CN110965461A - 一种用于桥梁减隔震的支座 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于桥梁减隔震的支座，包括上座板、吸能组件、下座板以及至少一组弹性组件，所述下座板上设有型腔，所述上座板的下端设有与弹性组件数量相等的容纳腔，所述弹性组件一一对应设置于各容纳腔中，所述上座板通过弹性组件可滑动设置于所述型腔的底面上，所述吸能组件设置于所述型腔内且位于上座板下端与型腔内侧壁之间。应用本发明的技术方案，效果是：可以通过变形消耗地震的能量，实现减隔震的效果，防止桥梁受损伤；满足日常使用过程中的平动位移和转动位移需求。

Description

一种用于桥梁减隔震的支座

技术领域

本发明涉及桥梁支座技术领域，具体涉及一种用于桥梁减隔震的支座。

背景技术

地震属于突发性自然灾害，为了避免地震对人们生命财产造成巨大损失，目前，工程结构常采取减隔震措施来减弱地震对于工程结构的损失。

现有应用于桥梁中类似的减隔震支座存在以下问题：

1、正常使用状况下，由于支座本身结构的弊端会使梁体抬高，路面凸起，影响行车舒适与安全。具体的讲：支座在正常温变及运营时位移时，会引起梁体不断升高或降低，影响行车舒适与安全。

2、摩擦系数不稳定，影响减隔震效果。现有的减隔震支座的滑板采用常规支座的滑板材料，滑板材料需要涂抹硅脂润滑，涂抹硅脂后具有较低的摩擦系数，这对桥梁温度伸缩是有利的，但大大影响地震中摩擦消能。

3、常规减隔震支座限位结构与转动结构相冲突。限位结构目的保证正常运营时支座起到约束作用，地震时剪断；转动结构目的释放桥梁转动变形。由于限位结构需要支座部件之间没有间隙，而转动则需要预留一定间隙满足转角，两者存在结构上的冲突。

综上所述，急需一种用于桥梁减隔震的支座以解决现有技术中存在的问题。

发明内容

本发明目的在于提供一种用于桥梁减隔震的支座，具体技术方案如下：

一种用于桥梁减隔震的支座，包括上座板、吸能组件、下座板以及至少一组弹性组件，所述下座板上设有型腔，所述上座板的下端设有与弹性组件数量相等的容纳腔，所述弹性组件一一对应设置于各容纳腔中，所述上座板通过弹性组件可滑动设置于所述型腔的底面上，所述吸能组件设置于所述型腔内且位于上座板下端与型腔内侧壁之间。

以上技术方案中优选的，所述吸能组件包括内限位环和至少三件板式弹簧，所述上座板的下端设置于所述内限位环中，多件所述板式弹簧沿着所述内限位环的外周均匀布置，单件所述板式弹簧连接所述型腔的内侧壁和内限位环的外侧壁。

以上技术方案中优选的，所述吸能组件包括内限位环、外限位环、至少三件阻尼件和至少三件板式弹簧，所述上座板的下端设置于所述内限位环中，所述外限位环与所述内限位环同轴心线设置，所述板式弹簧为拱形结构且位于所述外限位环和内限位环之间，单件所述板式弹簧长度方向的两端均与所述外限位环的内侧壁转动连接，所述板式弹簧的拱形顶点与所述内限位环的外侧壁固定连接，多件所述阻尼件沿着所述外限位环的外周均匀布置，所述阻尼件的两端分别与所述型腔的内侧壁以及所述外限位环的外侧壁转动连接。

以上技术方案中优选的，所述阻尼件呈弧形结构，多件所述阻尼件呈顺时针或逆时针均匀布置。

以上技术方案中优选的，还包括铰接座，所述型腔的内侧壁上、外限位环的外侧壁上以及外限位环的内侧壁上均设有铰接座，所述阻尼件的两端以及板式弹簧的两端均通过铰接座实现转动连接。

以上技术方案中优选的，所述上座板的下端为圆柱体结构，所述内限位环的内径大于或等于所述圆柱体结构的外径。

以上技术方案中优选的，所述弹性组件包括弹簧、滑球座以及滑球，所述弹簧竖直设置且其两端分别连接所述容纳腔的内壁和滑球座的上端，所述滑球座的下端设有用于安装滑球的滑球容腔，所述滑球活动内嵌于所述滑球容腔中，所述弹性组件安装于所述容纳腔中，通过滑球与所述型腔的底面相接触实现上座板可滑动设置于所述型腔的底面上。

以上技术方案中优选的，所述弹性组件的数量为至少三组，多组所述弹性组件均匀设置于所述上座板的下端，通过各组弹性组件的压缩量不同实现上座板绕水平向的转动。

以上技术方案中优选的，所述型腔为圆柱形，所述型腔的底面包括平面和球面，所述平面位于底面的中心，所述球面位于平面的四周。

以上技术方案中优选的，所述内限位环、外限位环和所述型腔同轴心线设置。

应用本发明的技术方案，具有以下有益效果：

(1)本发明用于桥梁减隔震的支座包括吸能组件，所述吸能组件包括内限位环、外限位环、板式弹簧和阻尼件，通过内限位环可以实现对上座板的滑动位移进行限位，满足在日常使用过程中梁体形变位移需求，同时内限位环又可以防止上座板位移过大导致落梁；在地震情况下，通过板式弹簧和阻尼件变形满足上座板进一步的位移需求，同时由于变形可以消耗地震的能量，实现减隔震的效果，防止桥梁受损伤；在地震情况下，随着位移的增大，吸能组件压缩更大，吸能效果更大。

(2)本发明用于桥梁减隔震的支座，所述内限位环的内径大于或等于所述圆柱体结构的外径，所述内限位环的内径大于所述圆柱体结构的外径时，本发明用于桥梁减隔震的支座为活动支座；所述内限位环的内径等于所述圆柱体结构的外径时，本发明用于桥梁减隔震的支座为固定支座；可以根据实际的使用需求选用合适的固定支座或活动支座，能够满足日常使用的需求。

(3)本发明用于桥梁减隔震的支座包括弹性组件，所述弹性组件包括弹簧、滑球座以及滑球，通过滑球与所述型腔的底面相接触实现上座板可滑动设置于所述型腔的底面上，满足上座板在型腔的底面上的平动位移，且滑球的摩擦阻力小，可以有效地防止支座在使用的过程中出现运动受阻的情况；同时，弹性组件的数量为至少三组，通过各组弹性组件的压缩量不同实现上座板绕水平向的转动，从而满足梁体在日常使用过程中的转动。弹性组件与吸能组件的组合，既可以让上座板更容易复位，又可以实现位移加大时，更好的吸能效果，同时通过各组弹性组件的压缩量不同实现转动，内限位环和外限位环实现限位，两者在功能上不会相互影响，且结构不存在冲突。

(4)本发明用于桥梁减隔震的支座，所述型腔由平面和球面组成，所述球面位于平面的四周，设置平面可以满足日常使用下上座板的位移需求，而设置球面可以实现地震情况下利用重力势能做功进行消能和震后的复位，实现更好的减隔震。

(5)本发明用于桥梁减隔震的支座，通过平面和滑球的组合在平面上自由滑动时，满足桥梁温度伸缩需求，满足平动位移和转动位移，同时基本不会造成抬梁的现象；通过球面和滑球的组合利用重力势能做功实现消耗地震能量，克服了现有技术中存在的问题。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其他的目的、特征和优点。下面将参照图，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是本发明支座的爆炸图；

图2是本发明支座的结构示意图(俯视视角且上座板未示意)；

图3是本发明支座的结构示意图(仰视视角且下座板及弹性组件未示意)；

图4是本发明中弹性组件的结构示意图；

图5是本发明中阻尼件的结构示意图；

图6是本发明下座板的剖视图；

图7是本发明支座的正视图；

其中，1、上座板，2、弹性组件，2.1、弹簧，2.2、滑球座，2.3、滑球，3、内限位环，4、板式弹簧，5、外限位环，6、阻尼件，7、下座板，7.1、平面，7.2、球面，8、铰接座。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以根据权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

实施例1：

参见图1～7，一种用于桥梁减隔震的支座，具体是一种应用于桥梁上的带限位环的减隔震支座，包括上座板1、吸能组件、下座板7以及至少一组弹性组件2，所述下座板7上设有型腔，所述上座板1的下端设有与弹性组件2数量相等的容纳腔，所述弹性组件2一一对应设置于各容纳腔中，所述上座板1通过弹性组件2可滑动设置于所述型腔的底面上，所述吸能组件设置于所述型腔内且位于上座板1下端与型腔内侧壁之间。

实际使用过程中，所述上座板与梁体的底面连接用于支撑梁体，所述下座板与盖梁或者是支座垫石连接，通过支座实现对梁体进行支撑。

所述吸能组件包括内限位环3、外限位环5、至少三件阻尼件6和至少三件板式弹簧4，所述上座板1的下端设置于所述内限位环3中，所述外限位环5与所述内限位环3同轴心线设置，所述板式弹簧4为拱形结构且位于所述外限位环5和内限位环3之间，多件板式弹簧4均匀设置于外限位环和内限位环之间，单件所述板式弹簧4长度方向的两端均与所述外限位环5的内侧壁转动连接，所述板式弹簧4的拱形顶点与所述内限位环3的外侧壁固定连接(优选为焊接)，多件所述阻尼件6沿着所述外限位环5的外周均匀布置，所述阻尼件6的两端分别与所述型腔的内侧壁以及所述外限位环5的外侧壁转动连接。

优选的，所述板式弹簧即现有技术中的板弹簧，所述阻尼件为钢阻尼器。

所述阻尼件6呈弧形结构，多件所述阻尼件6呈顺时针或逆时针均匀设置于内侧壁和外限位环5之间。优选的，参见图2，所述阻尼件6与所述内侧壁间的连接点和阻尼件6与所述外限位环5间的连接点错位设置。

优选的，所述上座板1的下端为圆柱体结构，所述内限位环3的内径大于或等于所述圆柱体结构的外径。

所述内限位环的内径大于所述圆柱体结构的外径时，本发明用于桥梁减隔震的支座为活动支座，即上座板可以在内限位环中在允许的范围内自由活动，这样可以满足日常的桥梁变形位移需求；所述内限位环的内径等于所述圆柱体结构的外径时，本发明用于桥梁减隔震的支座为固定支座，即上座板不可在内限位环中自由活动，固定支座只有在桥梁受到较大的外力(例如地震)时才会使上座板出现移动，这时阻尼件和板式弹簧将发生形变，满足上座板的位移需求以及实现对外力进行消能，保护桥梁不受损伤。

所述用于桥梁减隔震的支座还包括铰接座8，所述型腔的内侧壁上、外限位环5的外侧壁上以及外限位环5的内侧壁上均设有铰接座8，所述阻尼件6的两端以及板式弹簧4的两端均通过铰接座8实现转动连接，参见图2和图5。

所述弹性组件2包括弹簧2.1、滑球座2.2以及滑球2.3，所述弹簧2.1竖直设置且其两端分别连接所述容纳腔的内壁和滑球座2.2的上端，所述滑球座2.2的下端设有用于安装滑球2.3的滑球容腔，所述滑球2.3活动内嵌于所述滑球容腔中，所述弹性组件2安装于所述容纳腔中，通过滑球2.3与所述型腔的底面相接触实现上座板1可滑动设置于所述型腔的底面上。

所述弹性组件2的数量为至少三组，多组所述弹性组件2均匀设置于所述上座板1的下端，通过各组弹性组件2的压缩量不同实现上座板1绕水平向的转动(即竖向设置的上座板以滑球为支点在竖向进行摆动)。

当设置至少三组弹性组件时可以满足上座板的转动需求、上座板的滑动以及竖向的减隔震，当只有一组弹性组件时，仅可以实现上座板的滑动和竖向的减隔震。不管弹性组件的数量为多少均应该保证上座板支撑梁体后，上座板不会与下座板相接触，因此需要在设计选用弹簧的型号和数量时需要考虑弹簧所能承受的压力。

参见图7，所述型腔为圆柱形，所述型腔的底面包括平面7.1和球面7.2，所述平面位于底面的中心，所述球面位于平面的四周。

优选的，所述内限位环3、外限位环5和所述型腔同轴心线设置。

本发明用于桥梁减隔震的支座的工作原理为：

在正常使用过程中，上座板在下座板中型腔的平面上运动，滑球在平面上的滚动可以实现平动位移，而通过不同弹簧之间的压缩变化，可以实现转动位移，即满足梁体的转动需求，满足桥梁的日常使用位移需求；此支座能保证在平动位移过程中不会引起抬梁现象，在转动位移中，理论上肯定会引起抬梁现象，但是由于转动角很小，引起的抬梁现象不明显，因此本发明的用于桥梁减隔震的支座基本可以解决桥梁日常使用出现抬梁的问题。

在地震情况下，位移变大，上座板移动到下座板的球面上了，此时上座板的下端与内限位环接触，板式弹簧和阻尼件开始发挥作用，在地震情况下，此支座既可以利用重力做功来耗散地震能量，又可以利用阻尼件来吸收地震能量；地震后，梁体在自重作用下，可以使滑球从球面上滚回下座板的平面上，实现自动复位功能。

实施例2：

本实施例与实施例1的区别点仅在于：所述吸能组件包括内限位环3和至少三件板式弹簧4，多件所述板式弹簧4沿着所述内限位环3的外周均匀布置，单件所述板式弹簧4连接所述型腔的内侧壁和内限位环3的外侧壁，所述上座板1的下端设置于所述内限位环3中。

优选的，所述板式弹簧与型腔的内侧壁之间铰接，与内限位环之间为固定连接，即焊接。

在实际的使用过程中，吸能组件可以仅仅只设置内限位环和板式弹簧进行耗能，即本实施例的方式，也可以设置内限位环、外限位环、板式弹簧和阻尼件进行耗能，即实施例1的方式，具体的设置方式应该根据实际需要进行选用。

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)

1.一种用于桥梁减隔震的支座，其特征在于，包括上座板(1)、吸能组件、下座板(7)以及至少一组弹性组件(2)，所述下座板(7)上设有型腔，所述上座板(1)的下端设有与弹性组件(2)数量相等的容纳腔，所述弹性组件(2)一一对应设置于各容纳腔中，所述上座板(1)通过弹性组件(2)可滑动设置于所述型腔的底面上，所述吸能组件设置于所述型腔内且位于上座板(1)下端与型腔内侧壁之间。

2.根据权利要求1所述的用于桥梁减隔震的支座，其特征在于，所述吸能组件包括内限位环(3)和至少三件板式弹簧(4)，所述上座板(1)的下端设置于所述内限位环(3)中，多件所述板式弹簧(4)沿着所述内限位环(3)的外周均匀布置，单件所述板式弹簧(4)连接所述型腔的内侧壁和内限位环(3)的外侧壁。

3.根据权利要求1所述的用于桥梁减隔震的支座，其特征在于，所述吸能组件包括内限位环(3)、外限位环(5)、至少三件阻尼件(6)和至少三件板式弹簧(4)，所述上座板(1)的下端设置于所述内限位环(3)中，所述外限位环(5)与所述内限位环(3)同轴心线设置，所述板式弹簧(4)为拱形结构且位于所述外限位环(5)和内限位环(3)之间，单件所述板式弹簧(4)长度方向的两端均与所述外限位环(5)的内侧壁转动连接，所述板式弹簧(4)的拱形顶点与所述内限位环(3)的外侧壁固定连接，多件所述阻尼件(6)沿着所述外限位环(5)的外周均匀布置，所述阻尼件(6)的两端分别与所述型腔的内侧壁以及所述外限位环(5)的外侧壁转动连接。

4.根据权利要求3所述的用于桥梁减隔震的支座，其特征在于，所述阻尼件(6)呈弧形结构，多件所述阻尼件(6)呈顺时针或逆时针均匀布置。

5.根据权利要求4所述的用于桥梁减隔震的支座，其特征在于，还包括铰接座(8)，所述型腔的内侧壁上、外限位环(5)的外侧壁上以及外限位环(5)的内侧壁上均设有铰接座(8)，所述阻尼件(6)的两端以及板式弹簧(4)的两端均通过铰接座(8)实现转动连接。

6.根据权利要求2或4所述的用于桥梁减隔震的支座，其特征在于，所述上座板(1)的下端为圆柱体结构，所述内限位环(3)的内径大于或等于所述圆柱体结构的外径。

7.根据权利要求1-5中任意一项所述的用于桥梁减隔震的支座，其特征在于，所述弹性组件(2)包括弹簧(2.1)、滑球座(2.2)以及滑球(2.3)，所述弹簧(2.1)竖直设置且其两端分别连接所述容纳腔的内壁和滑球座(2.2)的上端，所述滑球座(2.2)的下端设有用于安装滑球(2.3)的滑球容腔，所述滑球(2.3)活动内嵌于所述滑球容腔中，所述弹性组件(2)安装于所述容纳腔中，通过滑球(2.3)与所述型腔的底面相接触实现上座板(1)可滑动设置于所述型腔的底面上。

8.根据权利要求7所述的用于桥梁减隔震的支座，其特征在于，所述弹性组件(2)的数量为至少三组，多组所述弹性组件(2)均匀设置于所述上座板(1)的下端，通过各组弹性组件(2)的压缩量不同实现上座板(1)绕水平向的转动。

9.根据权利要求8所述的用于桥梁减隔震的支座，其特征在于，所述型腔为圆柱形，所述型腔的底面包括平面(7.1)和球面(7.2)，所述平面(7.1)位于底面的中心，所述球面(7.2)位于平面(7.1)的四周。

10.根据权利要求9所述的用于桥梁减隔震的支座，其特征在于，所述内限位环(3)、外限位环(5)和所述型腔同轴心线设置。

Images