CN111877147A

CN111877147A - 一种桥梁摩擦支座

Info

Publication number: CN111877147A
Application number: CN202010746511.3A
Authority: CN
Inventors: 孔令俊; 陈彦北; 金杰
Original assignee: Zhuzhou Times New Material Technology Co Ltd
Current assignee: Zhuzhou Times New Material Technology Co Ltd
Priority date: 2020-07-29
Filing date: 2020-07-29
Publication date: 2020-11-03

Abstract

本发明提供一种梁摩擦支座，包括上座板、下座板，以及滑设于上座板和下座板之间的摩擦滑动块，所述摩擦滑动块为橡胶滑动块，所述橡胶滑动块的上下端面为平面，以与所述上座板和所述下座板配合形成平面摩擦副；所述橡胶滑动块与所述下座板之间的滑动摩擦系数a小于所述橡胶滑动块与所述上座板之间的滑动摩擦系数b。本发明具有避免桥墩损坏、减振效果好，且结构简单等优点。

Description

一种桥梁摩擦支座

技术领域

本发明涉及桥梁支座技术领域，尤其涉及一种桥梁摩擦支座。

背景技术

传统的桥梁结构抗震设计主要依靠桥梁结构自身的强度、变形来抗震，这通常导致很大的地震能量从地面传递给结构，经济性差。近年来，为了提高结构的抗震性能，国内外大量采用减隔震支座来延长结构自振周期，减少传递到上部结构的地震能量，起到了隔震耗能的作用。摩擦支座由于具有对地震激励频率范围的低敏感性、耐久性和稳定性、自复位能力强，在工程中应用广泛。但现有的摩擦支座初始刚度大，使得桥墩容易承受较大作用力而损坏，且现有的摩擦摆支座结构容易使支座超过设计位移变形，导致桥梁落梁等危险情况的发生。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种避免桥墩损坏、减振效果好，且结构简单的桥梁摩擦支座。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种桥梁摩擦支座，包括上座板、下座板，以及滑设于上座板和下座板之间的摩擦滑动块，所述摩擦滑动块为橡胶滑动块，所述橡胶滑动块的上下端面为平面，以与所述上座板和所述下座板配合形成平面摩擦副；所述橡胶滑动块与所述下座板之间的滑动摩擦系数a小于所述橡胶滑动块与所述上座板之间的滑动摩擦系数b，且所述橡胶滑动块的弹性刚度大于所述橡胶滑动块与所述下座板之间的摩擦刚度，小于所述橡胶滑动块与所述上座板之间的摩擦刚度。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述橡胶滑动块与所述上座板之间，以及所述摩擦块与所述下座板之间均设有限制滑移位移的防落梁限位组件。

所述防落梁限位组件包括设于下座板外缘顶端的第一竖向限位件，以及设于摩擦块外周的限位凸起，所述限位凸起在支座滑移至极限位置时抵紧所述第一竖向限位件。

所述防落梁限位组件还包括水平限位件，所述水平限位件设于所述竖向限位件的顶端内侧，以围合形成与所述限位凸起插接配合的限位凹槽。

所述防落梁限位组件包括设于上座板外缘底端的第二竖向限位件，所述橡胶滑动块在支座滑移至极限位置时抵紧所述第二竖向限位件。

所述下座板的底面投影位于所述上座板的底面投影内。

所述橡胶滑动块为提高支座减震性能的高阻尼橡胶滑动块。

所述高阻尼橡胶滑动块为天然橡胶滑动块或氯丁橡胶滑动块。

所述滑动摩擦系数a为0.001～0.03，所述滑动摩擦系数b为0.03～～0.2。

所述上座板与所述橡胶滑动块之间的平面摩擦副包括第一平面耐磨板和第二平面耐磨板，所述第一平面耐磨板和第二平面耐磨板分设于所述上座板和所述橡胶滑动块上；所述下座板与所述橡胶滑动块之间的平面摩擦副包括第三平面耐磨板和镜面不锈钢板，所述第三平面耐磨板设于所述橡胶滑动块上，所述镜面不锈钢板设于所述下座板上。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

本发明开创性的在桥梁摩擦支座领域采用调整摩擦滑动块种类和上下座板摩擦系数的方式，其构思巧妙、新颖，在实现地震位移与温度位移分离的同时，实现了地震等大速度下位移时的多级减震调节，使得桥梁桥墩的受力显著降低，且保证了支座在温度及地震位移时均能发挥支座的梁体应变及减隔震效果。同时，橡胶滑动块的上下端面为平面，橡胶滑动块与上座板和下座板配合形成平面摩擦副，其整体结构简单，减震效果好。

具体讲，本发明的摩擦滑动块采用橡胶滑动块取代现有的钢制滑动块，其有效克服了普通摩擦支座初始刚度大的技术难题。且橡胶滑动块与下座板之间的滑动摩擦系数a小于橡胶滑动块与上座板之间的滑动摩擦系数b；橡胶滑动块的弹性刚度大于橡胶滑动块与下座板之间的摩擦刚度，小于橡胶滑动块与上座板之间的摩擦刚度。在发生温度等小速度下位移时，橡胶滑动块不产生弹性变形，下座板以上部分通过低摩擦系数的平面摩擦副滑动，释放正常作用下的桥梁位移，可起到普通支座的作用；在发生制动力、风载或地震载荷等大速度下位移时，桥梁承受较大水平力，橡胶滑动块先发生弹性变形，以减小和减缓桥梁桥墩承受的水平力，当桥梁承受的水平力再增大时，橡胶滑动块通过上座板与橡胶滑动块之间的高摩擦系数的平面摩擦副滑动，以进一步耗散地震能量，进而再次减小桥墩承受的水平力。

本发明在温度及地震位移时可转换摩擦系数，且巧妙利用橡胶滑动块的低弹性刚度，使得支座在温度位移时采用小摩擦系数，以释放梁体应变；在地震位移时可逐步采用橡胶滑动块的弹性变形和平面摩擦副的大摩擦系数分级减震，进而可灵活、有效地降低桥梁桥墩的受力，以避免桥墩损坏现象，达到优良的减隔震效果。

附图说明

在下文中将基于实施例并参考附图来对本发明进行更详细的描述。其中：

图1是本发明桥梁摩擦支座的结构示意图。

图中各标号表示：

1、上座板；2、下座板；3、橡胶滑动块；4、平面摩擦副；41、第一平面耐磨板；42、第二平面耐磨板；43、第三平面耐磨板；44、镜面不锈钢板；5、防落梁限位组件；51、第一竖向限位件；52、限位凸起；53、水平限位件；54、限位凹槽；55、第二竖向限位件。

具体实施方式

下面将结合说明书附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明，但并不因此而限制本发明的保护范围。

如图1所示，本实施例的桥梁摩擦支座，包括上座板1、下座板2和摩擦滑动块。其中，上座板1固定于桥梁梁底板上，下座板2固定于桥墩上，摩擦滑动块滑设于上座板1和下座板2之间，用于承受竖向和水平荷载，满足桥梁位移要求。本实施例中，摩擦滑动块为橡胶滑动块3，橡胶滑动块3的上下端面为平面，橡胶滑动块3与上座板1、以及橡胶滑动块3与下座板2配合形成平面摩擦副4，其整体结构简单。同时，橡胶滑动块3与下座板2之间的滑动摩擦系数a小于橡胶滑动块3与上座板1之间的滑动摩擦系数b，且橡胶滑动块3的弹性刚度大于橡胶滑动块3与下座板2之间的摩擦刚度，橡胶滑动块3的弹性刚度小于橡胶滑动块3与上座板1之间的摩擦刚度。

本发明开创性的在桥梁摩擦支座领域采用调整摩擦滑动块种类和上下座板摩擦系数的方式，其构思巧妙、新颖，在实现地震位移与温度位移分离的同时，实现了地震等大速度下位移时的多级减震调节，使得桥梁桥墩的受力显著降低，且保证了支座在温度及地震位移时均能发挥支座的梁体应变及减隔震效果。同时，橡胶滑动块3的上下端面为平面，橡胶滑动块3与上座板1和下座板2配合形成平面摩擦副4，其整体结构简单，减震效果好。

具体讲，本发明的摩擦滑动块采用橡胶滑动块3取代现有的钢制滑动块，其有效克服了普通摩擦支座初始刚度大的技术难题。且橡胶滑动块3与下座板2之间的滑动摩擦系数a小于橡胶滑动块3与上座板1之间的滑动摩擦系数b；橡胶滑动块3的弹性刚度大于橡胶滑动块3与下座板2之间的摩擦刚度，小于橡胶滑动块3与上座板1之间的摩擦刚度。在发生温度等小速度下位移时，橡胶滑动块3不产生弹性变形，下座板2以上部分通过低摩擦系数的平面摩擦副4滑动，释放正常作用下的桥梁位移，可起到普通支座的作用；在发生制动力、风载或地震载荷等大速度下位移时，桥梁承受较大水平力，橡胶滑动块3先发生弹性变形，以减小和减缓桥梁桥墩承受的水平力，当桥梁承受的水平力再增大时，橡胶滑动块3通过上座板1与橡胶滑动块3之间的高摩擦系数的平面摩擦副4滑动，以进一步耗散地震能量，进而再次减小桥墩承受的水平力。

本发明在温度及地震位移时可转换摩擦系数，且巧妙利用橡胶滑动块3的低弹性刚度，使得支座在温度位移时采用小摩擦系数，以释放梁体应变；在地震位移时可逐步采用橡胶滑动块3的弹性变形和平面摩擦副4的大摩擦系数分级减震，进而可灵活、有效地降低桥梁桥墩的受力，以避免桥墩损坏现象，达到优良的减隔震效果。

本实施例中，橡胶滑动块3与上座板1之间，以及橡胶滑动块3与下座板2之间均设有防落梁限位组件5，使得在支座滑移超过最大设计位移时可限制橡胶滑动块3与上座板1、橡胶滑动块3与下座板2之间的相对位置，以有效限制桥梁主梁与墩柱间的过大变形，防止桥梁落梁的发生，保证支座安全、可靠工作。

如图1所示，进一步地，防落梁限位组件5包括第一竖向限位件51和限位凸起52。其中，第一竖向限位件51设于下座板2的外缘顶端，限位凸起52设于橡胶滑动块3的外周。其限位结构简单，且限位凸起52在支座滑移至极限位置时抵紧竖向限位件，以避免下座板2与橡胶滑动块3相互脱离。

更进一步地，防落梁限位组件5还包括水平限位件53，水平限位件53设于第一竖向限位件51的顶端内侧，以围合形成限位凹槽54。限位凸起52在抵紧竖向限位件时插设于限位凹槽54内，以进一步防止下座板2与橡胶滑动块3相互脱离，防止桥梁落梁。

更进一步地，防落梁限位组件5包括第二竖向限位件55，第二竖向限位件55设于上座板1外缘底端，橡胶滑动块3在支座滑移至极限位置时抵紧第二竖向限位件55，以避免上座板1与橡胶滑动块3相互脱离。

如图1所示，本实施例中，下座板2的底面投影位于上座板1的底面投影内。其使得下座板2的滑动面被上部设置的上座板1覆盖，避免了下座板2滑动面受外界环境影响导致的摩擦系数失效的问题，其提高了支座的使用可靠性和使用寿命。

本实施例中，橡胶滑动块3为高阻尼橡胶滑动块，以提高支座减震性能。进一步地，高阻尼橡胶滑动块为天然橡胶滑动块或氯丁橡胶滑动块。在其他实施例中，橡胶滑动块3的内部可设置铅棒，以提高橡胶滑动块3的水平弹性刚度。

本实施例中，滑动摩擦系数a为0.001～0.03，滑动摩擦系数b为0.03～～0.2。其使得摩擦摆支座在温度及地震位移时可转换摩擦系数，进一步保证了支座在温度及地震位移时均能发挥支座的梁体应变及减隔震效果。

本实施例中，上座板1与橡胶滑动块3之间的平面摩擦副4包括第一平面耐磨板41和第二平面耐磨板42，第一平面耐磨板41和第二平面耐磨板42分设于上座板1和橡胶滑动块3上，当发生地震或大风时，水平载荷超过平面摩擦副4的摩擦力时，第一平面耐磨板41和第二平面耐磨板42之间发生水平滑移，以减小桥梁震动。

同时，下座板2与橡胶滑动块3之间的平面摩擦副4包括第三平面耐磨板43和镜面不锈钢板44，第三平面耐磨板43设于橡胶滑动块3上，镜面不锈钢板44设于下座板2上。在发生温度等小速度下位移时，下座板2与橡胶滑动块3将以镜面不锈钢板44为滑移面发生水平滑移，以满足桥梁通常情况下的位移要求。

虽然已经参考优选实施例对本发明进行了描述，但在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims

1.一种桥梁摩擦支座，包括上座板、下座板，以及滑设于上座板和下座板之间的摩擦滑动块，其特征在于，所述摩擦滑动块为橡胶滑动块，所述橡胶滑动块的上下端面为平面，以与所述上座板和所述下座板配合形成平面摩擦副；所述橡胶滑动块与所述下座板之间的滑动摩擦系数a小于所述橡胶滑动块与所述上座板之间的滑动摩擦系数b，且所述橡胶滑动块的弹性刚度大于所述橡胶滑动块与所述下座板之间的摩擦刚度，小于所述橡胶滑动块与所述上座板之间的摩擦刚度。

2.根据权利要求1所述的桥梁摩擦支座，其特征在于，所述橡胶滑动块与所述上座板之间，以及所述摩擦块与所述下座板之间均设有限制滑移位移的防落梁限位组件。

3.根据权利要求2所述的桥梁摩擦支座，其特征在于，所述防落梁限位组件包括设于下座板外缘顶端的第一竖向限位件，以及设于摩擦块外周的限位凸起，所述限位凸起在支座滑移至极限位置时抵紧所述第一竖向限位件。

4.根据权利要求3所述的桥梁摩擦支座，其特征在于，所述防落梁限位组件还包括水平限位件，所述水平限位件设于所述竖向限位件的顶端内侧，以围合形成与所述限位凸起插接配合的限位凹槽。

5.根据权利要求2至4中任意一项所述的桥梁摩擦支座，其特征在于，所述防落梁限位组件包括设于上座板外缘底端的第二竖向限位件，所述橡胶滑动块在支座滑移至极限位置时抵紧所述第二竖向限位件。

6.根据权利要求1至4中任意一项所述的桥梁摩擦支座，其特征在于，所述下座板的底面投影位于所述上座板的底面投影内。

7.根据权利要求1至4中任意一项所述的桥梁摩擦支座，其特征在于，所述橡胶滑动块为提高支座减震性能的高阻尼橡胶滑动块。

8.根据权利要求7所述的桥梁摩擦支座，其特征在于，所述高阻尼橡胶滑动块为天然橡胶滑动块或氯丁橡胶滑动块。

9.根据权利要求1至4中任意一项所述的桥梁摩擦支座，其特征在于，所述滑动摩擦系数a为0.001～0.03，所述滑动摩擦系数b为0.03～～0.2。

10.根据权利要求9所述的桥梁摩擦支座，其特征在于，所述上座板与所述橡胶滑动块之间的平面摩擦副包括第一平面耐磨板和第二平面耐磨板，所述第一平面耐磨板和第二平面耐磨板分设于所述上座板和所述橡胶滑动块上；所述下座板与所述橡胶滑动块之间的平面摩擦副包括第三平面耐磨板和镜面不锈钢板，所述第三平面耐磨板设于所述橡胶滑动块上，所述镜面不锈钢板设于所述下座板上。