CN113356666A - 圆柱形弹塑性减震抗倾覆钢支座 - Google Patents

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CN113356666A CN202110755730.2A CN202110755730A CN113356666A CN 113356666 A CN113356666 A CN 113356666A CN 202110755730 A CN202110755730 A CN 202110755730A CN 113356666 A CN113356666 A CN 113356666A
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Abstract

本发明涉及桥梁、建筑结构弹塑性减震抗倾覆钢支座技术领域，提供了圆柱形弹塑性减震抗倾覆钢支座，包括：底座，波形弹性组件，上座；底座锁扣与上座锁钩自锁抗倾覆，星形弹性组件可任意水平方向弹塑性位移。本发明克服现有减震钢支座只能正交位移，不具备抗倾覆的问题，设计合理，结构紧凑。本发明圆柱形弹塑性减震抗倾覆钢支座具备结构简洁，连接效果好，造价低，同时具备自防雨水侵蚀功能，稳定性高，可任意水平方向弹塑性位移，自锁抗倾覆。本发明适用于环形城市高架桥梁，环形铁路桥梁，以及无法确定位移方向的异形大跨度建筑结构，适用范围广泛，具有很强的实用性。

Description

圆柱形弹塑性减震抗倾覆钢支座
技术领域
本发明涉及桥梁支座设备技术领域，具体涉及弹塑性减震抗倾覆钢支座。
背景技术
桥梁支座是连接桥梁上部结构和下部结构的重要结构部件，是一种架设于墩台上，顶面支撑桥梁上部结构的装置。其功能为将上部结构固定于墩台，承受作用在上部结构的各种力，并将它可靠地传给墩台，现在所有的规范、标准收录的支座全是正交的，只能在90度正交方向位移。
在荷载、温度、混凝土收缩和徐变作用下，支座能适应上部结构的转角和位移，使上部结构可自由变形而不产生额外的附加内力。
球形支座是指盆式橡胶支座的基础上发展起来的一种新型桥梁支座，其各向转动性能一致，适应大转角的需要。但是目前的球形支座的水平正交位移不能满足任意水平方向位移的需求，且抗震性能较低。
即使有部分专利做了减震处理，但是在实际应用的过程中仍然存在缺陷，如中国CN201810700552.1公开了一种减震球型钢支座，它包括箱体、底座、半球芯、上座板和减震碟簧组件，所述的底座安装在箱体内，并与箱体平面滑动配合连接，所述的半球芯安装在底座内，且半球芯的下底面与底座平面滑动配合连接。
上述结构在实际使用的过程中会存在以下问题。
1、结构复杂，造价昂贵，同时组件安装不方便。
2、上端敞口，容易受到雨水侵蚀，造成内部器件锈蚀损坏。
3、支座本身不具备抗倾覆功能。
为了改善以上问题，有必要提出一种自防雨水功能，稳定性高，可任意水平方向弹塑性位移，减震，自锁抗倾覆钢支座。
为此，我们提出圆柱形弹塑性减震抗倾覆钢支座。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有钢支座技术的不足，本发明提供了圆柱形弹塑性减震抗倾覆钢支座，填补现有钢支座不能任意方向弹塑性位移、不具备抗倾覆的技术空白，设计合理，结构紧凑，解决了现有的桥梁、建筑钢支座不能任意方向弹塑性位移，不具备抗倾覆的问题。本发明具备结构简单，连接效果好，同时自防雨水侵蚀，重心低，稳定性高，可任意方向弹塑性位移，减震，自锁抗倾覆，适用于环形城市高架桥梁，环形铁路桥梁，以及无法确定位移方向的异形大跨度建筑结构，适用范围广泛，具有很强的实用性。
(二)技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：
圆柱形弹塑性减震抗倾覆钢支座，包括：
底座；
底座内环，底座内环连接在底座的上方；
底座锁扣，底座锁扣连接在底座内环的上方，且底座锁扣上开设有若干卡口；
上座，所述上座位于底座的上方，同时盖设在底座内环和底座锁扣上；
若干个上座锁钩，若干个上座锁钩连接在同一个上座内侧，所述上座锁钩与底座锁扣相对应位置设置卡口，且所述上座锁钩穿过底座卡口并通过旋转上座与底座相互重叠自锁；
还包括上座内芯，所述上座内芯连接在上座位于底座锁扣内的一段上，且上座内芯向底座进行延伸；
波形弹性组件，所述波形弹性组件置于底座内环内并与上座内芯接触，且为上座内芯提供任意方向弹塑性位移起缓冲减震作用力。
进一步的，所述底座、底座内环和底座锁扣一体铸造成型；上座、上座内芯和上座锁钩一体铸造成型。
进一步的，所述上座内芯为球面内芯，且球面内芯的下端设置有相互吻合的球芯，且球芯设置在底座的上方。
进一步的，所述上座内芯为圆柱芯，且圆柱芯与底座相互接触。
进一步的，所述上座内芯与底座之间设置有平面四氟板不锈钢板组合件。
进一步的，所述球芯和底座内环之间还设置有波形弹性组件，波形弹性组件由多个波形弹簧钢板重叠而成。
进一步的，所述波形弹簧钢板的数量小于等于4个。
进一步的，所述球面内芯与球芯之间设置有球面四氟板。
进一步的，所述波形弹簧钢板的形状为十字形或星形。
(三)有益效果
本发明实施例提供了圆柱形弹塑性减震抗倾覆钢支座。具备以下有益效果：
1、连接效果好。通过上座锁钩和底座锁扣的转角自锁结构，能够方便将底座和上座固定和拆卸，同时考虑到支座本身一般很少受到较大扭转力，因此采用这种方式，能够提高连接效果，使得上下两个连接件不易脱落，同时能够起到自防雨水侵蚀作用，将零件包覆在内部，能够有效减少零部件因雨水侵蚀后锈蚀老化损坏。
2、重心低，稳定性高，抗倾覆。采用扁平状结构结合球芯与球面内芯连接使得整体重心偏低，整个支座更加平稳，且具备抗倾覆的效果。
3、同时抗震效果好，适用于多种桥梁及建筑结构。通过波形弹性组件能够缓冲球芯收到的任意水平方向的位移推力，提高减震效果，减少共振，而且波形弹性组件还能将支座强制复位，方便长期使用。
4、具备结构简单，造价低。结构简单，零部件少，使得整体造价更低，故障率更低，更加方便实用。
5、采用这种盆式结构的设计，结构简单，造价更加低廉，能够作用于承受扭转力较大的环形桥梁及异形大跨度建筑结构上，而且在承受扭转力较大的桥梁及异形大跨度建筑结构上，这种圆柱形弹塑性减震抗倾覆钢支座结构会更加稳定。
附图说明
图1为本发明俯视结构示意图；
图2为图1剖视结构示意图；
图3为本发明波形弹性组件结构放大示意图；
图4为本发明实施例2结构剖视示意图；
图5为本发明十字形波形弹簧钢板应用示意图。
图中：底座1、底座内环1.1、底座锁扣1.2、上座2、上座锁钩2.1、球芯3、球面四氟板3.1、平面四氟板不锈钢板组合件3.2、圆柱芯3.3、波形弹性组件4、波形弹簧钢板4.1。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
参照附图1-3，弹塑性减震抗倾覆钢支座，包括底座1，底座1上连接有底座内环1.1，底座内环1.1上连接有底座锁扣1.2，底座1、底座内环1.1和底座锁扣1.2一体铸造成型，提高强度，且底座锁扣1.2上开设有若干卡口；
还包括上座2，底座1和上座2形状相同，可以为圆形或者多边形，上座2垂直设置在底座1的上方，且上座2盖设在底座内环1.1和底座锁扣1.2的上方，上座2的边缘连接有若干个上座锁钩2.1，上座2、圆柱芯3.3和上座锁钩2.1一体铸造成型，且若干个上座锁钩2.1与若干卡口的数量位置均相互对应，且上座锁钩2.1穿过底座锁扣1.2上的若干卡口并通过旋转与底座锁扣1.2锁紧在一起，通过上座锁钩2.1和底座锁扣1.2的转角自锁结构，能够方便将底座1和上座2固定和拆卸，同时考虑到支座本身一般很少受到较大扭转力，因此采用这种方式，能够提高连接效果，使得上下两个连接单元不易脱落，同时能够起到自防雨水侵蚀作用，将零件包覆在内部，能够有效减少零部件因雨水侵蚀后锈蚀老化损坏。
底座1位于底座内环1.1内的一段上设置有球芯3，且上座2上设置有与球芯3相吻合的球面内芯，通过球芯3和球面内芯的接触，能够提高接触面积，能够承受更大的推力，同时由于球芯3与球面的吻合，能够承受任意水平方向的推力，提高任意水平方向的承受力。
而且采用扁平状结构结合球芯3与球面内芯连接使得整体重心偏低，整个支座更加平稳，锁扣和锁钩重叠自锁具备抗倾覆的效果。
同时球芯3与底座1之间设置有平面四氟板不锈钢板组合件3.2，且球面四氟板3.1与上座2之间设置有球面四氟板3.1，通过平面四氟板不锈钢板组合件3.2和球面四氟板3.1提高润滑效果，平面四氟板不锈钢板组合件3.2和球面四氟板3.1具有很低的摩擦系数，提高滑动效果，同时四氟板本身具备很好的抗老化效果，具有很长的使用寿命。
球芯3和底座内环1.1之间还设置有波形弹性组件4，波形弹性组件4由多个波形弹簧钢板4.1重叠而成，多个波形弹簧钢板4.1呈竖向相互重叠形成波形弹性组件，弹簧本身具备很好的纵向缓冲效果，同时采用星形能够具备很好的水平方向缓冲效果，通过波形弹性组件4能够缓冲球芯3受到的任意水平方向的推力，提高减震效果，减少共振，而且还能强制复位，方便长期使用。
同时波形弹簧钢板4.1的数量小于等于4个，如果波形弹簧钢板4.1的数量太多，会影响整体的弹塑性效果。
这种支座具备结构简单，造价低，连接效果好，同时具备自防雨水侵蚀密封性能，支撑效果好，重心低，稳定性高，自锁抗倾覆，同时减震效果好，适用于环形城市高架桥梁，环形铁路桥梁，异形大跨度建筑结构。
同时由于这种支座能够承受无角度限制的作用力尤其适用于弯弯扭扭、支座位移方向无法确定的异形大跨度建筑结构，适用范围广泛，具有很强的实用性。
波形弹簧钢板的形状为十字形或星形，可以根据承受能力的大小改变波形弹簧钢板的形状，当承受能力大时，采用星形结构，当承受力较小时，可采用十字形结构。
实施例2
与实施例1不同的在于，实施例2中省略了球芯3，同时将上座2上连接的球面内芯替换成圆柱芯3.3，圆柱芯3.3的下端与底座1进行接触，形成盆式设计，而且在圆柱芯3.3与底座1之间同样设置有平面四氟板不锈钢板组合件3.2，采用这种盆式结构的设计，结构简单，造价更加低廉，能够作用于承受力稍小的桥梁及建筑结构上，而且在承受力稍小的桥梁及建筑结构上，这种结构会更加稳定。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.圆柱形弹塑性减震抗倾覆钢支座，其特征在于，包括：
底座：
底座内环，所述底座内环连接在底座的上方；
底座锁扣，所述底座锁扣连接在底座内环的上方外侧，且底座锁扣上开设有若干卡口；
上座：
所述上座位于底座的上方，同时盖设在底座内环和底座锁扣上；
若干个上座锁钩，若干个上座锁钩连接在同一个上座内侧，所述上座锁钩与卡口相对应设置，且所述上座锁钩穿过底座卡口并通过旋转上座与底座相互重叠自锁；
上座内芯，所述上座内芯连接在上座位于底座锁扣内的一段上，且上座内芯向底座内环内进行延伸；
波形弹性组件，所述波形弹性组件置于底座内环内并与上座内芯接触，且为上座内芯提供任意方向弹塑性位移起缓冲减震作用力。
2.如权利要求1所述的圆柱形弹塑性减震抗倾覆钢支座，其特征在于：所述底座、底座内环和底座锁扣一体铸造成型，上座、上座内芯和上座锁钩一体铸造成型。
3.如权利要求1所述的圆柱形弹塑性减震抗倾覆钢支座，其特征在于：所述上座内芯为球面内芯，且球面内芯的下端设置有相互吻合的球芯，且球芯设置在底座的上方。
4.如权利的圆柱形弹塑性减震抗倾覆钢支座，其特征在于：所述上座内芯为圆柱芯，且圆柱芯与底座相互接触。
5.如权利要求1所述的圆柱形弹塑性减震抗倾覆钢支座，其特征在于：所述上座内芯与底座之间设置有平面四氟板不锈钢板组合件。
6.如权利要求1所述的圆柱形弹塑性减震抗倾覆钢支座，其特征在于：所述球芯和底座内环之间还设置有波形弹性组件，波形弹性组件由多个波形弹簧钢板重叠而成。
7.如权利要求6所述的圆柱形弹塑性减震抗倾覆钢支座，其特征在于：所述波形弹簧钢板的数量小于等于4个。
8.如权利要求3所述的圆柱形弹塑性减震抗倾覆钢支座，其特征在于：所述球面内芯与球芯之间设置有球面四氟板。
9.如权利要求3所述的圆柱形弹塑性减震抗倾覆钢支座，其特征在于：所述波形弹簧钢板的形状为十字形或星形。
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