CN110438892A - 防落梁阻尼拉索摩擦摆支座 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种防落梁阻尼拉索摩擦摆支座，包括摩擦摆支座主体，摩擦摆支座主体的顶部设有多个上锚固结构，上锚固结构包括：预紧力螺栓，设置在摩擦摆支座主体上，预紧力螺栓的螺杆伸出至摩擦摆支座主体的上方，预紧力螺栓的螺杆上开设有预紧力销孔；预紧力螺母，套设在预紧力螺栓伸出至摩擦摆支座主体上方一端的螺杆上；预紧力弹簧，套设在预紧力螺栓上，且预紧力弹簧设置于摩擦摆支座主体与预紧力螺母之间；预紧力锁定销，可拆卸地穿设在预紧力销孔内。该防落梁阻尼拉索摩擦摆支座可避免支座在安装和使用过程中因预紧力不够、预紧力过大或各预紧力螺栓受力不均造成的安全事故，避免对施工造成危害，避免损害使用者生命财产安全。

Description

防落梁阻尼拉索摩擦摆支座

技术领域

本发明涉及桥梁、建筑的抗震支座技术领域，具体而言，涉及一种防落梁阻尼拉索摩擦摆支座。

背景技术

近年来，国内外桥梁时有垮塌或局部破坏的恶性事故发生，给各国人民生命财产造成巨大的损失，归其原因，主要是由于各种外界因素使桥梁承受的荷载变化并积累到一定程度，超过结构的承受能力造成的。因此，为确保桥梁的受力和运营安全，对桥梁受力状态和使用状态进行实时监测具有重大的意义和紧迫性。

桥梁支座是连接桥梁上部结构和下部结构的关键部件，上部结构的各种荷载包括梁自重、车辆活载、附加力等主要荷载通过支座传至桥梁墩台和基础，基础的不均匀沉降产生的结构受力状态分布在支座作用于上部结构。因此，在一定程度上，桥梁支座受力反应了桥梁结构的实际荷载情况，通过监测桥梁支座受力、位移等的变化情况，可判断桥梁结构是否处于正常使用状态，这对于高烈度地震区的山区桥梁更显得尤为重要。

摩擦摆支座由于其优良的减隔震效应是目前在桥梁及建筑领域使用较广的一类支座产品，其起源于1985年美国的Dr.Victor Zayas提出的一种干摩擦滑移隔震体系，采用将桥梁或网架结构物本身与地面隔离，利用摩擦面的设计周期来延长结构物的振动周期，减少地震引起的动力放大效应。目前，摩擦摆支座已经在桥梁及建筑领域取得广泛应用，形成常规双球面摩擦摆支座、温度/地震位移分离摩擦摆支座、超高压摩擦摆支座等系列。

摩擦摆支座的上下侧分别通过上锚固结构和下锚固结构锚固安装在桥梁主体和墩台之间。现有的摩擦摆支座在安装和使用过程中，上锚固结构因预紧力不够、预紧力过大或各螺栓受力不均，容易造成安全事故，对施工造成危害，并造成使用者生命财产安全。并且，现有的摩擦摆支座无法对桥梁的受力状态和使用状态进行实时的监测。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种防落梁阻尼拉索摩擦摆支座，以至少解决现有技术中的摩擦摆支座由于上锚固结构预紧力不够、预紧力过大或各螺栓受力不均，从而容易造成安全事故的问题。

为了实现上述目的，本发明提供了一种防落梁阻尼拉索摩擦摆支座，包括摩擦摆支座主体，摩擦摆支座主体的顶部设有多个上锚固结构，上锚固结构包括：预紧力螺栓，设置在摩擦摆支座主体上，预紧力螺栓的螺杆伸出至摩擦摆支座主体的上方，预紧力螺栓的螺杆上开设有预紧力销孔；预紧力螺母，套设在预紧力螺栓伸出至摩擦摆支座主体上方一端的螺杆上；预紧力弹簧，套设在预紧力螺栓上，且预紧力弹簧设置于摩擦摆支座主体与预紧力螺母之间；预紧力锁定销，可拆卸地穿设在预紧力销孔内。

进一步地，预紧力螺栓的螺杆上沿长度方向开设有多个预紧力销孔。

进一步地，预紧力螺母的下端开设有供预紧力弹簧放入的槽口。

进一步地，摩擦摆支座主体包括：下座板，下座板的下方安装有下锚固结构；凹球面转动板，设置在下座板上；双球面转动块，设置在凹球面转动板的凹球面上；球面滑动板，设置在双球面转动块的上方，上锚固结构安装在球面滑动板的顶部；拉索，拉索的一端锚固安装在球面滑动板上，拉索的另一端锚固安装在下座板上。

进一步地，下座板的上部和凹球面转动板的下部均设有一凹槽，凹槽内设有一测力体，测力体的下底面通过测力体定位销与下座板相连接，测力体的侧面嵌设有测力应变片。

进一步地，拉索包括两段防落梁拉索和一段阻尼拉索，两段防落梁拉索的一端分别锚固在下座板内和球面滑动板内，两段防落梁拉索的另一端分别与阻尼拉索的两端连接形成整体。

进一步地，防落梁拉索为高强钢丝绳，阻尼拉索为柔性材料，且防落梁拉索的自由长度大于阻尼拉索的自由长度。

进一步地，防落梁拉索与阻尼拉索通过硫化连接形成整体；或者，阻尼拉索为空心套，防落梁拉索插设在空心套内连接形成整体。

进一步地，球面滑动板的下方设有限位挡块，限位挡块通过剪力销钉与球面滑动板的下侧连接，限位挡块的端面靠近凹球面转动板的侧面。

进一步地，双球面转动块与凹球面转动板的接触面之间设有一凹球面转动耐磨板，球面滑动板与双球面转动块的接触面之间设有一球面滑动耐磨板。

应用本发明的技术方案，通过在摩擦摆支座主体的顶部设置由预紧力螺栓、预紧力螺母、预紧力弹簧和预紧力锁定销构成的上锚固结构，使得该防落梁阻尼拉索摩擦摆支座能够实现预紧力锁定销在预紧力螺栓某一位置锁定时，预紧力大小明确，进而避免防落梁阻尼拉索摩擦摆支座在安装和使用过程中因预紧力不够、预紧力过大或各预紧力螺栓受力不均造成的安全事故，避免对施工造成危害，避免损害使用者生命财产安全。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照附图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例的防落梁阻尼拉索摩擦摆支座的主视结构示意图。

图2为图1中B处的局部放大图。

图3为图1中C处的局部放大图。

图4为本发明实施例的防落梁阻尼拉索摩擦摆支座的A-A半剖视结构示意图。

图5为本发明实施例的防落梁阻尼拉索摩擦摆支座中上锚固结构的局部剖视图。

图6为图5中D处的局部放大图。

图7为本发明的防落梁阻尼拉索摩擦摆支座中防落梁拉索与阻尼拉索硫化形成整体的结构示意图。

图8为本发明的防落梁阻尼拉索摩擦摆支座中防落梁拉索与阻尼拉索套接形成整体的结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、上锚固结构；11、预紧力螺栓；12、预紧力螺母；13、预紧力弹簧；14、预紧力锁定销；20、下座板；21、下锚固结构；30、凹球面转动板；40、双球面转动块；50、球面滑动板；60、拉索；61、防落梁拉索；62、阻尼拉索；70、测力体；80、限位挡块；81、剪力销钉；90、凹球面转动耐磨板；100、球面滑动耐磨板；111、预紧力销孔；121、槽口。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下文将结合说明书附图和较佳的实施例对本发明作更全面、细致地描述，但本发明的保护范围并不限于以下具体的实施例。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

除非另有定义，下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解的含义相同。本发明专利申请说明书以及权利要求书中使用的“一个”或者“一”等类似词语不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也相应地改变。

参见图1至图8，一种本发明实施例的防落梁阻尼拉索摩擦摆支座，该防落梁阻尼拉索摩擦摆支座包括摩擦摆支座主体，在摩擦摆支座主体的顶部设置有多个上锚固结构10，上锚固结构10包括：预紧力螺栓11、预紧力螺母12、预紧力弹簧13和预紧力锁定销14。其中，预紧力螺栓11设置在摩擦摆支座主体上，预紧力螺栓11的螺杆伸出至摩擦摆支座主体的上方，预紧力螺栓11的螺杆上开设有预紧力销孔111；预紧力螺母12螺纹连接套设在预紧力螺栓11伸出至摩擦摆支座主体上方一端的螺杆上；预紧力弹簧13套设在预紧力螺栓11上，并且预紧力弹簧13设置于摩擦摆支座主体与预紧力螺母12之间；预紧力锁定销14可拆卸地穿设在预紧力销孔111内。

上述的防落梁阻尼拉索摩擦摆支座，通过在摩擦摆支座主体的顶部设置由预紧力螺栓11、预紧力螺母12、预紧力弹簧13和预紧力锁定销14构成的上锚固结构10，使得该防落梁阻尼拉索摩擦摆支座能够实现预紧力锁定销14在预紧力螺栓11某一位置锁定时，预紧力大小明确，进而避免防落梁阻尼拉索摩擦摆支座在安装和使用过程中因预紧力不够、预紧力过大或各预紧力螺栓11受力不均造成的安全事故，避免对施工造成危害，避免损害使用者生命财产安全。该防落梁阻尼拉索摩擦摆支座特别适用于钢箱梁结构的桥梁。

参见图5和图6，在本实施例中，预紧力螺栓11的螺杆上沿长度方向开设有多个预紧力销孔111。在安装防落梁阻尼拉索摩擦摆支座时，可根据需要的预紧力大小，将预紧力锁定销14插设在相应的预紧力销孔111中。预紧力螺栓11上的预紧力销孔111的间距是以一定的间距数进行设置的，该间距数可按照螺栓牙距的一倍或数倍进行设置或根据预紧力弹簧13一定的压缩量进行设置，通过计算一个间距量时预紧力弹簧13的压缩反力，实现预紧力的标定。预紧力弹簧13压缩反力的简单计算公式为：压缩反力＝弹簧进度系数×弹簧压缩量。

参见图6，在本实施例中，预紧力螺母12的下端开设有供预紧力弹簧13放入的槽口121。将预紧力弹簧13的上端置于槽口121内，使得预紧力螺母12与预紧力弹簧13之间连接更加稳定、可靠。

具体来说，参见图1、图4和图5，在本实施例中，摩擦摆支座主体主要包括：下座板20、凹球面转动板30、双球面转动块40、球面滑动板50和拉索60。其中，下座板20的下方安装有下锚固结构21；凹球面转动板30设置在下座板20上；双球面转动块40设置在凹球面转动板30的凹球面上；球面滑动板50设置在双球面转动块40的上方，上锚固结构10安装在球面滑动板50的顶部；拉索60的数量为多根，拉索60的一端锚固安装在球面滑动板50上，拉索60的另一端锚固安装在下座板20上。通过上述的主要结构组成摩擦摆支座主体，使得摩擦摆支座具有常规双球面摩擦摆支座的基本隔震功能。

参见图1、图3和图4，在本实施例中，下座板20的上部和凹球面转动板30的下部均设有一个凹槽，在凹槽内设置有一个测力体70，该测力体70的下底面通过测力体定位销与下座板20相连接，在测力体70的侧面开有槽，槽内嵌设有测力应变片(图中未示出)。测力应变片通过传输线将应变信号传输到信号盒(图中未示出)，最终通过信号盒将数据发送到数据终端(图中未示出)进行处理和实时监控。测力应变片及信号盒通过供电系统(太阳能或市电)供电。如此设置，通过测力体70和测力应变片可实现对桥梁运营过程中受力、位移变化的实时监控。

为了能够在极端状态下防止梁体脱落，在本实施例中，拉索60包括两段防落梁拉索61和一段阻尼拉索62。其中，两段防落梁拉索61的一端分别锚固在下座板20内和球面滑动板50内，两段防落梁拉索61的另一端分别与阻尼拉索62的两端连接形成整体。如此设置，在桥梁梁体滑动到某一设定位移之前，摩擦摆支座能够自由滑动；当梁体滑动超过某一设定位移时，阻尼拉索62提供部分阻尼力，实现摩擦摆支座耗能及复位功能；当梁体滑动超过极限位置时，防落梁拉索61开始作用，实现极端位置防落梁及复位功能。

具体来说，防落梁拉索61采用高强钢丝绳，其不具备阻尼性能，仅提供极限位置防落梁功能；而阻尼拉索62采用柔性材料(如阻尼橡胶)，具有一定的阻尼性能。并且，防落梁拉索61的自由长度大于阻尼拉索62的自由长度，确保防落梁阻尼拉索摩擦摆支座的最终极限行程由防落梁拉索61决定。防落梁拉索61与阻尼拉索62之间可采用以下两种方式进行组合：参见图7，第一种组合方式为通过硫化等过程，将防落梁拉索61与阻尼拉索62硫化为整体；参见图8，第二种组合方式为将阻尼拉索62设置成空心套，将防落梁拉索61插设在空心套内连接形成整体。

参见图1至图5，在本实施例中，在球面滑动板50的下方设置有限位挡块80，该限位挡块80通过剪力销钉81与球面滑动板50的下侧连接，限位挡块80的端面靠近凹球面转动板30的侧面。限位挡块80与凹球面转动板30之间形成一对摩擦副，进而通过调节限位挡块80与凹球面转动板30之间的距离，可依据实际需求实现某一方向的位移在某一设定阈值力内的位移限制，及阈值力超限后的自由滑动功能。

参见图1和图4，在本实施例中，双球面转动块40与凹球面转动板30的接触面之间还设置有一块凹球面转动耐磨板90，球面滑动板50与双球面转动块40的接触面之间还设置有一块球面滑动耐磨板100。凹球面转动耐磨板90镶嵌固结在凹球面转动板30上，球面滑动耐磨板100镶嵌固结在双球面转动块40上。在双球面转动块40与凹球面转动耐磨板90对磨的表面镀铬或贴附镜面不锈钢板；在球面滑动板50与球面滑动耐磨板100对磨的的表面同样镀铬或贴附镜面不锈钢板。并且，球面滑动耐磨板100的摩擦系数设置为大于凹球面转动耐磨板90的摩擦系数。如此设置，可延长防落梁阻尼拉索摩擦摆支座的使用寿命。

总体而言，本发明的防落梁阻尼拉索摩擦摆支座除了具有常规双球面摩擦摆支座的基本隔震功能外，还能避免防落梁阻尼拉索摩擦摆支座在安装和使用过程中因预紧力不够、预紧力过大或各预紧力螺栓11受力不均造成的安全事故，避免对施工造成危害，避免损害使用者生命财产安全；能实现对桥梁运营过程中支座受力、位移变化的实时监控，并实现在极端状态防止梁体脱落的功能；结构原理清晰、功能可靠、工程造价低、使用寿命长；特别适用于铁路、公路等高震区大型多跨连续梁。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种防落梁阻尼拉索摩擦摆支座，包括摩擦摆支座主体，所述摩擦摆支座主体的顶部设有多个上锚固结构(10)，其特征在于，所述上锚固结构(10)包括：

预紧力螺栓(11)，设置在所述摩擦摆支座主体上，所述预紧力螺栓(11)的螺杆伸出至所述摩擦摆支座主体的上方，所述预紧力螺栓(11)的螺杆上开设有预紧力销孔(111)；

预紧力螺母(12)，套设在所述预紧力螺栓(11)伸出至所述摩擦摆支座主体上方一端的螺杆上；

预紧力弹簧(13)，套设在所述预紧力螺栓(11)上，且所述预紧力弹簧(13)设置于所述摩擦摆支座主体与所述预紧力螺母(12)之间；

预紧力锁定销(14)，可拆卸地穿设在所述预紧力销孔(111)内。

2.根据权利要求1所述的防落梁阻尼拉索摩擦摆支座，其特征在于，所述预紧力螺栓(11)的螺杆上沿长度方向开设有多个所述预紧力销孔(111)。

3.根据权利要求1所述的防落梁阻尼拉索摩擦摆支座，其特征在于，所述预紧力螺母(12)的下端开设有供所述预紧力弹簧(13)放入的槽口(121)。

4.根据权利要求1所述的防落梁阻尼拉索摩擦摆支座，其特征在于，所述摩擦摆支座主体包括：

下座板(20)，所述下座板(20)的下方安装有下锚固结构(21)；

凹球面转动板(30)，设置在所述下座板(20)上；

双球面转动块(40)，设置在所述凹球面转动板(30)的凹球面上；

球面滑动板(50)，设置在所述双球面转动块(40)的上方，所述上锚固结构(10)安装在所述球面滑动板(50)的顶部；

拉索(60)，所述拉索(60)的一端锚固安装在所述球面滑动板(50)上，所述拉索(60)的另一端锚固安装在所述下座板(20)上。

5.根据权利要求4所述的防落梁阻尼拉索摩擦摆支座，其特征在于，所述下座板(20)的上部和所述凹球面转动板(30)的下部均设有一凹槽，所述凹槽内设有一测力体(70)，所述测力体(70)的下底面通过测力体定位销与所述下座板(20)相连接，所述测力体(70)的侧面嵌设有测力应变片。

6.根据权利要求4所述的防落梁阻尼拉索摩擦摆支座，其特征在于，所述拉索(60)包括两段防落梁拉索(61)和一段阻尼拉索(62)，两段所述防落梁拉索(61)的一端分别锚固在所述下座板(20)内和所述球面滑动板(50)内，两段所述防落梁拉索(61)的另一端分别与所述阻尼拉索(62)的两端连接形成整体。

7.根据权利要求6所述的防落梁阻尼拉索摩擦摆支座，其特征在于，所述防落梁拉索(61)为高强钢丝绳，所述阻尼拉索(62)为柔性材料，且所述防落梁拉索(61)的自由长度大于所述阻尼拉索(62)的自由长度。

8.根据权利要求6所述的防落梁阻尼拉索摩擦摆支座，其特征在于，所述防落梁拉索(61)与所述阻尼拉索(62)通过硫化连接形成整体；或者，所述阻尼拉索(62)为空心套，所述防落梁拉索(61)插设在空心套内连接形成整体。

9.根据权利要求4所述的防落梁阻尼拉索摩擦摆支座，其特征在于，所述球面滑动板(50)的下方设有限位挡块(80)，所述限位挡块(80)通过剪力销钉(81)与所述球面滑动板(50)的下侧连接，所述限位挡块(80)的端面靠近所述凹球面转动板(30)的侧面。

10.根据权利要求4所述的防落梁阻尼拉索摩擦摆支座，其特征在于，所述双球面转动块(40)与所述凹球面转动板(30)的接触面之间设有一凹球面转动耐磨板(90)，所述球面滑动板(60)与所述双球面转动块(40)的接触面之间设有一球面滑动耐磨板(100)。