CN115182241A - 一种满足横向、纵向及旋转方向移动的抗拉减隔震支座 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种满足横向、纵向及旋转方向移动的抗拉减隔震支座，属于建筑结构构件中隔震支座技术领域，该抗拉减隔震支座包括呈90°十字交错设置的横移曲面滑动摩擦副和纵移曲面滑动摩擦副，以及设置在横移曲面滑动摩擦副和纵移曲面滑动摩擦副之间的球冠衬板组件；其中所述横移曲面滑动摩擦副包括上承载板组件和上抗拉板组件；所述纵移曲面滑动摩擦副包括下承载板组件和下抗拉板组件；所述球冠衬板组件与下抗拉板组件形成球面转动摩擦副；本发明结构简单、经济实用，纵、横方向隔震周期可根据结构不同方向的自振周期进行匹配设定，不但能承载，并且能抵抗各向水平力以及上拔力的特点。

Description

一种满足横向、纵向及旋转方向移动的抗拉减隔震支座

技术领域

本发明属于建筑结构构件中允许移动的隔震支座技术领域，尤其涉及一种满足横向、纵向及旋转方向移动的抗拉减隔震支座。

背景技术

常规摩擦单摆支座属于固定建筑物中的结构构件，是依靠双凸球冠在上承载板和下承载板间的球面配合，各零件相互贴紧转动，相互滑移，来实现支座的持续承载、位移以及减隔震功能。当发生地震时，水平力达到预设值时，限位装置失效，支座可在各个方向发生滑动，利用简单的钟摆机理延长上部结构的自振周期，以减少地震力向上部结构传递，滑移时利用摩擦阻尼耗散部分地震能量，减小结构的地震反应，保护结构安全。

常规的摩擦单摆支座在性能上水平各个方向的隔震周期和各向性能完全相同。通常墩台或桩基处，是由两根或多根墩柱并成一排横向排列，并由基座连接。由于纵横向方向形成的形状及结构不同，因此在纵向和横向方向上的性能如抗弯性能等有差异。纵向上抗弯性能略小，在地震时所能承受的力小，因此该方向需增大位移来提供缓冲而降低力的峰值，在横向上则能抵抗更大的力，可提高力的峰值而减小位移。结合到支座需求中，就是支座的自振周期和控制位移在纵横向各不相同，而传统的摩擦单摆支座无法针对不同方向的隔震周期和综合位移进行针对性调整。导致了在建筑结构体抗震分析时横向和纵向的性能只能用统一的参数进行控制，容易导致一个方向满足抗震需求而另一个方向的抗震富余量可能很大，从而增加工程造价。

并且在地震中，往往有上拔力的存在，如上拔位移过大，会对锁具锚定力造成很大的影响。而摩擦摆支座原理是利用钟摆机构延长结构周期，需要摆动抬高，而形成向上分力，加上部建筑结构体的摆动，可能一侧会抬起过高，可能会加剧对锁具的影响，从而可能危害建筑结构的安全。

现有技术中公开一种防倾覆摩擦摆隔震支座，其公开号为CN211037379U，属于一种允许移动的支座或类似支承；该现有技术能承载能力低，并且不能很好的抵抗各向水平力以及上拔力，为此，本发明涉及一种满足横向、纵向及旋转方向移动的抗拉减隔震支座。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种结构简单、经济实用，纵、横方向隔震周期可根据结构不同方向的自振周期进行匹配设定，不但能承载强度高，并且能抵抗各向水平力以及上拔力的满足横向、纵向及旋转方向移动的抗拉减隔震支座，以克服上述现有技术所存在的不足。

本发明是这样实现的，一种满足横向、纵向及旋转方向移动的抗拉减隔震支座，包括呈90°十字交错设置的横移曲面滑动摩擦副和纵移曲面滑动摩擦副，以及设置在横移曲面滑动摩擦副和纵移曲面滑动摩擦副之间的球冠衬板组件；其中所述横移曲面滑动摩擦副包括上承载板组件和上抗拉板组件；所述纵移曲面滑动摩擦副包括下承载板组件和下抗拉板组件；所述球冠衬板组件与下抗拉板组件形成球面转动摩擦副；其特征在于：所述上承载板组件包括上承载板，所述上承载板设有用于安装上抗拉板组件的横向滑移槽，所述横向滑移槽的槽底为曲面结构；在横向滑移槽的槽底安装有上不锈钢曲面衬板；在所述上承载板两侧挡块的内壁通过紧固构件安装有上抗拉弧形块；

所述上抗拉板组件包括上抗拉板，所述上抗拉板的上端面曲面形状与所述横向滑移槽的槽底曲面形状一致，且在所述上抗拉板的上端面嵌装有上曲面滑板，所述上曲面滑板与上不锈钢曲面衬板形成滑移方向为横向的横移曲面滑动摩擦副；所述上抗拉板的下部设有不锈钢平面衬板；所述上抗拉板的上部设有上抗拉弧翼，所述上抗拉弧翼的下表面设有与上抗拉弧形块的弧度同心的弧形面，所述上抗拉弧翼位于上抗拉弧形块与横向滑移槽的槽底形成的空间内，且所述上抗拉弧翼与上抗拉弧形块为间隙配合；

在上承载板横向滑移槽内上抗拉板的两侧设有通过第一剪切螺栓安装有横移限位块；

所述球冠衬板组件包括球冠衬板，所述球冠衬板的上表面对应不锈钢平面衬板位置嵌装有平面滑板，所述不锈钢平面衬板和平面滑板形成上平面滑动副；

所述下承载板组件包括下承载板，所述下承载板设有用于安装下抗拉板组件的纵向滑移槽，所述纵向滑移槽的槽底为曲面结构；在纵向滑移槽的槽底安装有下不锈钢曲面衬板；在所述下承载板两侧挡块的内壁通过紧固构件安装有下抗拉弧形块；

所述下抗拉板组件包括下抗拉板，所述下抗拉板的上部和上抗拉板的下部设有相互配合的三瓣钩结构连接；所述下抗拉板的上部嵌装有球面滑板，所述球面滑板与球冠衬板形成球面转动摩擦副；所述下抗拉板的下端面曲面形状与所述纵向滑移槽的槽底曲面形状一致，且在所述下抗拉板的下端面嵌装有下曲面滑板，所述下曲面滑板与下不锈钢曲面衬板形成滑移方向为纵向的纵移曲面滑动摩擦副；

所述下抗拉板的下部设有下抗拉弧翼；所述下抗拉弧翼的上表面设有与下抗拉弧形块的弧度同心的弧形面，所述下抗拉弧翼位于下抗拉弧形块与纵向滑移槽形成的空间内，且所述下抗拉弧翼与下抗拉弧形块为间隙配合；在下承载板的纵向滑移槽内下抗拉板的两侧通过第二剪切螺栓安装有纵移限位块。

优选的，所述上抗拉弧翼与上抗拉弧形块之间的配合间隙为1~3mm，间隙主要是考虑产品组装间隙，间隙应尽量减小，以减少上拉空程。

优选的，所述下抗拉弧翼与下抗拉弧形块之间的配合间隙为1~3mm，间隙主要是考虑产品组装间隙，间隙应尽量减小，以减少上拉空程。

优选的，在上抗拉弧形块的上部横向滑移槽的内壁安装有上侧不锈钢曲面滑板；在上抗拉板的上抗拉弧翼的外侧对应上侧不锈钢曲面滑板安装有上侧滑条，所述上侧滑条与上侧不锈钢曲面滑板之间为间隙配合。

优选的，上侧滑条与上侧不锈钢曲面滑板之间的配合间隙为1mm，间隙主要是考虑产品组装间隙，且利于导向。

优选的，在下抗拉弧形块的下部纵向滑移槽的内壁安装有下侧不锈钢曲面滑板；在下抗拉板的下抗拉弧翼的外侧安装有下侧滑条，所述下侧滑条与上侧不锈钢曲面滑板之间为间隙配合。

优选的，所述下侧滑条与上侧不锈钢曲面滑板之间的配合间隙为1mm，间隙主要是考虑产品组装间隙，且利于导向。

优选的，所述下抗拉板的上部和上抗拉板的下部设有相互配合的三瓣钩之间设有配合间隙，配合间隙为3~5mm，便于满足转动时的摆动抬高（降低）。

优选的，所述三瓣钩的三个瓣钩沿圆周方向均布设置。

优选的，所述上承载板和下承载板上设有锚固螺栓和锚固套筒。

本发明具有的优点和技术效果：本发明采用上述技术方案具有以下优点，具体如下：

1、本发明中的上抗拉板的曲面前后两端被横移限位块限位，下抗拉板的曲面前后两端被纵移限位块限位，对应的限位块剪断后，释放对应方向的位移。

2、本发明中的上承载板组件与上抗拉组件形成的上曲面滑动摩擦副的滑移方向为横向，所述的下承载板组件与下抗拉组件形成的下曲面滑动摩擦副的滑移方向为纵向，所述的上抗拉板上端柱面和下抗拉板下端柱面，两柱面的曲线方向呈90°十字交错。从而使纵向和横向滑移方向呈十字交错。具体可分别通过调整本发明纵向或横向滑动摩擦副的半径，对各摆动方向的隔震周期进行调整，可分别确定本发明纵向和横向的自振周期。

3、本发明中的上抗拉板和下抗拉板的三瓣钩的角度及方向一致，组装后投影重叠。在组装时可将上抗拉板可错位60°，下抗拉板的外凸瓣钩可从上抗拉板的内凸瓣钩间的间隙中穿入，再旋转60°使得两者的三瓣钩重叠相扣；上、下抗拉板三瓣钩重叠，桩柱有竖直向上的拔力时，在竖直方向上抗拉块的瓣钩被下抗拉块的瓣钩限制，从而抵抗上拔力。产生水平力时，下抗拉块瓣钩的侧面作用与上抗拉块的盆腔内壁，从而实现水平力的传递。

4、本发明的上承载板组件与上抗拉组件形成的上曲面滑动摩擦副的滑移方向为横向，所述的下承载板组件与下抗拉组件形成的下曲面滑动摩擦副的滑移方向为纵向，上、下曲面滑动摩擦副为交错十字90°设置。承载在水平上，可进行纵向或横向滑动亦或者两个方向任意滑动组合，在水平各向360°均可位移。

5、本发明的上抗拉板上端面的圆柱曲面的轴向方向，延伸出两翼形成上抗拉弧翼，上抗拉弧翼上端面柱面与上承载板的柱面形成间隙配合，上抗拉弧翼下端面弧度与上抗拉弧形块的弧度同圆心，且间隙配合。下抗拉板下端面的圆柱曲面的轴向方向，延伸出两翼形成下抗拉弧翼，下抗拉弧翼下端面柱面与下承载板的柱面形成间隙配合，上抗拉弧翼上端面弧度与下抗拉弧形块的弧度同圆心，且间隙配合；本发明能在纵向或横向滑动亦或者两个方向任意滑动组合下，抵抗上拔力。

6、本发明通过上、下曲面摩擦副、转动摩擦副及上、下抗拉弧翼和上、下抗拉弧形块、两三瓣钩之间组成的有机组合，能使本发明在纵横向任意位移组合及任意设计转角内，实现抵抗上拔力功能。本发明能在纵向或横向滑动亦或者两个方向任意滑动组合下，抵抗上拔力。

7、本发明在地震时通过剪切销剪断，耗散部分地震能量，剪切销剪断后，摩擦滑动过程中动能转换为势能和热能，耗散地震能量。通过摆动延长周期，减小加速度影响，从而减小地震力。位移至端头时，上承载板两侧的挡块起阻挡作用，防止上部建筑结构体滑移超出位移后建筑结构体的掉落，从而有效保保证桩柱的安全。

8、本发明抗拉减隔震结构构件不同方向的滑动采用分离独立设计，可确保建筑结构体对不同方向的隔震周期，上拔力，滑动位移等性能需求进行匹配设计，充分发挥桩柱在纵横方向不同的性能针对性设计，工程造价更优。

9、本发明抗拉减隔震结构构件地震时通过剪切销剪断，耗散部分地震能量，通过摩擦滑动过程中动能和势能、热能的转换，耗散地震能量；通过曲面摆动，延长震动周期，减小加速度，从而减小地震力；通过转动摩擦副及瓣钩结构，保证任意转角能抵抗上拔力；通过上、下承载板十字交错的位移设置，保证可进行纵向或横向滑动亦或者两个方向任意滑动组合；通过上、下承载板和上、下抗拉板，保证任意位移能抵抗上拔力。

综上所述，本发明抗拉减隔震承载结构构件具有结构紧凑，承载能力大，向上有抗拉结构，水平各向有设置挡块，整体设计合理，建筑结构体上部结构产生不同方向的力时，承载均能可靠的承受及传递力。

附图说明

图1是本发明结构示意图示意图；

图2是图1中A-A剖视图；

图3是下抗拉块俯视图；

图4是图3中B-B剖视图；

图5是图3中C-C剖视图；

图6是上抗拉块俯视图；

图7是图6中D-D剖视图；

图8是图6中E-E剖视图；

图9是下抗拉弧形块结构示意图；

图10是上抗拉弧形块结构示意图。

图中、1、下承载板组件；1-1、下承载板；1-10、纵向滑移槽；1-2、下不锈衬板；1-3、下抗拉弧形块；1-4、第一剪切螺栓；1-5、纵向限位块；1-6、下侧不锈衬板；2、上抗拉板组件；2-1、下曲面滑板；2-2、下抗拉板；2-20、下抗拉弧翼；2-21、瓣钩；2-3、球面滑板；2-4、下侧滑条；3、球冠衬板组件；3-1、球冠钢衬板；3-2、平面滑板；4、上抗拉板组件；4-1、平面不锈衬板；4-2、上抗拉板；4-20、上抗拉弧翼；4-3、上曲面滑板；4-4、上侧滑条；5、上承载板组件；5-1、上承载板；5-10、横向滑移槽；5-2、上不锈衬板；5-3、上抗拉弧形块；5-4、上侧不锈衬板；5-5、第一剪切螺栓；5-6、横移限位块；6、锚固套筒。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参阅图1至图10，一种满足横向、纵向及旋转方向移动的抗拉减隔震支座，包括呈90°十字交错设置的横移曲面滑动摩擦副和纵移曲面滑动摩擦副，以及设置在横移曲面滑动摩擦副和纵移曲面滑动摩擦副之间的球冠衬板组件；其中所述横移曲面滑动摩擦副包括上承载板组件5和上抗拉板组件4；所述纵移曲面滑动摩擦副包括下承载板组件1和下抗拉板组件2；所述球冠衬板组件3与下抗拉板组件形成球面转动摩擦副；所述上承载板组件5包括上承载板5-1，所述上承载板设有用于安装上抗拉板组件的横向滑移槽5-10，所述横向滑移槽的槽底为曲面结构；在横向滑移槽的槽底安装有上不锈钢曲面衬板5-2；在所述上承载板5-1两侧挡块的内壁通过紧固构件安装有上抗拉弧形块5-3；所述上抗拉板组件4包括上抗拉板4-2，所述上抗拉板的上端面曲面形状与所述横向滑移槽的槽底曲面形状一致，且在所述上抗拉板的上端面嵌装有上曲面滑板4-3，所述上曲面滑板4-3与上不锈钢曲面衬板5-2形成滑移方向为横向的横移曲面滑动摩擦副；所述上抗拉板4-2的下部设有不锈钢平面衬板4-1；所述上抗拉板4-2的上部设有上抗拉弧翼4-20，所述上抗拉弧翼的下表面设有与上抗拉弧形块5-3的弧度同心的弧形面，所述上抗拉弧翼4-20位于上抗拉弧形块5-3与横向滑移槽的槽底形成的空间内，且所述上抗拉弧翼与上抗拉弧形块5-3为间隙配合；在上承载板5-1横向滑移槽内上抗拉板4-2的两侧设有通过第一剪切螺栓5-5安装有横移限位块5-6；所述球冠衬板组件3包括球冠衬板3-1，所述球冠衬板的上表面对应不锈钢平面衬板4-1位置嵌装有平面滑板3-2，所述不锈钢平面衬板4-1和平面滑板3-2形成上平面滑动副；所述下承载板组件1包括下承载板1-1，所述下承载板设有用于安装下抗拉板组件的纵向滑移槽1-10，所述纵向滑移槽的槽底为曲面结构；在纵向滑移槽的槽底安装有下不锈钢曲面衬板1-2；在所述下承载板1-1两侧挡块的内壁通过紧固构件安装有下抗拉弧形块1-3；所述下抗拉板组件2包括下抗拉板2-2，所述下抗拉板的上部和上抗拉板的下部设有相互配合的三瓣钩连接；所述下抗拉板2-2的上部嵌装有球面滑板2-3，所述球面滑板2-3与球冠衬板3-1形成球面转动摩擦副；所述下抗拉板的下端面曲面形状与所述纵向滑移槽的槽底曲面形状一致，且在所述下抗拉板的下端面嵌装有下曲面滑板2-1，所述下曲面滑板2-1与下不锈钢曲面衬板1-2形成滑移方向为纵向的纵移曲面滑动摩擦副；所述下抗拉板的下部设有下抗拉弧翼2-20；所述下抗拉弧翼的上表面设有与下抗拉弧形块1-3的弧度同心的弧形面，所述下抗拉弧翼2-20位于下抗拉弧形块与纵向滑移槽1-10形成的空间内，且所述下抗拉弧翼与下抗拉弧形块为间隙配合；在下承载板1-1的纵向滑移槽内下抗拉板2-2的两侧通过第二剪切螺栓1-4安装有纵移限位块1-5。

优选的，所述上抗拉弧翼与上抗拉弧形块5-3之间的配合间隙为2mm，便于组装及快速接触受力。

优选的，所述下抗拉弧翼与下抗拉弧形块之间的配合间隙为2mm，便于组装及快速接触受力。

优选的，在上抗拉弧形块的上部横向滑移槽的内壁安装有上侧不锈钢曲面滑板5-4；在上抗拉板的上抗拉弧翼4-20的外侧对应上侧不锈钢曲面滑板5-4安装有上侧滑条4-4，所述上侧滑条与上侧不锈钢曲面滑板5-4之间为间隙配合。

优选的，上侧滑条与上侧不锈钢曲面滑板5-4之间的配合间隙为1mm，间隙主要是考虑产品组装间隙，且利于导向。

优选的，在下抗拉弧形块的下部纵向滑移槽的内壁安装有下侧不锈钢曲面滑板1-6；在下抗拉板的下抗拉弧翼2-20的外侧安装有下侧滑条2-4，所述下侧滑条与上侧不锈钢曲面滑板1-6之间为间隙配合；

优选的，所述下侧滑条与上侧不锈钢曲面滑板1-6之间的配合间隙为1mm，间隙主要是考虑产品组装间隙，且利于导向。

优选的，所述下抗拉板的上部和上抗拉板的下部设有相互配合的三瓣钩之间设有配合间隙，配合间隙为3~10mm，便于满足转动时的摆动抬高（降低）mm。

优选的，所述三瓣钩沿圆周方向均布设置。

优选的，所述上承载板5-1和下承载板1-1上设有锚固螺栓和锚固套筒，预制加工提高装配效率。

所述下承载板投影为矩形，其下端为平面，侧面剖面为凹形圆柱曲面，贯通整个下承载板，前后两端高于弧面，成为前后两端挡块，圆柱曲面的曲率方向的两侧有左右挡块，前后左右挡块至同一水平高。左右挡块内侧边壁上设置有通孔，用于固定下抗拉弧形块。下抗拉弧形块一端呈弧形柱面，与下抗拉板的凹形翼位置配合，上端与下承载板左右挡块平齐。

下承载板凹形圆柱曲面上表面设置有与曲率半径相匹配的下不锈钢曲面衬板，左右挡块的内侧下端，在固定下抗拉弧形块之下，设置有弧形的下不锈钢曲面衬板。

所述下抗拉板下端置于下承载板的凹形柱面上，下抗拉板中段为圆柱形，上端面为平面，平面中心处有球冠凹槽，内镶嵌设置有球面滑板；上端外圆处设凸台凸出于外圆，凸台外形也为为齿状瓣钩，每隔60°设置，最外为圆形。均布间隔形成三瓣钩结构，瓣钩下端呈斜边相接于下抗拉板中段的圆柱处。下抗拉板下端部为矩形，矩形的下端面为柱面，柱面中心处设置有圆形的凹槽，凹槽内也为柱面，柱面凹槽内镶嵌设置有下曲面滑板，下曲面滑板表面与下承载板上的下不锈钢曲面衬板表面的曲率半径相匹配，形成下曲面滑动摩擦副。下抗拉板下端面的圆柱曲面的轴向方向，延伸出两翼形成下抗拉弧翼，抗拉弧翼下端面柱面与下承载板上的柱面形成间隙配合，抗拉弧翼上端面的弧度与下抗拉弧形块的弧度间隙配合。

所述球冠衬板组件投影呈圆形，其下端面为凸球面，凸球表面可采用包覆不锈衬板或电镀硬铬处理，置于支下抗拉板组件的球冠凹槽的球面滑板上，凸凹球面的球面半径相互匹配，形成球面转动摩擦副，使承载能够向各个方向自由转动；球冠衬板上端为平面，中心凹槽内镶嵌设置有平面滑板。

所述上抗拉板上端为矩形，矩形的上端面为柱面，柱面中心处设置有圆形的凹槽，凹槽内也为柱面，柱面凹槽内镶嵌设置有上曲面滑板，上曲面滑板表面的曲面与上承载板的上不锈钢曲面衬板表面的曲率半径相匹配，形成上曲面滑动摩擦副。上抗拉板上端的圆柱面的轴向方向，延伸出两翼形成上抗拉弧翼，上抗拉弧翼上端面柱面与上承载板上的柱面形成间隙配合，上抗拉弧翼下端面的弧度与上抗拉弧形块的弧度间隙配合。上抗拉板的下端，设倒置式的盆腔。盆腔内底端平面处，焊接有圆形的不锈钢平面衬板，其与球冠衬板的平面滑板配合，形成平面滑动摩擦副。盆腔端口处，设有向内的凸齿瓣钩凸出于盆腔内圆，凸台外形也为缺角的圆形，瓣钩每隔60°设置，均布间隔形成三瓣钩结构，瓣钩下端呈斜边相接于盆腔内壁上。

所述上抗拉板和下抗拉板的三瓣钩的角度及方向一致，组装后投影重叠。在组装时可将上抗拉板可错位60°，下抗拉板的外凸瓣钩可从上抗拉板的内凸瓣钩间的间隙中穿入，再旋转60°使得两者的三瓣钩重叠相扣。下抗拉板三瓣钩的内外及侧边，均与上抗拉板三瓣钩间隙的内外及侧边间隙配合，以便于相扣及旋转。凸出的瓣钩可略小于60°，以便于瓣钩从瓣钩间隙的传过。旋转重叠后，此时所述的上抗拉板上端柱面和下抗拉板下端柱面，两柱面的曲线方向呈90°十字交错。

三瓣钩重叠，桩柱有竖直向上的拔力时，在竖直方向上抗拉块的瓣钩被下抗拉块的瓣钩限制，从而抵抗上拔力。三瓣钩重叠因而能在向设计转角时，抵抗上拔力。产生水平力时，下抗拉块瓣钩的侧面作用与上抗拉块的盆腔内壁，从而实现水平力的传递。

所述上承载板投影为矩形，其上端为平面，侧面剖面为凹形圆柱曲面，贯通整个上承载板，前后两端高于弧面，为前后两端挡块，圆柱曲面的曲率方向的两侧有左右挡块，前后左右挡块至同一水平高，左右挡块内侧边壁上设置有通孔，用于固定上抗拉弧形块。上抗拉弧形块一端呈弧形柱面，与下抗拉板的凹形翼位置配合，上端与下承载板左右挡块平齐。

上承载板凹形圆柱曲面上表面设置有与曲率半径相匹配的上不锈钢曲面衬板，左右挡块内侧下端，在固定上抗拉弧形块之下，设置有弧形的上侧不锈钢曲面滑板。

所述上、下抗拉弧形块，投影为圆缺结构，有一定厚度。其弧度分别与上、下抗拉板两翼弧度同圆心，且为间隙配合。在侧面开有螺栓孔，与上、下承载板左右挡块内侧边壁上的通孔配合。上下抗拉弧形块的下端面和下抗拉弧形块的上端面为平面，安装后与上、下承载板左右挡块端面平齐。上、下抗拉弧形块的外壁为柱面结构，与上、下抗拉板的抗拉弧翼的凹侧形成间隙配合。

所述纵移限位块均为方柱形，一端面设置有通孔，用于安装剪切螺栓，剪切螺栓的大小和数量可根据目标水平剪切力值进行独立设计。其配合的下承载板上的横向孔位，置于下承载板上的两个下抗拉弧形块到下不锈钢曲面衬板之间的曲面上，两侧对称布置。孔位的纵向位置，根据纵向的位移量，而确定限位块离上、下抗拉块的距离。限位块横置于下抗拉块两端头，安装螺栓后起限位作用。上承载板依据同样的原理，设置横移限位块。

综上所述上承载板组件与上抗拉组件形成的上曲面滑动摩擦副的滑移方向为横向，所述下承载板组件与下抗拉组件形成的下曲面滑动摩擦副的滑移方向为纵向，纵向和横向滑移方向为交错90°设置。具体可分别通过调整承载纵或向横向滑动摩擦副的半径，对各摆动方向的隔震周期进行调整，可分别确定承载纵向和横向的自振周期。从而延长桩柱结构的自振周期，减小上部结构的加速度反应，进而减小墩台的地震受力影响。当发生地震时，横移限位块和纵移限位块受挤压，水平力达到剪切螺栓的剪断力预设值时，相应方向的剪切螺栓剪断，耗散部分地震能量。对应的找纵或横向剪切螺栓剪断后，上、下曲面滑动副发生纵或横向滑动亦或者两个方向均有同时滑动，即水平各向360°可位移。滑动的同时利用简单的钟摆机理延长上部结构的自振周期，摩擦滑动过程中动能转换为势能和热能，耗散地震能量，减少地震力向上部结构传递，减小结构的地震反应，当滑动达到设定的极限位移后，上、下抗拉板被上、下承载板的挡块阻挡而停止位移，防止上部建筑结构体滑移超出位移后建筑结构体的掉落，从而有效保保证桩柱的安全。

当发生向上拔力的时候，上承载板将上拔力传至上抗拉弧形块，上抗拉板的凹形两翼与上抗拉弧形块凸面相扣，从而使两者在竖直方向相互拉紧。上抗拉板受到传递来的上拔力，上抗拉板三瓣钩与下抗拉板三瓣钩又相互拉紧，限制向上位移。上拔力传至下抗拉板，下抗拉板的凹形两翼与下抗拉弧形块凸面相扣。下抗拉弧形块是通过螺栓固定于下承载板挡块，上拔力传至下承载板，通过螺栓、锚固套筒最终传至桥墩。其各零件凹凸面弧度相互配合，并有一定间隙，正常运营时并不影响转动及位移摆动，并且能在纵横向任意位移组合时，抵抗上拔力。结合三瓣钩重叠因而能在向设计转角时，抵抗上拔力。所以，抗拉减隔震承载，能在纵横向任意位移组合及任意设计转角时，实现抵抗上拔力功能。

在常规状态下，本发明纵横各向通过上承载板部件和下承载板部件上的剪切螺栓、限位块抵抗设定的水平力，本发明各个方向无法滑动位移，具备常规固定承载限位功能。当发生地震时，纵向或横向水平力达到剪切螺栓的剪断力预设值时，上或上剪切螺栓剪断，耗散部分地震能量。剪切销剪断后，上承载板与上抗拉板形成的上滑动摩擦副或下承载板与下抗拉板形成的上滑动摩擦副发生纵或横向滑动亦或纵横向任意位移组合。滑动的同时利用钟摆机理延长上部结构的自振周期，摩擦滑动过程中动能转换为势能和热能，耗散地震能量，减少地震力向上部结构传递，减小结构的地震反应。当滑动到达设定的位移后，上、下承载板两端的挡块限制继续滑移，防止上部建筑结构体滑移超出位移后建筑结构体的掉落，从而有效保保证桩柱的安全，地震过后，在上部结构的自重下实现自动复位功能。

当发生向上拔力的时候，上承载板将上拔力传至上抗拉弧形块，上抗拉板的凹形两翼与上抗拉弧形块凸面相扣，从而使两者在竖直方向相互拉紧。上抗拉板受到传递来的上拔力，上抗拉板三瓣钩与下抗拉板三瓣钩又相互拉紧，限制向上位移。

此外，本发明和现有的单一纵向活动支座、单一横向活动支座以及双向活动支座相比还具有如下优点：

1、现有单一纵向活动支座是在固定式支座的基础上减少上承载板部件的限位块和剪切螺栓，在正常状态下，上曲面滑动副即纵向方向无限位块约束；本发明的上曲面滑动摩擦副常规状态下进行滑动，满足桩柱热胀冷缩等位移要求。

2、现有单一横向活动支座是在固定式支座的基础上减少下承载板部件的限位块和剪切螺栓，在正常状态下，下曲面滑动副即横向方向无限位块约束；本发明的下曲面滑动摩擦副常规状态下进行滑动，满足桩柱热胀冷缩等位移要求。

3、现有的双向活动支座是在固定承载的基础上减少上、下承载板部件的限位块和剪切螺栓，在正常状态下，上、下曲面滑动副即纵、横向方向均无限位块约束；本发明拥有上、下曲面滑动摩擦副在常规状态下进行滑动，满足桩柱热胀冷缩等位移要求。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种满足横向、纵向及旋转方向移动的抗拉减隔震支座，其特征在于：包括呈90°十字交错设置的横移曲面滑动摩擦副和纵移曲面滑动摩擦副，以及设置在横移曲面滑动摩擦副和纵移曲面滑动摩擦副之间的球冠衬板组件；其中所述横移曲面滑动摩擦副包括上承载板组件（5）和上抗拉板组件（4）；所述纵移曲面滑动摩擦副包括下承载板组件（1）和下抗拉板组件（2）；所述球冠衬板组件（3）与下抗拉板组件形成球面转动摩擦副；

所述上承载板组件（5）包括上承载板（5-1），所述上承载板设有用于安装上抗拉板组件的横向滑移槽（5-10），所述横向滑移槽的槽底为曲面结构；在横向滑移槽的槽底安装有上不锈钢曲面衬板（5-2）；在所述上承载板（5-1）两侧挡块的内壁通过紧固构件安装有上抗拉弧形块（5-3）；

所述上抗拉板组件（4）包括上抗拉板（4-2），所述上抗拉板的上端面曲面形状与所述横向滑移槽的槽底曲面形状一致，且在所述上抗拉板的上端面嵌装有上曲面滑板（4-3），所述上曲面滑板（4-3）与上不锈钢曲面衬板（5-2）形成滑移方向为横向的横移曲面滑动摩擦副；所述上抗拉板（4-2）的下部设有不锈钢平面衬板（4-1）；所述上抗拉板（4-2）的上部设有上抗拉弧翼（4-20），所述上抗拉弧翼的下表面设有与上抗拉弧形块（5-3）的弧度同心的弧形面，所述上抗拉弧翼（4-20）位于上抗拉弧形块（5-3）与横向滑移槽的槽底形成的空间内，且所述上抗拉弧翼与上抗拉弧形块（5-3）为间隙配合；在上承载板（5-1）横向滑移槽内上抗拉板（4-2）的两侧设有通过第一剪切螺栓（5-5）安装有横移限位块（5-6）；

所述球冠衬板组件（3），包括球冠衬板（3-1），所述球冠衬板的上表面对应不锈钢平面衬板（4-1）位置嵌装有平面滑板（3-2），所述不锈钢平面衬板（4-1）和平面滑板（3-2）形成上平面滑动副；

所述下承载板组件（1）包括下承载板（1-1），所述下承载板设有用于安装下抗拉板组件的纵向滑移槽（1-10），所述纵向滑移槽的槽底为曲面结构；在纵向滑移槽的槽底安装有下不锈钢曲面衬板（1-2）；在所述下承载板（1-1）两侧挡块的内壁通过紧固构件安装有下抗拉弧形块（1-3）；

所述下抗拉板组件（2）包括下抗拉板（2-2），所述下抗拉板的上部和上抗拉板的下部设有相互配合的三瓣钩连接；所述下抗拉板（2-2）的上部嵌装有球面滑板（2-3），所述球面滑板（2-3）与球冠衬板（3-1）形成球面转动摩擦副；

所述下抗拉板的下端面曲面形状与所述纵向滑移槽的槽底曲面形状一致，且在所述下抗拉板的下端面嵌装有下曲面滑板（2-1），所述下曲面滑板（2-1）与下不锈钢曲面衬板（1-2）形成滑移方向为纵向的纵移曲面滑动摩擦副；

所述下抗拉板（2-2）的下部设有下抗拉弧翼（2-20）；所述下抗拉弧翼的上表面设有与下抗拉弧形块（1-3）的弧度同心的弧形面，所述下抗拉弧翼（2-20）位于下抗拉弧形块与纵向滑移槽（1-10）形成的空间内，且所述下抗拉弧翼与下抗拉弧形块为间隙配合；在下承载板（1-1）的纵向滑移槽内下抗拉板（2-2）的两侧通过第二剪切螺栓（1-4）安装有纵移限位块（1-5）。

2.根据权利要求1所述的满足横向、纵向及旋转方向移动的抗拉减隔震支座，其特征在于：所述上抗拉弧翼（4-20）与上抗拉弧形块（5-3）之间的配合间隙为1~3mm。

3.根据权利要求1所述的满足横向、纵向及旋转方向移动的抗拉减隔震支座，其特征在于：所述下抗拉弧翼（2-20）与下抗拉弧形块（1-3）之间的配合间隙为1~3mm。

4.根据权利要求1所述的满足横向、纵向及旋转方向移动的抗拉减隔震支座，其特征在于：在上抗拉弧形块（5-3）的上部横向滑移槽的内壁安装有上侧不锈钢曲面滑板（5-4）；在上抗拉板的上抗拉弧翼（4-20）的外侧对应上侧不锈钢曲面滑板（5-4）安装有上侧滑条（4-4），所述上侧滑条与上侧不锈钢曲面滑板（5-4）之间为间隙配合。

5.根据权利要求4所述的满足横向、纵向及旋转方向移动的抗拉减隔震支座，其特征在于：上侧滑条（4-4）与上侧不锈钢曲面滑板（5-4）之间的配合间隙为1mm。

6.根据权利要求1所述的满足横向、纵向及旋转方向移动的抗拉减隔震支座，其特征在于：在下抗拉弧形块（1-3）的下部纵向滑移槽的内壁安装有下侧不锈钢曲面滑板（1-6）；在下抗拉板的下抗拉弧翼（2-20）的外侧安装有下侧滑条（2-4），所述下侧滑条与上侧不锈钢曲面滑板（1-6）之间为间隙配合。

7.根据权利要求6所述的满足横向、纵向及旋转方向移动的抗拉减隔震支座，其特征在于：所述下侧滑条（2-4）与上侧不锈钢曲面滑板（1-6）之间的配合间隙为1mm。

8.根据权利要求1所述的满足横向、纵向及旋转方向移动的抗拉减隔震支座，其特征在于：所述下抗拉板（2-2）的上部和上抗拉板（4-2）的下部设有相互配合的三瓣钩之间设有配合间隙，配合间隙为3~5mm。

9.根据权利要求1所述的满足横向、纵向及旋转方向移动的抗拉减隔震支座，其特征在于：所述三瓣钩的三个瓣钩沿圆周方向均布设置。

10.根据权利要求1所述的满足横向、纵向及旋转方向移动的抗拉减隔震支座，其特征在于：所述上承载板（5-1）和下承载板（1-1）上设有锚固螺栓和锚固套筒。

Images