CN110904828A - 一种抗拉拔阻尼减隔振支座 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种抗拉拔阻尼减隔振支座，包括上滑动板，所述上滑动板的下板面设置有第一滑动槽；下滑动板，所述下滑动板的上板面设置有第二滑动槽，所述第二滑动槽与所述第一滑动槽的方向相互垂直；滑动连接所述上滑动板的转动适配板，所述转动适配板的下板面为凹弧面，并且所述转动适配板的上板面上设置有第一滑块，所述第一滑块卡接在所述第一滑动槽内，并沿所述第一滑动槽滑动；以及滑动连接所述下滑动板的球冠板，所述球冠板的上板面为凸弧面；并且所述球冠板的下板面设置有第二滑块，所述第二滑块卡接在所述第二滑动槽内，并沿所述第二滑动槽滑动；其中，所述球冠板的凸弧面转动连接在所述转动适配板的凹弧面内。

Description

一种抗拉拔阻尼减隔振支座

技术领域

本发明涉及一种抗拉拔阻尼减隔振支座，属于桥梁结构减隔震支座技术领域。

背景技术

我国地处环太平洋地震带和欧亚地震带之间，国土的大部分地区为地震区。为了减轻潜在的地震威胁，必须对建造在强震区的桥梁进行抗震设计，其中，采取隔震设计是减小桥梁地震损伤破坏的有效方式之一。在大多数情况下，可以通过延长桥梁的振动周期，减小桥梁上层结构的加速度响应。在近断层或近地震作用下，地震竖向分量大，容易导致桥梁上部结构落梁等震害发生，而且对曲线桥梁、斜交桥梁或者是上部结构的质心与桥梁轴线距离相差较大的不规则桥梁，地震作用下在支座处容易脱空，或者产生拉力，因此抗拉拔支座的需求就应运而生。

国内外一些科研机构和学者也提出了一些不同的高水平力支座，跟上面所述几种支座相差不大，主要不足有：存在竖向抗拉拔间隙在地震时给结构带来冲击，或者不适合作为大位移滑动的隔震支座使用，尤其无法过度成摩擦摆支座的竖向抗拉拔结构。

发明内容

针对现有技术中所存在的上述技术问题，本发明提出了一种抗拉拔阻尼减隔振支座，能够实现正常竖向承载、水平受力限位或导向滑移、绕任意水平向转动等功能，除此以外，还采用十字交叉纵横向滑动板的设置，在地震工况下，水平力超过一定值时，能实现纵桥向与横桥向的滑移隔震，组合成任意方向的滑移隔震。此外还设置锚接头拉索，能保证支座在平时能灵活转动的基础下，在地震工况下随时能提供竖向拉拔力，保证支座不会因为地震工况下的竖向拉力而落座，同时消除了以往抗拉拔支座必然有的抗拉拔间隙及其在地震工况下形成的拉拔冲击。

为了实现以上发明目的，本发明提出了一种抗拉拔阻尼减隔振支座，包括：

上滑动板，所述上滑动板的下板面设置有第一滑动槽；

下滑动板，所述下滑动板的上板面设置有第二滑动槽，所述第二滑动槽与所述第一滑动槽的方向相互垂直；

滑动连接所述上滑动板的转动适配板，所述转动适配板的下板面为凹弧面，并且所述转动适配板的上板面上设置有第一滑块，所述第一滑块卡接在所述第一滑动槽内，并沿所述第一滑动槽滑动；以及

滑动连接所述下滑动板的球冠板，所述球冠板的上板面为凸弧面；并且所述球冠板的下板面设置有第二滑块，所述第二滑块卡接在所述第二滑动槽内，并沿所述第二滑动槽滑动；

其中，所述球冠板的凸弧面转动连接在所述转动适配板的凹弧面内。

本发明的进一步改进在于，所述球冠板的下板面和所述下滑动板之间设置平面摩擦副，所述转动适配板的上板面与所述上滑动板之间设置平面摩擦副。

本发明的进一步改进在于，所述转动适配器的凹弧面和所述球冠板的凸弧面之间设置转动摩擦副。

本发明的进一步改进在于，所述第一滑动槽和第二滑动槽均为燕尾槽，所述燕尾槽的包括靠近外部的窄槽，以及设置在内部的宽槽，所述窄槽和所述宽槽之间通过斜面过渡。

本发明的进一步改进在于，所述第一滑块和所述第二滑块的结构相同，其包括卡接在所述宽槽内的第一块体，以及卡接在所述窄槽内的第二块体，所述第一块体和所述第二块体之间通过斜边过渡；

其中，所述第一块体的内部设置有止孔，所述第二块体的内部设置有连通所述止孔的通孔。

本发明的进一步改进在于，所述转动适配板和所述球冠板之间设置有锚接头拉索，所述锚接头拉索包括圆柱形的拉索以及设置在所述拉索两端的锚接头，所述拉索贯穿所述转动适配板和所述球冠板，并且两端分别穿过第一滑块和第二滑块的通孔，所述锚接头分别卡接在所述第一滑块和所述第二滑块的止孔内。

本发明的进一步改进在于，所述上滑动板的两侧设置有滑动挡板，所述上滑动板的滑动挡板与所述第一滑动槽平行设置；所述下滑动板的两侧设置有滑动挡板，所述下滑动板的滑动挡板与所述第二滑动槽平行设置。

本发明的进一步改进在于，所述滑动挡板通过挡板螺栓固定在所述上滑动板或下滑动板上。

本发明的进一步改进在于，所述上滑动板与所述转动适配板之间设置有第一滑动限位装置；所述下滑动板与所述球冠板之间设置有第二滑动限位装置。

本发明的进一步改进在于，所述球冠板的下板面和所述下滑动板之间设置曲面摩擦副，所述转动适配板的上板面与所述上滑动板之间设置曲面摩擦副。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

本发明的一种抗拉拔阻尼减隔振支座，能够实现正常竖向承载、水平受力限位或导向滑移、绕任意水平向转动等功能，除此以外，还采用十字交叉纵横向滑动板的设置，在地震工况下，水平力超过一定值时，能实现纵桥向与横桥向的滑移隔震，组合成任意方向的滑移隔震。此外还设置锚接头拉索，能保证支座在平时能灵活转动的基础下，在地震工况下随时能提供竖向拉拔力，保证支座不会因为地震工况下的竖向拉力而落座，同时消除了以往抗拉拔支座必然有的抗拉拔间隙及其在地震工况下形成的拉拔冲击。

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所示为本发明的一个实施例的抗拉拔阻尼减隔振支座的结构示意图，显示了水平横向的状态；

图2示为本发明的一个实施例的抗拉拔阻尼减隔振支座的结构示意图，显示了水平纵向的状态；

图3示为本发明的一个实施例的抗拉拔阻尼减隔振支座的俯视结构示意图；

图4所示为本发明的一个实施例的下滑动板的结构示意图；

图5所示为本发明的一个实施例的第一滑块或第二滑块的结构示意图，显示了立体的结构；

图6所示为本发明的一个实施例的第一滑块或第二滑块的结构示意图，显示了剖面的结构。

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。

在附图中各附图标记的含义如下：1、上滑动板，2、下滑动板，3、转动适配板，4、球冠板，5、锚接头拉索，11、第一滑动槽，12、滑动挡板，21、第二滑动槽，22、滑动挡板，31、凹弧面，32、第一滑块，33、第二平面耐磨板，41、凸弧面，42、第二滑块，43、转动耐磨板，44、第一平面耐磨板，51、拉索，52、锚接头，53、第一块体，54、第二块体，55、斜边，56、通孔，57、止孔。

具体实施方式

为了使本发明的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图对本发明的示例性实施例进行进一步详细的说明。显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是所有实施例的穷举。并且在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以互相结合。

图1示意性地显示了根据本发明的一个实施例的抗拉拔阻尼减隔振支座，能够实现正常竖向承载、水平受力限位或导向滑移、绕任意水平向转动等功能，除此以外，还采用十字交叉纵横向滑动板的设置，在地震工况下，水平力超过一定值时，能实现纵桥向与横桥向的滑移隔震，组合成任意方向的滑移隔震。本实施例所述支座还包括锚接头拉索，能保证支座在平时能灵活转动的基础下，在地震工况下随时能提供竖向拉拔力，保证支座不会因为地震工况下的竖向拉力而落座，同时消除了以往抗拉拔支座必然有的抗拉拔间隙及其在地震工况下形成的拉拔冲击。

如图1和图2所示的一个实施例的一种抗拉拔阻尼减隔振支座，包括上滑动板1和下滑动板2，上滑动板1为矩形的结构，并且上滑动板1的下板面设置有第一滑动槽11。第一滑动槽11设置在上滑动板1的中部，与两个侧边平行，两个侧边上设置有滑动挡板。下滑动板2与上滑动板1的结构相同或相似，为矩形的结构。下滑动板2的上板面设置有第二滑动槽21，第二滑动槽21设置在下滑动板2的中部，并且与侧边平行，两个侧边设置有滑动挡板。第一滑动槽11和第二滑动槽21的方向垂直，如图1和图2所示，第一滑动槽11沿上滑动板1的长度方向设置，第二滑动槽21沿下滑动板2的长度方向设置，上滑动槽的长度方向对应下滑动槽的宽度方向(如图3所示)。

本实施例所述的抗拉拔阻尼减隔振支座还包括转动适配板3，所述转动适配板3的上板面为平面，下板面为凹弧面31，所述转动适配板3的上板面上设置有第一滑块32。第一滑块32固定在转动适配器的中部，其端部伸入到第一滑动槽11内，第一滑动槽11卡接所述第一滑块32使其不会移出，而能够沿第一滑动槽11移动。

本实施例所述的抗拉拔阻尼减隔振支座还包括球冠板4，球冠板4的上板面为凸弧面41，下板面为平面。所述球冠板4的下板面设置有第二滑块43，第二滑块43固定在球冠板4的下板面的中间，并且其端部卡接在所述第二滑动槽21内，并沿所述第二滑动槽21滑动。其中，所述球冠板4的凸弧面41的弧度与转动适配板3的凹弧面31的弧度相同，球冠板4的凸弧面41设置在转动适配板3的凹弧面31内，并能够相对转动。

在一个实施例中，所述球冠板4的下板面设置有第一平面耐磨板，第一滑动平面耐磨板与下滑动板2组成水平摩擦副。转动适配板3的上板面设置有第二平面耐磨板33，第二平面耐磨板33与上滑动板1组成水平摩擦副。水平摩擦副能够保证球冠板4与下滑动板2、转动适配器与上滑动板1之间可以相对滑动，并具有一定的摩擦力，为振动提供阻尼力。

在一个实施例中，所述转动适配器的凹弧面31和所述球冠板4的凸弧面41之间设置转动摩擦副。球冠板4的凸弧面41上设置有弧形耐磨板，弧形耐磨板保证球冠板4在转动适配器内转动时能够提供一定的摩擦，为转动提供一定的阻尼力。

在使用根据本实施例所述的抗拉拔阻尼减隔振支座时，发生地震等情况下，桥梁发生振动，转动适配板3与上滑动板1之间能够随水平方向上的横向振动而发生滑动，从而使上下产生隔振的效果，并且水平摩擦副提供一定的阻尼力。球冠板4与下滑动板2之间能够随水平方向上的纵向振动而发生滑动，从而使上下产生隔振的效果，并提供一定的阻尼力，避免较大的冲击。球冠板4与转动适配器之间能够相对滑动，在发生竖直方向或倾斜方向的振动时，通过球冠板4与转动适配器之间转动而起到隔振的效果，并且转动摩擦副能够提供转动的阻尼力，避免转动幅度过大而产生冲击力。

在一个实施例中，如图4所示，所述第一滑动槽11为燕尾槽，燕尾槽包括两部分，窄槽和宽槽，窄槽和宽槽是一体的。靠近在上滑动板1内部的部分为宽槽，其宽度较大；靠近上滑动板1下表面的部分为窄槽，窄槽与宽槽之间通过对称的两个斜面过渡。

第二滑动槽21与第一滑动槽11的结构相似，也是燕尾槽。第二滑动槽21的窄槽设置在下滑动板2靠近上表面的一侧，宽槽设置在下滑动板2的内部。

在根据本实施例所述的抗拉拔阻尼减隔振支座中，第一滑动槽11和第二滑动槽21均为燕尾槽，并且外部为窄槽，内部为宽槽。第一滑块32和第二滑块43卡接在第一滑动槽11和第二滑动槽21内时，斜边55能够支撑第一滑块32和第二滑块43，保证其不会被拉出。

在一个实施例中，如图5和图6所示，第一滑块32包括第一块体53和第二块体54，第一块体53为长方体形的结构，其宽度比宽槽的宽度稍小，能够在宽槽内移动；第二块体的为长方体形结构，其宽度比窄槽的宽度稍小，所述第一块体53和所述第二块体54之间通过斜边55过渡，斜边55的倾斜角度与燕尾槽的斜面相同。在第一滑块32卡接在第一滑动槽11内时，第一块体53设置在宽槽内，第二块体54设置在窄槽内，并且斜边55与斜面对齐，实现沿滑槽滑动和实现竖向抗拉。第二滑块43的结构与第一滑块32的结构相同，同样包括第一块体53和第二块体54，并且通过斜边55过渡。第二滑块43的第一块体53卡接在第二滑槽的宽槽内，第二块体54卡接在窄槽内。

在本实施例中，所述第一滑块32和第二滑块43上设置有止孔57，止孔57布置在第一块体53的中部，第二块体54的中部设置有通孔56，通孔56连通上表面和止孔57。设置通孔56和止孔57用于与转动适配板3和球冠板4相连。

在一个实施例中，转动适配板3和球冠板4之间设置有锚接头拉索5，所述锚接头拉索5包括拉索51和锚接头。拉索51为圆柱形结构，其穿过转动适配板3和球冠板4。锚接头52的数量为两个，分别设置在拉索51的两端。拉索51的上端穿过转动适配板3并穿过第一滑块32的通孔56，其端部伸入到止孔57内，上端的锚接头52卡接在第一滑块32的止孔57内。拉锁的下端穿过球冠板4，其端部穿过第二滑块43的通孔56并伸入到止孔57内，下端的锚接头卡52接在第二滑块43的止孔57内。

在根据本实施例所述的抗拉拔阻尼减隔振支座中，第一锚接头拉索5和第二锚接头拉索5的长度由支座结构确定，拉索部分穿过球冠板4，弧形耐磨板以及转动适配板3，分别与上下两个燕尾滑块配合，锚接头部分自然扣紧两个滑块组件的止孔57，其锚接头需要在组装支座时进行锚紧。

在根据本实施例所述的抗拉拔阻尼减隔振支座工作的过程中，在本实施例所述支座转动Ω角度时，实际是球冠板4球面部分以上的支座部分在发生转动，对锚接头拉索5而言，其球冠板4球面以下的部分长度a保持不变，球面以上的部分长度b发生倾斜，此时拉索的总长度L＝a+b变化值为L_b＝b1/cosΩ-1，支座的转角Ω一般最大为0.05rad，故L_b最大值为0.0125b。

根据本实施例所述支座的结构可知，b≈0.5a≈0.35L，固拉索长度变化值为0.00044L，即不到0.5‰，此变化完全在拉索的弹性变化范围内，也在支座的装配间隙范围之内。此计算表明，上滑动板1与下滑动板2之间因为锚接头拉索5的拉紧作用，该结构即能满足竖向抗拉拔功能，还能满足支座的大角度转动。尤其值得说明的是本实施例在竖向上提供拉紧力在理论上不需要任何竖向间隙，并且与支座的外形大小结构没有关系，而其他抗拉拔减隔震支座结构，为了实现支座的转动，必须留有转动间隙，且间隙与支座的转角大小及支座外形尺寸线性正相关，因此一般只适应于较小转角和较小尺寸的支座，转角及支座外形尺寸较大时，因转动间隙过大，竖向抗拉拔的冲击强烈，易造成结构的破坏。本实施例对竖向间隙的消除能在地震工况下，明显减少对结构的冲击破坏。

在一个实施例中，所述上滑动板1的两侧设置有滑动挡板，所述滑动挡板与所述第一滑动槽11平行设置。下滑动板2的两侧设置有同样结构的滑动挡板，滑动挡板与第二滑动槽21平行设置。上滑动板1的滑动挡板为转动适配板3移动提供导向，使其沿第一滑槽的方向移动，避免转动适配板3在两侧移动；下滑动板2的导向板为球冠板4移动提供导向，使其沿第二滑槽的方向移动，避免球冠板4在两侧移动。在一个优选的实施例中，所述滑动挡板通过挡板螺栓固定在所述上滑动板1或下滑动板2上。

在一个实施例中，所述上滑动板1与所述转动适配板3之间设置有第一滑动限位装置；所述下滑动板2与所述球冠板4之间设置有第二滑动限位装置。优选地，滑动限位装置设置在滑动挡板上或设置在第一滑动槽11及第二滑动槽21内，为转动适配板3和球冠板4滑动限定一定的距离，避免其从滑槽内滑出。

通过在上滑动板1与转动适配板3之间设置一定的滑动限位装置，可以实现支座从双向型转变为纵向型；同理在在下滑动板2与球冠板4之间设置一定的滑动限位装置，可以实现支座从双向型转变为横向型，两处同时设置则转变为固定型。由此可知，本结构具有良好的模块通用性。

在一个实施例中，所述球冠板4的下板面和所述下滑动板2均为曲面，两者之间设置曲面摩擦副，所述转动适配板3的上板面与所述上滑动板1均为曲面，两者之间设置曲面摩擦副。

更进一步的，当上滑动板1与下滑动板2的平面转变为曲面时，该结构仍能适应。当上滑动板1与下滑动板2的平面转变为曲面时，基础结构由球型支座转变为了摩擦摆支座，即该结构能实现摩擦摆支座的竖向抗拉拔，解决了摩擦摆支座在滑动过程中结构必然竖向抬升特性下，常规结构无法满足对摩擦摆支座实现竖向零位移抗拉拔的问题。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。因此，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和/或修改，根据本发明的实施例作出的变更和/或修改都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种抗拉拔阻尼减隔振支座，其特征在于，包括：

上滑动板(1)，所述上滑动板(1)的下板面设置有第一滑动槽(11)；

下滑动板(2)，所述下滑动板(2)的上板面设置有第二滑动槽(21)，所述第二滑动槽(21)与所述第一滑动槽(11)的方向相互垂直；

滑动连接所述上滑动板(1)的转动适配板(3)，所述转动适配板(3)的下板面为凹弧面(31)，并且所述转动适配板(3)的上板面上设置有第一滑块(32)，所述第一滑块(32)卡接在所述第一滑动槽(11)内，并沿所述第一滑动槽(11)滑动；以及

滑动连接所述下滑动板(2)的球冠板(4)，所述球冠板(4)的上板面为凸弧面(41)；并且所述球冠板(4)的下板面设置有第二滑块(43)，所述第二滑块(43)卡接在所述第二滑动槽(21)内，并沿所述第二滑动槽(21)滑动；

其中，所述球冠板(4)的凸弧面(41)转动连接在所述转动适配板(3)的凹弧面(31)内。

2.根据权利要求1所述的抗拉拔阻尼减隔振支座，其特征在于，所述球冠板(4)的下板面和所述下滑动板(2)之间设置平面摩擦副，所述转动适配板(3)的上板面与所述上滑动板(1)之间设置平面摩擦副。

3.根据权利要求2所述的抗拉拔阻尼减隔振支座，其特征在于，所述转动适配器的凹弧面(31)和所述球冠板(4)的凸弧面(41)之间设置转动摩擦副。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的抗拉拔阻尼减隔振支座，其特征在于，所述第一滑动槽(11)和第二滑动槽(21)均为燕尾槽，所述燕尾槽的包括靠近外部的窄槽，以及设置在内部的宽槽，所述窄槽和所述宽槽之间通过斜面过渡。

5.根据权利要求4所述的抗拉拔阻尼减隔振支座，其特征在于，所述第一滑块(32)和所述第二滑块(43)的结构相同，其包括卡接在所述宽槽内的第一块体(53)，以及卡接在所述窄槽内的第二块体(54)，所述第一块体(53)和所述第二块体(54)之间通过斜边(55)过渡；

其中，所述第一块体(53)的内部设置有止孔(57)，所述第二块体(54)的内部设置有连通所述止孔(57)的通孔(56)。

6.根据权利要求5所述的抗拉拔阻尼减隔振支座，其特征在于，所述转动适配板(3)和所述球冠板(4)之间设置有锚接头拉索(5)，所述锚接头拉索(5)包括圆柱形的拉索(51)以及设置在所述拉索(51)两端的锚接头(52)，所述拉索(51)贯穿所述转动适配板(3)和所述球冠板(4)，并且两端分别穿过第一滑块(32)和第二滑块(43)的通孔(56)，所述锚接头(52)分别卡接在所述第一滑块(32)和所述第二滑块(43)的止孔(57)内。

7.根据权利要求3所述的抗拉拔阻尼减隔振支座，其特征在于，所述上滑动板(1)的两侧设置有滑动挡板，所述上滑动板(1)的滑动挡板与所述第一滑动槽(11)平行设置；所述下滑动板(2)的两侧设置有滑动挡板，所述下滑动板(2)的滑动挡板与所述第二滑动槽(21)平行设置。

8.根据权利要求7所述的抗拉拔阻尼减隔振支座，其特征在于，所述滑动挡板通过挡板螺栓固定在所述上滑动板(1)或下滑动板(2)上。

9.根据权利要求7或8所述的抗拉拔阻尼减隔振支座，其特征在于，所述上滑动板(1)与所述转动适配板(3)之间设置有第一滑动限位装置；所述下滑动板(2)与所述球冠板(4)之间设置有第二滑动限位装置。

10.根据权利要求1所述的抗拉拔阻尼减隔振支座，其特征在于，所述球冠板(4)的下板面和所述下滑动板(2)之间设置曲面摩擦副，所述转动适配板(3)的上板面与所述上滑动板(1)之间设置曲面摩擦副。

Images