CN109235249A - 一种带耗能构件的球形钢支座 - Google Patents

一种带耗能构件的球形钢支座 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种带耗能构件的球形钢支座，包含上支座板、球冠衬板和下支座板，所述上支座板的下方分别设有两个相对设置的限位部件一和两个相对设置的限位部件二，两个所述限位部件一与下支座板对应的侧面具有间隙，两个所述限位部件二与下支座板对应的侧面相互邻接，所述上支座板和下支座板之间通过连接部件连接，所述下支座板上沿所述限位部件二的设置方向上设有滑槽，所述滑槽内设有截面形状尺寸均适配的滑杆，所述滑杆铰接连接于所述上支座板。本装置比现有减隔震支座更经济适用，且不会抬梁，作为固定支座能够在地震时开始滑移耗能，提升桥梁结构的整体抗震性能，控制上部结构的位移，降低地震对桥梁结构的破坏，降低灾后维养成本。

Description

一种带耗能构件的球形钢支座
技术领域
本发明涉及球形钢支座技术领域，特别涉及一种带耗能构件的球形钢支座。
背景技术
在桥梁结构中，通常需要在桥梁梁体和墩台之间安装支座，支座需要具有足够的竖向刚度和强度，能将桥梁梁体的全部载荷可靠地传递到墩台上，减轻和缓解墩台承受的震动，除了需要承受由地震、风力等外力引起的桥跨结构的较大的水平位移、转角和变形，还需要适应因正常运营载荷作用、温度、湿度变化引起的桥跨结构的日常较小的水平位移、转角和变形。
现有桥梁球型钢支座，上支座板与球冠衬板之间的平面耐磨板摩擦系数根据规范要求一般设置在0.01～0.04之间，其摩擦系数较低，主要由活动支座来调节主梁由于温度变化和正常运营荷载导致的主梁挠曲产生的伸缩变形，当发生地震时，活动支座上支座板发生较大位移变形，球形钢支座的地震耗能能力不足，导致上部结构位移过大，从而极易引起主梁发生落梁的震害，因此在高烈度地震区，桥梁结构往往采用减隔震支座，如摩擦摆支座、双曲面球型减隔震支座，但减隔震支座造价是普通支座造价的一倍以上，材料成本较高，存在抬梁的问题，而固定支座几乎无法耗能。因此急需一种经济性较好，又具有较高地震耗能能力的球形钢支座。
发明内容
本发明的目的在于克服现有的球形钢支座耗能效果差，抗震能力不足，容易发生落梁等上述不足，提供一种带耗能构件的球形钢支座。
为了实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：
一种带耗能构件的球形钢支座，包含上支座板、球冠衬板和下支座板，所述球冠衬板设于所述上支座板和下支座板之间，所述球冠衬板的上表面设有平面耐磨板，所述下支座板的上表面设有球面耐磨板，所述上支座板的下方分别设有两个相对设置的限位部件一和两个相对设置的限位部件二，两个所述限位部件一与下支座板对应的侧面具有间隙，两个所述限位部件二与下支座板对应的侧面相互邻接，所述上支座板和下支座板之间通过连接部件连接，所述下支座板上沿所述限位部件二的设置方向上设有滑槽，所述滑槽内设有截面形状尺寸均适配的滑杆，所述滑杆铰接连接于所述上支座板。
采用本发明所述的一种带耗能构件的球形钢支座，所述上支座板的下方分别设有两个相对设置的限位部件一和两个相对设置的限位部件二，两个限位部件一和两个限位部件二位于不同方向，两个所述限位部件一与下支座板对应的侧面具有间隙，两个所述限位部件二与下支座板对应的侧面相互邻接，所述上支座板和下支座板之间通过连接部件连接，该支座本身作为固定支座使用，相较于现有的固定支座，横向和纵向都通过限位部件限制活动，本申请的支座在遇到地震作用时，随着支座沿所述滑槽设置方向所受水平力逐渐增大，所述上支座板与下支座板之间的连接部件剪断，由于两个所述限位部件一与下支座板对应的侧面具有间隙，所述上支座板能够在单向上相对于下支座板发生滑移，此时带动与所述上支座板连接的所述滑杆与设置在所述下支座板上的滑槽发生相对滑动，由此实现单向摩擦耗能，通过调整耗能元件自身的摩擦面的摩擦系数，可显著提高支座对桥梁结构的减隔震效果，使固定支座的摩擦耗能能力大大提高，有效耗散地震能量，采用本装置安装方便，比现有减隔震支座更加经济适用，且不存在抬梁的问题，作为固定支座能够在地震时开始滑移参与耗能，有效耗散地震能量，改善支座的耗能能力和效果，提升桥梁结构的整体抗震性能和安全性，控制上部结构的位移，降低地震对桥梁结构的破坏，降低灾后维养成本。
优选的，所述滑杆的长度大于所述滑槽的长度。
优选的，所述滑槽的截面为矩形，所述滑槽的内表面均为耐磨板。
进一步优选的，所述滑槽包含盒体和盖体，所述滑槽外部设有紧固件。
采用上述设置方式，即所述滑槽截面为矩形，较对应的圆形截面，接触面积更大，其内壁的四个表面均设置耐磨板，所述滑槽采用盒体和盖体可拆卸的设置，便于安装所述滑杆，并且能够使内壁四个表面全部参与摩擦耗能，有效提高耗能能力和效果。
优选的，所述滑杆通过连杆连接于所述上支座板，所述连杆一端铰接于所述上支座板上的限位部件一、另一端铰接于所述滑杆。
进一步优选的，所述连杆铰接于所述滑杆的端部。
优选的，所述滑杆表面的摩擦系数为0.01-0.04。
优选的，所述上支座板下表面的摩擦系数为0.01-0.04。
进一步优选的，所述上支座板下表面的摩擦系数从内向外逐渐增大。
采用上述设置方式，使所述上支座板与平面耐磨板能够在所述上支座板与下支座板产生相对滑动时参与摩擦耗能。
优选的，所述连接部件为抗剪螺栓，所述限位部件一和限位部件二均为条形挡块。
综上所述，与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、采用本发明所述的一种带耗能构件的球形钢支座，安装方便，比现有减隔震支座更加经济适用，且不存在抬梁的问题，作为固定支座能够在地震时开始滑移参与耗能，有效耗散地震能量，改善支座的耗能能力和效果，提升桥梁结构的整体抗震性能和安全性，控制上部结构的位移，降低地震对桥梁结构的破坏，降低灾后维养成本。
附图说明：
图1为本发明所述的一种带耗能构件的球形钢支座的结构俯视图；
图2为图1中的横向结构剖视图；
图3为图1中的纵向结构剖视图。
图中标记：1-上支座板，2-球冠衬板，3-下支座板，4-平面耐磨板，5-球面耐磨板，61-限位部件一，62-限位部件二，7-连接部件，8-滑槽，9-滑杆，10-连杆。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。
实施例1
如图1-3所示，本发明所述的一种带耗能构件的球形钢支座，包含上支座板1、球冠衬板2和下支座板3，所述球冠衬板2设于所述上支座板1和下支座板3之间，所述球冠衬板2的上表面设有平面耐磨板4，所述下支座板3的上表面设有球面耐磨板5，所述上支座板1的下方分别设有两个相对设置的限位部件一61和两个相对设置的限位部件二62，两个所述限位部件一61与下支座板3对应的侧面具有间隙，两个所述限位部件二62与下支座板3对应的侧面相互邻接，所述上支座板1和下支座板3之间通过连接部件7连接，所述连接部件7为抗剪螺栓，所述限位部件一61和限位部件二62均为条形挡块，所述限位部件一61与所述上支座板1一体成型，所述限位部件二62抵在所述上支座板1的下端内侧和下支座板3对应侧面之间，所述下支座板3上沿平行于所述限位部件二62的设置方向上设有滑槽8，所述滑槽8内设有截面形状尺寸均适配的滑杆9，所述滑杆9与滑槽8能够产生滑动摩擦，所述滑杆9的长度大于所述滑槽8的长度，优选的，所述滑槽8的截面为矩形，所述滑槽8的内壁四个表面均为耐磨板，进一步优选的，所述滑槽8包含盒体和盖体，便于安装滑杆9，所述滑槽8外部设有紧固件，所述紧固件用于使所述盒体与盖体紧密连接，以便用于与滑杆9进行滑动摩擦，所述滑杆9通过连杆10连接于所述上支座板1，所述连杆10一端铰接于所述上支座板1、另一端铰接于所述滑杆9的端部，优选的，所述滑杆9表面的摩擦系数为0.01-0.04。
采用本发明所述的一种带耗能构件的球形钢支座，所述上支座板1的下方分别设有两个相对设置的限位部件一61和两个相对设置的限位部件二62，两个所述限位部件一61与下支座板3对应的侧面具有间隙，两个所述限位部件二62与下支座板3对应的侧面相互邻接，所述上支座板1和下支座板3之间通过连接部件7连接，该支座本身作为固定支座使用，当遇到地震作用时，随着支座沿所述滑槽8设置方向所受水平力逐渐增大，如地震方向沿图1中向左或向右方向，所述上支座板1与下支座板4之间的连接部件7剪断，所述上支座板1相对于下支座板3发生滑移，此时与所述上支座板1连接的所述滑杆9与设置在所述下支座板3上的滑槽8发生相对滑动，由此实现单向摩擦耗能，通过调整耗能元件自身的摩擦面的摩擦系数，可改变支座对桥梁结构的减隔震效果，使支座的摩擦耗能能力大大提高，有效耗散地震能量，采用本装置安装方便，比现有减隔震支座更加经济适用，且不存在抬梁的问题，作为固定支座能够在地震时有效缓冲所受的外力作用，改善支座的耗能能力和效果，提升桥梁结构的整体抗震性能和安全性，控制上部结构的位移，降低地震对桥梁结构的破坏，降低灾后维养成本。
实施例2
采用本发明所述的一种带耗能构件的球形钢支座，其结构与实施例1大致相同，其不同之处在于，所述上支座板1下表面的摩擦系数为0.01-0.04，即增大了现有固定支座中上支座板1下表面的摩擦系数，优选的，所述上支座板1下表面的摩擦系数从内向外逐渐增大。
使所述上支座板与平面耐磨板能够在所述上支座板与下支座板产生相对滑动时参与摩擦耗能，进一步提高耗能能力。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种带耗能构件的球形钢支座，其特征在于，包含上支座板(1)、球冠衬板(2)和下支座板(3)，所述球冠衬板(2)设于所述上支座板(1)和下支座板(3)之间，所述球冠衬板(2)的上表面设有平面耐磨板(4)，所述下支座板(3)的上表面设有球面耐磨板(5)，所述上支座板(1)的下方分别设有两个相对设置的限位部件一(61)和两个相对设置的限位部件二(62)，两个所述限位部件一(61)与下支座板(3)对应的侧面具有间隙，两个所述限位部件二(62)与下支座板(3)对应的侧面相互邻接，所述上支座板(1)和下支座板(3)之间通过连接部件(7)连接，所述下支座板(3)上沿所述限位部件二(62)的设置方向上设有滑槽(8)，所述滑槽(8)内设有截面形状尺寸均适配的滑杆(9)，所述滑杆(9)铰接连接于所述上支座板(1)。
2.根据权利要求1所述的球形钢支座，其特征在于，所述滑杆(9)的长度大于所述滑槽(8)的长度。
3.根据权利要求1所述的球形钢支座，其特征在于，所述滑槽(8)的截面为矩形，所述滑槽(8)的内表面均为耐磨板。
4.根据权利要求3所述的球形钢支座，其特征在于，所述滑槽(8)包含盒体和盖体，所述滑槽(8)外部设有紧固件。
5.根据权利要求1所述的球形钢支座，其特征在于，所述滑杆(9)通过连杆(10)连接于所述上支座板(1)，所述连杆(10)一端铰接于所述上支座板(1)上的限位部件一(61)、另一端铰接于所述滑杆(9)。
6.根据权利要求5所述的球形钢支座，其特征在于，所述连杆(10)铰接于所述滑杆(9)的端部。
7.根据权利要求1-7任一所述的球形钢支座，其特征在于，所述滑杆(9)表面的摩擦系数为0.01-0.04。
8.根据权利要求1-7任一所述的球形钢支座，其特征在于，所述上支座板(1)下表面的摩擦系数为0.01-0.04。
9.根据权利要求8所述的球形钢支座，其特征在于，所述上支座板(1)下表面的摩擦系数从内向外逐渐增大。
10.根据权利要求1-7任一所述的球形钢支座，其特征在于，所述连接部件(7)为抗剪螺栓，所述限位部件一(61)和限位部件二(62)均为条形挡块。
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