh) * 2023-05-06 2023-10-31 菏泽城建工程发展集团有限公司 一种具有抗剪性过渡钢板结构的拉索减震球形支座

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN206467784U (zh) * 2016-10-18 2017-09-05 湖北中广公路勘察设计有限公司 环向钢丝绳‑曲面钢盆复合阻尼支座
CN206599850U (zh) * 2017-03-31 2017-10-31 河北泰勒铁路器材有限公司 补偿自复位摩擦摆减隔震支座

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003306949A (ja) * 2002-04-16 2003-10-31 Shimizu Corp 杭頭部滑り装置
CN202055163U (zh) * 2011-04-11 2011-11-30 新津腾中筑路机械有限公司 双球面减、隔震支座
KR101411818B1 (ko) * 2012-11-30 2014-06-24 장활진 하이브리드 지진격리 장치
CN203188114U (zh) * 2013-04-22 2013-09-11 衡水晨锐工程橡胶有限公司 一种减隔震支座
CN204097869U (zh) * 2014-10-27 2015-01-14 衡水中铁建工程橡胶有限责任公司 一种非等直径双球面滑动体系摩擦摆式减隔震支座
CN206090289U (zh) * 2016-10-17 2017-04-12 株洲时代新材料科技股份有限公司 一种摩擦摆支座
CN107268427A (zh) * 2017-06-23 2017-10-20 柳州东方工程橡胶制品有限公司 一种可更换限位装置的多级耗能摩擦摆支座

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN206467784U (zh) * 2016-10-18 2017-09-05 湖北中广公路勘察设计有限公司 环向钢丝绳‑曲面钢盆复合阻尼支座
CN206599850U (zh) * 2017-03-31 2017-10-31 河北泰勒铁路器材有限公司 补偿自复位摩擦摆减隔震支座

Also Published As

Publication number Publication date
CN108867349A (zh) 2018-11-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108867349B (zh) 一种具有多层剪力销的摩擦摆式减隔震支座
CN203741993U (zh) 带有抗拉拔装置的摩擦摆式隔震支座
CN103147394B (zh) 抗拔双向滑动摩擦支座
CN100582410C (zh) 结构振动控制的新型混合质量驱动变阻尼控制装置
AU751206B2 (en) Earthquake protection consisting of vibration-isolated mounting of buildings and objects using virtual pendulums with long cycles
CA2672314A1 (en) Seismic controller for friction bearing isolated structures
CN110820540B (zh) 一种耗能的滚轴减隔震装置
CN107447644B (zh) 一种大跨度桥梁减隔震系统
CN106906912A (zh) 一种分阶段耗能限位支座
CN105507447A (zh) 一种被动式变阻尼调谐质量阻尼器装置
CN203320402U (zh) 拉索型摩擦摆减隔震支座
CN202899302U (zh) 高层建筑隔震支座
Madhekar et al. Passive vibration control of structures
CN107605061B (zh) 斜面导向式减隔震自复位支座
CN108412069B (zh) 超长周期tmd控制系统
CN203487451U (zh) 大跨度桥梁的水平弹性阻尼系统
Tafheem et al. Seismic isolation systems in structures-the state of art review
CN215441419U (zh) 一种多级限位拉索减震支座
CN113308986B (zh) 一种触发式位移锁定摩擦摆支座
CN102251698B (zh) 薄板制旋转薄壳双联式房屋防地震安全生存设置
CN103485276A (zh) 大跨度桥梁的水平弹性阻尼系统
JP3038343B2 (ja) 減衰装置および取付方法
CN213203768U (zh) 一种道路桥梁的减震缓冲的基座结构
CN101718077A (zh) 桥梁抗震支座
CN204531046U (zh) 一种球形支座的耗能减震装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant