CN110847023B - 减隔震支座 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种减隔震支座，其包括上滑动板组件；下滑动板组件；设置在上滑动板组件和下滑动板组件之间的运动组件，运组件具有凸曲面衬板和匹配式设置在凸曲面衬板下面的凹曲面中座板；阻尼组件，阻尼组件构造为在上滑动板组件和下滑动板组件相对纵向或/和横向移动时能受压变形以吸收或消耗能量，该减隔震支座不仅能够实现竖向承载、导向滑移以及转动等功能，还能通过阻尼组件保证在地震工况下有效的吸收并耗散地震能量，实现其减隔震功能，同时，该阻尼组件通过变形实现能量的耗散和吸收，不存在泄露风险，安全系数高，且结构简单。

Description

减隔震支座

技术领域

本发明属于桥梁结构减隔震技术领域，具体涉及一种减隔震支座。

背景技术

桥梁作为重要的社会基础设施，具有投资大、公共性强、管理维修困难等特点。也由此桥梁的抗震防灾管理非常重要，而提高桥梁的抗震性能是降低地震损失的基本措施。

随着桥梁结构设计技术的发展，越来越多的桥梁采用减隔震设计方案，减隔震支座在桥梁上使用越来越广泛，是桥梁减隔震设计的重要组成部分。目前常见的减隔震产品有拉索支座、摩擦摆支座、铅芯橡胶支座、高阻尼橡胶支座、钢阻尼隔震支座等。

例如，中国专利CN201810015819.3，公开了一种大阻尼双曲面减隔震球型支座，该类型支座通过在双曲面减隔震支座基础上增加粘滞阻尼器从而增加支座在地震时的阻尼，提高双曲面支座的减隔震功能，但阻尼器存在泄漏风险，地震作用下可能导致结构失效，同时该结构要求安装空间大，造价高。

发明内容

针对现有技术中所存在的上述技术问题的部分或者全部，本发明提出了一种减隔震支座。该减隔震支座具有抗震性能稳定，结构紧凑，安全性高，要求安装空间小，可大幅度提高桥梁结构的抗震能力。

根据本发明，提出了一种减隔震支座，包括：

上滑动板组件，

下滑动板组件，

设置在上滑动板组件和下滑动板组件之间的运动组件，运组件具有凸曲面衬板和匹配式设置在凸曲面衬板下面的凹曲面中座板，

阻尼组件，阻尼组件构造为在上滑动板组件和下滑动板组件相对纵向或/和横向移动时能受压变形以吸收或消耗能量。

在一个实施例中，在上滑动板组件的内侧和下滑动板组件的内侧设置构造为弧状的阻尼组件，且阻尼组件的凸侧与凹曲面中座板相对式设置，以在凹曲面中座板相对于上滑动板组件或/和下滑动板组件移动时相应的阻尼组件可以受力。

在一个实施例中，阻尼组件具有多个叠式设置的第一C型钢，以及夹设在相邻的第一C型钢之间的第二C型钢，并且第一C型钢的弹性模量大于第二C型钢的弹性模量。

在一个实施例中，第一C型钢和第二C型钢由锁紧螺栓连接，在凹曲面中座板上与锁紧螺栓相对应的位置处设置避让口。

在一个实施例中，在处于最外侧的第一C型钢的两端设置向两外侧延伸的连接部，并在下滑动板组件的内侧表面的四角处以及上滑动板内侧表面的四角处均固定设置锁块，连接部与相应的锁块连接以在上滑动板上设置两个纵向相对的阻尼组件而在下滑动板上设置两个横向相对的阻尼组件。

在一个实施例中，第一C型钢可以由弹簧钢制成，而第二C型钢可以由铅制成，

和/或第一C型钢和第二C型钢的弧形的中心角相同并为30-75度。

在一个实施例中，上滑动板组件具有板状的上主板、相对式设置在上主板的内侧面上的两个纵向延伸的上导向板和固定设置在上主板内侧面上并位于上导向板之间的上不锈钢板，

下滑动板组件具有板状的下主板、相对式设置在下主板的内侧面上的两个横向延伸的下导向板和固定设置在下主板内侧面上并位于下导向板之间的下不锈钢板，

其中，凹曲面中座板的上端延伸到两个上导向板之间，而下端延伸到两个下导向板之间。

在一个实施例中，在凹曲面中座板的上端和下端分别设置使得其水平截面面积增加的延伸部，并在与上导向板和下导向板相对应的延伸部上设置导向耐磨条。

在一个实施例中，在下导向板上设置与下主板平行的下压板，对应的延伸部能延伸到下压板下，

在上导向板上设置与上主板平行的上压板，对应的延伸部能延伸到上压板。

在一个实施例中，在上滑动板组件与凸曲面衬板之间，以及凹曲面中座板与下滑动板组件之间均设置有滑动耐磨板，在凸曲面衬板与凹曲面中座板之间设置转动耐磨板。

与现有技术相比，本发明至少具有下列优点中的一个，该减隔震支座不仅能够实现竖向承载、导向滑移以及转动等功能，还能通过阻尼组件保证在地震工况下有效的吸收并耗散地震能量，实现其减隔震功能。同时，该阻尼组件通过变形实现能量的耗散和吸收，不存在泄露风险，安全系数高，且结构简单。

附图说明

下面将结合附图来对本发明的优选实施例进行详细地描述，在图中：

图1显示了根据本发明的一个实施例的减隔震支座的主视图；

图2显示了根据本发明的一个实施例的减隔震支座的俯视图；

图3显示了根据本发明的一个实施例的阻尼组件的立体图；

图4显示了根据本发明的一个实施例的上滑动板组件的立体图；

图5显示了根据本发明的一个实施例的凹曲面中座板的立体图；

图6显示了根据本发明的一个实施例的凹曲面中座板以及下滑动板组件的立体图。

在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例绘制。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明做进一步说明。

图1和图2显示了根据本发明的减隔震支座100。如图1和2所示，减隔震支座100包括上滑动板组件1、下滑动板组件6、运动组件和阻尼组件9。其中，上滑动板组件1和下滑动板组件6上下相对式设置，并能相对横向和纵向运动。运动组件设置在上滑动板组件1和下滑动板组件6之间。并且运动组件具有凸曲面衬板3和匹配式设置在凸曲面衬板3下面的凹曲面中座板5。凸曲面衬板3的上端与上滑动板组件1抵接，而凹曲面中座板5设置在下滑动板组件6上。凸曲面衬板3和凹曲面中座板5的接触面形成凹凸配合，以使得该运动组件在起到竖向支撑基础上实现绕任意水平向转动的功能。该阻尼组件9在上滑动板组件1和下滑动板组件6相对纵向或横向移动时能变形以吸收能量，用于提高耗能效果。该减隔震支座100结构紧凑，能实现正常工况下的竖向承载、水平导向滑移，以及绕任意水平方向转动等功能。还能在地震等工况下，通过阻尼元件9的变形消耗地震能量，实现阻尼功能。

在一个实施例中，如图4所示，上滑动板组件1具有上主板11、上导向板12和上不锈钢板13。其中，上主板11构造为平铺式的板状，用于与桥梁中的梁体相连接。上导向板12为两个并相对式设置在上主板11的内侧面上。同时，两个上导向板12纵向延伸，以使得运动组件的上端能延伸到两个上导向板12之间，从而实现为运动组件提供导向的作用。上不锈钢板13平铺式固定设置在上主板11内侧面上，并位于两个上导向板12之间。安装后，该上不锈钢板13能与运动组件的凸曲面衬板3的上端面抵接，从而形成滑动摩擦副。

同理地，如图6所示，下滑动板组件6具有下主板61、下导向板62和下不锈钢板63。其中，下主板61构造为平铺的板状，用于与桥梁中的墩台相连接。下导向板62为两个并相对式设置在下主板61的内侧面上。同时，下导向板62横向延伸，以使得运动组件的下端延伸到两个下导向板62之间，为运动组件提供导向作用。下不锈钢板63平铺式固定设置在下主板61内侧面上，并位于两个下导向板62之间。安装后，该下不锈钢板63能与运动组件的凹曲面中座板5抵接，从而形成滑动摩擦副。

如图5所示，凹曲面中座板5本身可以构造为方形体状，以提高承载能力并增加稳定性。在凹曲面中座板5的上端面上设置有用于容纳凸曲面衬板3的凹槽51。优选地，凸曲面衬板3可以构造为球冠状，则凹槽51构造为能与凸曲面衬板3配合的球冠状。当然，凸曲面衬板3还可以构造为盆式结构，以与凹曲面中座板5配合。上述两种设置同样能达到使得凸曲面衬板3绕任意水平方向相对于凹曲面中座板5转动的目的。

另外，在凹曲面中座板5的上端和下端分别设置延伸部52。该延伸部52由凹曲面中座板5的外周壁沿着水平向突出，以使得延伸部52处的凹曲面中座板5的水平截面面积相对增加。并在与上导向板12和下导向板62相对应的延伸部52上设置导向耐磨条53，用于增加耐磨性，以提高使用寿命。例如，在图2中，在凹曲面中座板5的上端的前后两侧的延伸部52上设置有导向耐磨条53，以与上导向板12相对式设置，而在凹曲面中座板5的下端的左右两侧的延伸部52上设置有导向耐磨条53，以与下导向板62相对式设置。例如，导向耐磨条53由SF-1B或改性超高分子量聚乙烯材料制成。通过这种设置能增加互相运动的两者之间的耐磨性，提高使用寿命。

优选地，如图6所示，可在下导向板62上设置下压板64，该下压板64可以与下主板61平行，以使得位于下端的延伸部52能相应的延伸到下压板64之下。该下压板64起到了在竖直方向上限定凹曲面中座板5的位置的作用。该下压板64可以与下导向板62一体化制造，例如，在下主板61上设置折弯板，折弯板的两边呈直角，一边构造为与下主板61平行的下压板64而一边构造为固定连接在下主板61上的下导向板62。同理地，如图4所示，在上导向板12上设置上压板14，以使得位于上端的延伸部52能相应的延伸到上压板14之上。上述设置除了能更好的为凹曲面中座板5进行导向作用，还能使得下压板64和上压板14均延伸部52形成卡接配合，进而使得减隔震支座100可以承受竖向拉拔力，防止地震作用下落梁。

如图1所示，为了增加相互移动件之间的耐磨性，提高相应部件的使用寿命。在上不锈钢板63与凸曲面衬板3之间，以及凹曲面中座板5与下不锈钢板63之间均设置有滑动耐磨板2。同时，在凸曲面衬板3与凹曲面中座板5之间设置转动耐磨板4。例如，滑动耐磨板2和转动耐磨板4均可以由改性超高分子量聚乙烯制成。通过上述设置，增加了相邻的相对运动组件之间的耐磨性，进一步提高了使用寿命。

在一个实施例中，如图3所示，阻尼组件9被构造为弧形。例如，阻尼组件9具有多个叠式设置的第一C型钢91，以及夹设在相邻的第一C型钢91之间的第二C型钢92。其中，第一C型钢91的弹性模量大于第二C型钢92的弹性模量。在地震作用下，当阻尼组件9受到外挤压力时，第一C型钢91发生弹性变形，吸收地震能量，第二C型钢92发生塑性变形，消耗地震能量。而在挤压力撤销后，第一C型钢91弹性变形恢复，促使第二C型钢92发生塑性变形，消耗地震能量。同时，在阻尼组件9受力或者恢复过程中，第一C型钢91和第二C型钢92之间会产生相互摩擦，消耗地震能量。例如，第一C型钢91和第二C型钢92由传过的锁紧螺栓93连接，并在锁紧螺栓93的一端设置锁紧螺母94，用于实现固定连接。这是设置方式非常简单，可以随时调节或者更换第一C型钢91和第二C型钢92的数量，以满足实际使用需求。

在上滑动板组件1内侧和下滑动板组件6的内侧上各安装两个相对式分布的阻尼组件9。具体地，在上滑动板组件1纵向上设置两个阻尼组件9，并且两个阻尼组件9的凸面靠近内侧并相对式分布。而在下滑动板组件6横向上设置两个阻尼组件9，并且两个阻尼组件9的凸面靠近内侧并相对式分布。安装到位后，各阻尼组件9凸侧和凹曲面中座板5相对式分布并具有一定的距离，用以实现正常情况下的温度位移，保证在正常情况下，阻尼组件9与凹曲面中座板5之间不产生挤压力。

优选地，如图5所示，在凹曲面中座板5上与锁紧螺栓93相对的位置处设置避让口54，防止在地震时凹曲面中座板5撞击锁紧螺栓93。

例如，在上主板11的方形的四角处均固定设置锁块7。该锁块7可以构造为方形块，并通过螺栓8固定在上主板11上。同时，在处于最外侧的第一C型钢91的两端设置水平延伸的连接部95。在连接部95上开设有贯穿的连接孔96，例如，该连接孔96可以为水平向的通长孔，以满足阻尼组件9受力下变形移动。在安装中，两个延伸部95分别抵接在相应的锁块7的内侧面上，并通过紧固螺栓10将阻尼组件9固定在锁块7上。在地震时，如果上滑动板组件1相对于凹曲面中座板5纵向运动，则会冲撞相应的阻尼组件9，该阻尼组件9的第一C型钢91和第二C型钢92产生变形，用于吸收和消耗地震能量。

优选地，第一C型钢91可以由弹簧钢制成，而第二C型钢92可以由铅制成。例如，第一C型钢91和第二C型钢92的弧形的中心角为30-75度。但是，上述并不构成对阻尼组件9的限定，也就是说，阻尼组件9的第一C型钢91和第二C型钢92具体材料，以及包括弧形的中心角的度数都是可以根据实际需要进行调节的。

在下滑动板组件6上的两个阻尼组件9在横向方向上相对式分布，并且阻尼组件9的固定方式和自身结构等可以与设置在上滑动板组件1上的相同或者类似，在此不再赘述。

上述结构的减隔震支座100为双向型，在正常工况下能够实现正常竖向承载、水平导向滑移、绕任意水平方向转动等正常球型支座的功能。在地震工况下，减隔震支座100能够通过在纵、横向发生较大位移的滑动，拟合成在任意方向滑动，从而实现对减隔震支座100上部结构实现隔震的功能，并通过金属阻尼元件9的弹塑性变形消耗地震能量，实现阻尼功能。

在本实施例双向型减隔震支座100的基础上，通过在下滑动板组件6与凹曲面中座板5之间设置限位组件，可以将减隔震支座100从双向型转变为纵向型。同理地，在上滑动板组件1与凹曲面中座板5之间设置限位组件，可以实现将减隔震支座100从双向型转变为横向型。当然，两处同时设置限位组件，则减隔震支座100转变为固定型。

在一个实施例中，限位组件可以包括第一限位板66和第二限位板67，其中，第一限位板66上设置有限位孔68，而第二限位板67上设置限位条69。以限定横向为例，在将第一限位板66固定到凹曲面中座板5后，并使得第一限位板66平行于下主板61而延伸，而第二限位板67设置在下主板61上并使得限位条69向上延伸插入到限位孔68中，从而形成限位配合。另外，该第一限位板66和第二限位板67均通过螺栓固定，以方便进行拆卸或者更换。

在本申请中，所述的横向与图1中从前到后的方向一致，而所述的纵向与图1中从左到右方向一致。

以上仅为本发明的优选实施方式，但本发明保护范围并不局限于此，任何本领域的技术人员在本发明公开的技术范围内，可容易地进行改变或变化，而这种改变或变化都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求书的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种减隔震支座，其特征在于，包括：

上滑动板组件，

下滑动板组件，

设置在所述上滑动板组件和所述下滑动板组件之间的运动组件，所述运动组件具有凸曲面衬板和匹配式设置在所述凸曲面衬板下面的凹曲面中座板，

阻尼组件，所述阻尼组件构造为在所述上滑动板组件和所述下滑动板组件相对纵向或/和横向移动时能受压变形以吸收或消耗能量，

其中，在所述上滑动板组件的内侧和所述下滑动板组件的内侧均设置构造为弧状的所述阻尼组件，且所述阻尼组件的凸侧与所述凹曲面中座板相对式设置，以在所述凹曲面中座板相对于所述上滑动板组件或/和所述下滑动板组件移动时相应的所述阻尼组件可以受力，

各所述阻尼组件均具有多个叠式设置的第一C型钢，以及夹设在相邻的所述第一C型钢之间的第二C型钢，并且所述第一C型钢的弹性模量大于所述第二C型钢的弹性模量，

其中，在处于最外侧的所述第一C型钢的两端设置向两外侧延伸的连接部，并在所述下滑动板组件的内侧表面的四角处以及所述上滑动板内侧表面的四角处均固定设置锁块，所述连接部与相应的所述锁块连接以在所述上滑动板上设置两个纵向相对的所述阻尼组件而在下滑动板上设置两个横向相对的所述阻尼组件。

2.根据权利要求1所述的减隔震支座，其特征在于，所述第一C型钢和所述第二C型钢由锁紧螺栓连接，在所述凹曲面中座板上与所述锁紧螺栓相对应的位置处设置避让口。

3.根据权利要求1或2所述的减隔震支座，其特征在于，所述第一C型钢由弹簧钢制成，而所述第二C型钢由铅制成，

和/或，所述第一C型钢和所述第二C型钢的弧形的中心角相同并为30-75度。

4.根据权利要求1或2所述的减隔震支座，其特征在于，所述上滑动板组件具有板状的上主板、相对式设置在所述上主板的内侧面上的两个纵向延伸的上导向板和固定设置在所述上主板内侧面上并位于所述上导向板之间的上不锈钢板，

所述下滑动板组件具有板状的下主板、相对式设置在所述下主板的内侧面上的两个横向延伸的下导向板和固定设置在所述下主板内侧面上并位于所述下导向板之间的下不锈钢板，

其中，所述凹曲面中座板的上端延伸到两个所述上导向板之间，而下端延伸到两个下导向板之间。

5.根据权利要求4所述的减隔震支座，其特征在于，在所述凹曲面中座板的上端和下端分别设置使得其水平截面面积增加的延伸部，并在与所述上导向板和所述下导向板相对应的所述延伸部上设置导向耐磨条。

6.根据权利要求5所述的减隔震支座，其特征在于，在所述下导向板上设置与所述下主板平行的下压板，对应的所述延伸部能延伸到所述下压板下，

在所述上导向板上设置与所述上主板平行的上压板，对应的所述延伸部能延伸到所述上压板上。

7.根据权利要求1或2所述的减隔震支座，其特征在于，在所述上滑动板组件与所述凸曲面衬板之间，以及所述凹曲面中座板与所述下滑动板组件之间均设置有滑动耐磨板，在所述凸曲面衬板与所述凹曲面中座板之间设置转动耐磨板。

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