CN111119037B - 一种可复位滑动摩擦隔减震支座 - Google Patents

Abstract

本发明涉及桥梁抗震技术领域，尤其涉及一种可复位滑动摩擦隔减震支座，包括上座板、下座板、钢弹簧、工字钢挡板、滑块、限位板以及限位块；上座板的下表面为曲面，以配合滑块的相对滑动；发生地震时，滑块可在下座板的两个凹槽里发生相对滑动，通过滑动摩擦来延长结构的自振周期并耗散地震能量；钢弹簧设置于下座板第二隔板的两侧壁中部并与滑块相连，在地震结束后，可通过弹簧的恢复力作用使滑块复位；设置于所述上座板的限位板和设置于所述下座板的限位块，用以限制滑块的位移；工字钢挡板通过螺栓连接上下座板，防止支座在竖向地震作用下滑块与上座板脱离而失效。

Description

一种可复位滑动摩擦隔减震支座

技术领域

本发明涉及桥梁抗震技术领域，尤其涉及一种可复位滑动摩擦隔减震支座。

背景技术

近些年来，随着我国经济建设的迅速发展，带动了铁路工程，公路工程和市政工程等土木工程的快速发展，而这些工程都离不开桥梁的建设，因此，桥梁无论在数量上还是在跨度上都有了很大的提高。但是问题随之而来，经历了1976年唐山地震和2008年四川汶川地震等大地震，我们发现桥梁遭到破坏非常严重。地震发生后，桥梁的损坏不仅会造成生命财产的损失，而且会削弱对突发事件的应急能力（影响抗震救灾工作的进行等），鉴于此，采用合理的抗震或减震措施来减少地震对桥梁的损坏无疑具有重要的意义。在桥梁的抗震设计中，采用减隔震支座减震是桥梁结构体系中最常用的减隔震措施。

目前，常用的隔减震支座有两类，一类是橡胶类隔震支座，另一类是摩擦类隔震支座。橡胶类隔震支座隔震效果好，但是其承载能力低，且橡胶易受环境温度和湿度的影响，稳定性和耐久性较差；摩擦类隔震支座承载能力较强，耐久性和位移性能也优于橡胶类支座，且受地面运动频率特性的影响很小,不会发生共振现象，但是该种支座结构的滑移量会随地震强度的增加而增大，在较大地震强度下，会造成结构滑移量过大甚至出现滑移失稳，因此需匹配合适的限位复位机构；另外，摩擦类隔震支座往往在风荷载以及竖向地震的作用下支座的上部盖板和滑块会由于受拉而脱离，致使支座失效，因此摩擦类支座在轻型空间结构中应用时，使摩擦类支座具有抗拔能力就成了一个亟待解决的问题。

针对上述不足，需要设计和开发一种新型的滑动摩擦隔减震支座，不仅能满足滑块在地震中产生足够的位移量来耗散地震能量且能使滑块复位，还能使支座具有一定的抗拉拔能力而不失效。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种可复位滑动摩擦隔减震支座，该支座提供多个滑动摩擦面，以满足摩擦力的需要来更多地耗散地震能量；利用钢弹簧的恢复力作用使滑块震后复位；利用工字钢挡板使支座具有一定的抗拉拔能力。

为了实现本发明的目的,本发明采用的技术方案为：

本发明公开了一种可复位滑动摩擦隔减震支座，包括上座板、下座板、钢弹簧、工字钢挡板、滑块、限位板以及限位块，所述上座板为由横梁和两侧支撑梁构成的倒“凹”字形结构，其顶部横梁的下表面形成下凹曲面；

所述下座板呈方形结构，其上表面等间隔设有第一、第二、第三隔板，相邻所述第一、第二、第三隔板的内壁两侧之间设有与之连接的限位块，所述第一、第二、第三隔板、所述限位块与所述下座板的上表面围成两个凹槽；所述第二隔板的两侧壁中部分别固定有钢弹簧。

所述滑块设置于所述上座板和下座板之间，其顶部形成与所述横梁下表面的下凹曲面曲率半径相等的上凸曲面，其底部中间设有第二凹槽，所述钢弹簧的自由端与所述第二凹槽的两侧内壁相连，所述滑块的底部分别放置于两个所述凹槽内与之配合滑动；

所述工字钢挡板的一侧外壁固定于两侧所述支撑梁的内壁上，另一侧外壁分别固定于所述第一隔板的外壁和第三隔板的外壁上。

所述第二凹槽的高度与所述第二隔板的高度相等，所述第二凹槽的顶部内壁与所述第二隔板的顶部、所述滑块的底部两侧分别与两个所述凹槽表面形成三个滑动摩擦平面；所述下凹曲面与上凸曲面之间形成一个滑动摩擦曲面。

所述上座板的横梁两侧外壁上固定有限位板，所述限位板的上表面与所述横梁的上表面齐平，其下表面的高度低于所述下凹曲面的最高点。

所述限位块的高度不高于所述第一、第二、第三隔板的高度。

所述限位板上均设有若干用于限位板螺栓穿过的螺纹孔；所述下座板的两端设有用于下座板螺栓穿过的第二螺纹孔。

所述工字钢挡板呈“工”字形结构，其两侧外壁上均设有用于工字钢挡板螺栓穿过的第三螺纹孔。

本发明的有益效果在于：

1）本发明能有效耗散地震能量，减少对桥梁的损伤；滑块与上座板接触形成一个滑动摩擦曲面，与下座板接触形成三个滑动摩擦平面，多摩擦面的设置提高了支座耗散地震的能力；此外，在地震的作用下，滑块可通过滑动摩擦曲面和滑动摩擦平面满足支座转动和平动的需要。

2）本发明能实现滑块的复位功能；钢弹簧设置在下座板的第二隔板的两侧壁中部，同时与滑块相连，通过其恢复力作用使得滑块能够在震后复位，同时避免了在较强地震下滑块位移量过大而出现失稳；进一步的，将地震能量一部分转化为钢弹簧的弹性势能，更多地消耗了地震能量。

3）本发明通过限位板和限位块使支座具有一定的限位能力；限位板设置在上座板的横梁两侧外壁上，限位块设置在相邻所述第一、第二、第三隔板的内壁两侧之间，限位结构分布广、数量多，有效地限制了滑块的位移，避免了在大震作用下滑块滑离出该支座。

4）本发明能使支座具有一定的抗拉拔能力。工字钢挡板通过螺栓使上、下座板相连固定，避免了支座在竖向地震的作用下、上座板与滑块脱离而失效。

5）本发明具有材料价格低，构造简单，施工方便，节能环保，多功能等特点。

附图说明

图1为本发明的主体结构示意图；

图2为本发明的上座板结构倒放示意图；

图3为本发明的滑块结构示意图；

图4为本发明的下座板结构示意图；

图5为本发明的工字钢挡板结构示意图。

在图中：1上座板，2下座板，21第一隔板，22第二隔板，23第三隔板，24凹槽，3钢弹簧，4工字钢挡板，5滑块，51上凸曲面，52第二凹槽，6限位板，7限位块，8限位板螺栓，9双凹槽下座板螺栓，10滑动摩擦曲面，11滑动摩擦平面，12工字钢挡板螺栓，13横梁，14支撑梁，15下凹曲面。

具体实施方式

下面对本发明进一步说明：

请参阅图1-5，

本发明公开了一种可复位滑动摩擦隔减震支座，包括上座板1、下座板2、钢弹簧3、工字钢挡板4、滑块5、限位板6以及限位块7，所述上座板1为由横梁13和两侧支撑梁14构成的倒“凹”字形结构，其顶部横梁13的下表面形成下凹曲面15；

所述下座板2呈方形结构，其上表面等间隔设有第一、第二、第三隔板21，22，23，相邻所述第一、第二、第三隔板21，22，23的内壁两侧之间设有与之连接的限位块7，所述第一、第二、第三隔板21，22，23、所述限位块7与所述下座板2的上表面围成两个凹槽24；所述第二隔板22的两侧壁中部分别固定有钢弹簧3；

所述滑块5设置于所述上座板1和下座板2之间，其顶部形成与所述横梁13下表面的下凹曲面15曲率半径相等的上凸曲面51，其底部中间设有第二凹槽52，所述钢弹簧3的自由端与所述第二凹槽52的两侧内壁相连，所述滑块5的底部分别放置于两个所述凹槽24内与之配合滑动；

所述工字钢挡板4的一侧外壁固定于两侧所述支撑梁14的内壁上，另一侧外壁分别固定于所述第一隔板21的外壁和第三隔板23的外壁上。

所述第二凹槽52的高度与所述第二隔板22的高度相等，所述第二凹槽52的顶部内壁与所述第二隔板22的顶部、所述滑块5的底部两侧分别与两个所述凹槽24表面形成三个滑动摩擦平面11；所述下凹曲面15与上凸曲面51之间形成一个滑动摩擦曲面10，多摩擦面的设置提高了本支座耗散地震的能力。

所述上座板1的横梁13两侧外壁上固定有限位板6，所述限位板6的上表面与所述横梁13的上表面齐平，其下表面的高度低于所述下凹曲面15的最高点，所述限位块7的高度不高于所述第一、第二、第三隔板的高度，所述限位板6和所述限位块7用以限制所述滑块5的横桥向较大位移，防止在大震作用下，滑块5滑离出本支座。

所述限位板6上均设有若干用于限位板螺栓8穿过的螺纹孔；所述下座板2的两端设有用于下座板螺栓9穿过的第二螺纹孔，所述限位板螺栓8和所述下座板螺栓9用以将本支座固定在桥墩和桥梁或者工字型钢板组合梁之间使用。

所述工字钢挡板4呈“工”字形结构，其两侧外壁上均设有用于工字钢挡板螺栓12穿过的第三螺纹孔，工字钢挡板4通过工字钢挡板螺栓12使上、下座板相连固定，避免了支座在竖向地震的作用下、上座板与滑块5脱离而失效。

工作原理：在没有地震时，滑块5位于上座板1和下座板2的中间，与滑块5相连的钢弹簧3处于自然状态下无变形，上部梁体的荷载稳定地传递到支座上，滑块5不发生相对滑动；发生地震时，滑块5可通过滑动摩擦曲面10和滑动摩擦平面11发生相对滑动，通过滑动摩擦来延长结构的自振周期并耗散地震能量，从而减小地震对桥梁的损伤，同时钢弹簧3的一侧被拉伸、一侧被压缩，将地震能量一部分转化为钢弹簧3的弹性势能，更进一步地消耗了地震能量；在地震结束后，由于钢弹簧3的恢复力作用，使得滑块能够在震后实现复位；在大震作用下，限位板6和限位块7可限制滑块的横桥向过大位移，防止滑块5滑离出本支座；在发生竖向地震时，由于工字钢挡板4的限制作用，避免了滑块5与上座板1脱离而使支座失效。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (4)

1.一种可复位滑动摩擦隔减震支座，其特征在于：包括上座板（1）、下座板（2）、钢弹簧（3）、工字钢挡板（4）、滑块（5）、限位板（6）以及限位块（7），

所述上座板（1）为由横梁（13）和两侧支撑梁（14）构成的倒“凹”字形结构，其顶部横梁（13）的下表面形成下凹曲面（15）；

所述下座板（2）呈方形结构，其上表面等间隔设有第一、第二、第三隔板（21，22，23），相邻所述第一、第二、第三隔板（21，22，23）的内壁两侧之间设有与之连接的限位块（7），所述第一、第二、第三隔板（21，22，23）、所述限位块（7）与所述下座板（2）的上表面围成两个凹槽（24）；

所述第二隔板（22）的两侧壁中部分别固定有钢弹簧（3）；

所述滑块（5）设置于所述上座板（1）和下座板（2）之间，其顶部形成与所述横梁（13）下表面的下凹曲面（15）曲率半径相等的上凸曲面（51），其底部中间设有第二凹槽（52），所述钢弹簧（3）的自由端与所述第二凹槽（52）的两侧内壁相连，所述滑块（5）的底部分别放置于两个所述凹槽（24）内与之配合滑动；

所述工字钢挡板（4）的一侧外壁固定于两侧所述支撑梁（14）的内壁上，另一侧外壁分别固定于所述第一隔板（21）的外壁和第三隔板（23）的外壁上；所述工字钢挡板（4）呈“工”字形结构，其两侧外壁上均设有用于工字钢挡板螺栓（12）穿过的螺纹孔。

2.根据权利要求1所述的一种可复位滑动摩擦隔减震支座，其特征在于：所述第二凹槽（52）的高度与所述第二隔板（22）的高度相等，所述第二凹槽（52）的顶部内壁与所述第二隔板（22）的顶部、所述滑块（5）的底部两侧分别与两个所述凹槽（24）的表面形成三个滑动摩擦平面（11）；所述下凹曲面（15）与上凸曲面（51）之间形成一个滑动摩擦曲面（10）。

3.根据权利要求2所述的一种可复位滑动摩擦隔减震支座，其特征在于：所述上座板（1）的横梁（13）两侧外壁上固定有限位板（6），所述限位板（6）的上表面与所述横梁（13）的上表面齐平，其下表面的高度低于所述下凹曲面（15）的最高点。

4.根据权利要求3所述的一种可复位滑动摩擦隔减震支座，其特征在于：所述限位块（7）的高度不高于所述第一、第二、第三隔板的高度。