CN116254760B - 一种具有抗剪性过渡钢板结构的拉索减震球形支座 - Google Patents

Abstract

本发明涉及桥梁减震领域，公开了一种具有抗剪性过渡钢板结构的拉索减震球形支座。包括有下支座，下支座固接有与桥墩连接的固定轴，下支座滑动设置有中座弧形板，中座弧形板滑动连接有上支座，上支座设置有过渡板，过渡板与桥梁内预留钢板固接，下支座与上支座均滑动连接有滑筒，下支座和上支座固接有对称分布的封堵架，对称分布的封堵架与滑筒之间均固接有复位弹簧，滑筒两侧的滑动腔体通过通油孔和油路连通，滑筒设置有固定块，上下相邻的滑筒之间通过固定块固接有剪力轴，下支座与上支座之间设置有拉索组件。本发明通过滑筒和封堵架的配合吸收微型震动力，减小剪力轴所受的剪切力，提高剪力轴抗剪力结构的稳定性。

Description

一种具有抗剪性过渡钢板结构的拉索减震球形支座

技术领域

本发明涉及桥梁减震领域，公开了一种具有抗剪性过渡钢板结构的拉索减震球形支座。

背景技术

球形支座是以盆式橡胶支座为基础发展而出的一种新型的桥梁支座，球形支座以传力可靠、受力均匀、变位灵活等优点，是适用于多向变位功能的结构形式，球形支座不仅具备盆式橡胶支座承载能力强、水平位移大的特点，还能够应用于宽桥、坡桥和曲线桥等多种桥梁结构，球形支座按使用性能大致分为双向活动支座、单向活动支座和固定支座，而单向滑动球形支座具有竖向承载和单一方向滑移性能。

现有的单向滑动球形支座对桥梁支撑时，在桥梁发生震动时，上下支座发生微小距离相对滑动产生的剪切力均由剪切轴抵抗，在桥梁的震动次数过多后，剪切轴会发生形变，导致其抵抗剪切力的效果下降，极易发生断裂，致使桥梁微型震动仅靠球形支座本身抵消，降低球形支座的使用寿命，且现有的球形支座在桥梁出现剧烈震动时，即剪切轴断裂之后，拉索会瞬间产生紧绷力，且拉索产生的紧绷力不均匀，导致拉索极易出现断丝的情况，降低拉索的减震强度和使用寿命。

发明内容

为了克服球形支座长时间减震后，剪切轴会发生形变和拉索极易出现断丝的缺点，本发明提供了一种具有抗剪性过渡钢板结构的拉索减震球形支座。

一种具有抗剪性过渡钢板结构的拉索减震球形支座，包括有下支座，下支座固定连接有与桥墩连接的固定轴，下支座滑动设置有中座弧形板，下支座与中座弧形板配合的弧形面设置有聚四氟乙烯层，中座弧形板滑动连接有上支座，中座弧形板与上支座配合的平面设置有聚四氟乙烯层，上支座设置有过渡板，过渡板固定连接有固定螺栓，上支座设置有与过渡板上固定螺栓配合的通孔，过渡板与桥梁内预留钢板固定连接，下支座与上支座均设置有对称分布的滑动腔体，下支座与上支座的滑动腔体内均滑动连接有滑筒，下支座和上支座的滑动腔体内均固定连接有对称分布的封堵架，对称分布的封堵架与滑筒之间均固定连接有复位弹簧，滑筒两侧的滑动腔体通过呈直线阵列的通油孔和油路连通，滑筒设置有固定块，上下相邻的滑筒之间通过固定块固定连接有剪力轴，下支座与上支座之间设置有用于抵消震动力的拉索组件。

进一步说明，滑筒内设置有与其内部油路连通的对冲腔。

进一步说明，剪力轴的横截面为正六边形，且其中任意一组对角的朝向与下支座和上支座滑动方向平行。

进一步说明，下支座和上支座均滑动连接有均匀分布的滑轴，滑轴与相邻的下支座和上支座之间分别设置有橡胶垫块，的滑轴之间固定连接有第一拉索。

进一步说明，拉索组件包括有调节块，调节块滑动连接于下支座，调节块固定连接有第二拉索，下支座和上支座均固定连接有均匀分布的环座，第二拉索绕设于下支座和上支座的环座。

进一步说明，下支座和上支座的环座之间的第二拉索为波浪形绕设，用于抵消下支座和上支座滑动时第二拉索的部分紧绷力。

进一步说明，下支座设置有一排间隔分布的限位孔，调节块设置有螺纹孔，限位孔和调节块的螺纹孔螺纹连接有紧固螺栓，紧固螺栓与调节块限位配合。

进一步说明，滑筒上固定块与下支座和上支座滑动至贴合时，第二拉索处于松软状态。

进一步说明，第一拉索处于紧绷状态时，第二拉索即将处于紧绷状态，用于减缓第二拉索的瞬时紧绷力。

进一步说明，下支座和上支座的外围设置有用于隔挡灰尘的防尘套。

本发明的有益效果为：

1、通过滑筒和封堵架的配合对微型震动力进行吸收，减小剪力轴所受的剪切力，增加桥梁的稳定性，提高剪力轴抗剪力结构的稳定性，确保剪力轴的抗剪力强度。

2、通过油路与对冲腔配合使液压油对冲，改变液压油的运动状态，减缓液压油的流通速度，增加液压油对震动的抵消效果。

3、通过横截面为六边形的剪力轴将剪切力均匀分散，避免剪切力集中于一点，导致剪力轴所吸收的剪切力较低，致使剪力轴对桥梁的震动抵消程度低。

4、通过第一拉索与橡胶垫块配合，通过柔性变形抵消第一拉索的紧绷力，减缓下支座与上支座的滑动速度，避免第二拉索快速紧绷，出现断丝。

5、通过波浪形绕设的第二拉索使下支座与上支座的固定施力点为交错分布，将第二拉索的紧绷力分解为两股力，减缓第二拉索自身紧绷力，避免第二拉索出现断丝的情况，导致第二拉索所能承受的最大紧绷力减小。

附图说明

图1为本发明的立体结构示意图。

图2为本发明下支座和上支座剖视等零件的立体结构示意图。

图3为本发明滑筒和上支座等零件的立体结构示意图。

图4为本发明上支座剖视及其内部零件的立体结构示意图。

图5为本发明滑筒剖视及其内部零件的立体结构示意图。

图6为本发明第一拉索和滑轴等零件的立体结构示意图。

图7为本发明A处的放大立体结构示意图。

以上附图中：101：下支座，102：过渡板，103：上支座，104：中座弧形板，105：滑筒，106：复位弹簧，107：通油孔，108：油路，109：封堵架，110：剪力轴，111：对冲腔，201：滑轴，202：橡胶垫块，203：第一拉索，3：拉索组件，301：调节块，302：第二拉索，303：限位孔，304：紧固螺栓。

具体实施方式

现在将参照附图在下文中更全面地描述本发明，在附图中示出了本发明当前优选的实施方式。然而，本发明可以以许多不同的形式实施，并且不应被解释为限于本文所阐述的实施方式；而是为了透彻性和完整性而提供这些实施方式，并且这些实施方式将本发明的范围充分地传达给技术人员。

实施例1：一种具有抗剪性过渡钢板结构的拉索减震球形支座，如图1-图5所示，下支座101固定连接有与桥墩浇筑连接的固定轴，下支座101滑动设置有中座弧形板104，下支座101与中座弧形板104配合的弧形面设置有聚四氟乙烯层，中座弧形板104滑动连接有上支座103，中座弧形板104与上支座103配合的平面设置有聚四氟乙烯层，上支座103设置有过渡板102，过渡板102焊接有六个固定螺栓，上支座103设置有与过渡板102上固定螺栓配合的六个通孔，过渡板102的固定螺栓穿过上支座103的通孔并通过螺母进行固定，过渡板102与桥梁内浇筑的预留钢板焊接，下支座101与上支座103均设置有对称分布的两个滑动腔体，下支座101与上支座103的滑动腔体内均滑动连接有滑筒105，滑筒105于下支座101和上支座103的滑动腔体内均固定连接有对称分布的两个封堵架109，且下支座101和上支座103的滑动腔体内充满用于吸收震动力的液压油，封堵架109由固定盘和周向分布的三个弧形板组成，对称分布的两个封堵架109与滑筒105之间均固定连接有复位弹簧106，滑筒105设置有左右对称分布的通油孔107和油路108，以滑筒105左侧半部分为例，滑筒105内设置有呈直线阵列的四组通油孔107，每组为周向分布的三个通油孔107，滑筒105设置有周向分布的三个油路108，通油孔107分别与相邻的油路108连通，滑筒105通过通油孔107和油路108连通下支座101和上支座103内滑筒105左右两侧的腔体，通油孔107与相邻的油路108连通，下支座101与上支座103内的滑筒105之间固定连接有剪力轴110，剪力轴110的横截面为正六边形，且其中任意一组对角的朝向与下支座101和上支座103滑动方向平行，将剪力轴110所受剪切力向其两侧的斜面分散，使剪力轴110受力均匀，用于增强剪力轴110的抗剪力强度，滑筒105内设置有与其内部油路108连通的对冲腔111，对冲腔111为椭圆形腔体，对冲腔111用于使液压油形成对冲，将桥梁的震动转化为液压油的内能，下支座101与上支座103之间设置有用于抵消震动力的拉索组件3，下支座101和上支座103的外围设置有用于隔挡灰尘的防尘套（图中未展示），通过滑筒105和封堵架109的配合使液压油吸收桥梁的微型震动力，减小剪力轴110所受的剪切力，提高剪力轴110抗剪力结构的稳定性，确保剪力轴110的抗剪力强度。

如图6所示，下支座101和上支座103的滑动交错侧均滑动连接有六个滑轴201，滑轴201与相邻的下支座101和上支座103之间分别设置有橡胶垫块202，上下相邻的两个滑轴201之间均固定连接有第一拉索203，通过橡胶垫块202的柔性变形抵消第一拉索的瞬时紧绷力，减缓下支座与上支座的滑动速度，对桥梁的震动力进行缓冲，提高桥梁的稳定性。

如图3和图7所示，拉索组件3包括有调节块301，调节块301滑动连接于下支座101，调节块301固定连接有第二拉索302，下支座101和上支座103均固定连接有均匀分布的环座，第二拉索302绕设于下支座101和上支座103的环座，且下支座101和上支座103之间的第二拉索302为波浪形绕设，使下支座101和上支座103之间的固定点交错分布，将第二拉索302的紧绷力分解为两股力，用于减缓下支座101和上支座103滑动时第二拉索302的紧绷力，避免第二拉索302紧绷力过大出现断丝，减少使用寿命，下支座101设置有一排间隔分布的限位孔303，调节块301设置有螺纹孔，限位孔303和调节块301上螺纹孔螺纹连接有紧固螺栓304，紧固螺栓304与调节块301限位配合，滑筒105上固定块与下支座101和上支座103滑动至贴合时，此时第二拉索302仍处于松软状态，用于减缓第二拉索302所受紧绷力，第一拉索203处于紧绷状态时，第二拉索302即将处于紧绷状态，用于减缓第二拉索302的瞬时紧绷力，通过第一拉索203预先紧绷减缓桥梁的震动，减小第二拉索302所受的紧绷力，增加第二拉索302的使用寿命，避免桥梁的震动力过大，第二拉索302出现断丝。

安装本装置时，工作人员通过浇筑将下支座101的四个固定轴与桥墩连接，然后将桥梁过渡板102上的四个固定螺栓与上支座103的通孔对接，然后通过螺母将固定螺栓与上支座103固定，当本装置安装完成后，工作人员根据当地的所出现的地震强度和桥梁的使用寿命调节第二拉索302的长度，此时工作人员带动本装置前侧的两个调节块301对向滑动同等距离，两个调节块301对向滑动增加下支座101与上支座103之间的第二拉索302的长度，进而增加下支座101与上支座103的极限滑动幅度，进而增加震动力的抵消幅度，确保发生强烈地震时，桥梁的能够抵消大部分震动力，减小桥梁的损伤，增加桥梁的使用寿命，当前侧的两个调节块301对向滑动至所需位置后，此时工作人员停止滑动两个调节块301，此时工作人员用紧固螺栓304对调节块301限位锁死，然后再调节后侧的对称分布的两个调节块301，按照上述步骤调节至等同位置后，通过紧固螺栓304对后侧的对称分布的两个调节块301限位锁死，然后通过防尘套将支座密封起来，避免灰尘和石块等杂物进入下支座101与上支座103之间相对滑动处，降低支座对桥梁震动的吸收，此时本装置调节完成。

当支座的调节完成后在工作过程中，当桥梁出现轻微震动时，桥梁的震动力带动下支座101与上支座103发生微小距离的相对滑动，此时上方的滑筒105与上支座103发生相对滑动，下方的滑筒105与下支座101发生相对滑动，以上方滑筒105与上支座103发生相对滑动为例，上支座103内滑动腔体被滑筒105划分为左右两个腔体，此时上支座103挤压左侧腔体内的液压油，同时左侧腔体内的复位弹簧106压缩，上支座103带动左侧腔体内的封堵架109与滑筒105发生滑动，左侧腔体内的液压油被挤压吸收部分震动，液压油将动能转化为内能，减小桥梁的震动力，提高桥梁的稳定性，同时液压油沿滑筒105左侧内壁的通油孔107进入油路108，滑筒105左侧周向分布的三个油路108内液压油进入对冲腔111，三个油路108液压油于对冲腔111内发生对冲，改变液压油的运动状态，减缓液压油的流通速度，增加液压油对震动的抵消效果，进一步将震动转化为液压油的内能，对冲腔111内的油沿右侧的油路108和通油孔107进入右侧的腔体。

当微型震动相对较大时，滑筒105与上支座103的滑动距离增加，此时上支座103带动左侧腔体内的封堵架109沿滑筒105滑动，封堵架109封堵滑筒105左侧相邻的通油孔107，此时液压油流通的通油孔107数量减少，液压油的流通速度减小，左侧腔体内的液压油对上支座103的反作用力增加，进一步抵消桥梁的震动，随着滑筒105与上支座103之间滑动距离的增加，左侧腔体内的液压油对上支座103的反作用力逐渐增大，形成阻尼力，进一步减缓桥梁的震动，增加桥梁的稳定性，通过液压油的阻尼力对桥梁微小震动的吸收，避免微小震动所产生的剪切力直接作用于剪力轴110，使剪力轴110在长时间抵消剪切力后出现变形，减小剪力轴110抗剪切力结构的性能。

当桥梁出现大型震动时，此时上支座103内的液压油无法完全抵消震动，此时滑筒105与上支座103的滑动距离至极限状态，此时下支座101与上支座103之间相对滑动产生的剪切力直接作用于剪力轴110，剪力轴110为横截面为六边形，且其中两条对称分布的边线的朝向反向与剪切力方向平行，剪切力首先作用于边线处，然后剪切力向两边的对称面分散，通过两个斜面将剪切力分散至整个剪力轴110，避免剪切力集中于一点，导致剪力轴110所吸收的剪切力较低，致使剪力轴110对桥梁的震动抵消程度低，当剪切力达到剪力轴110的极限状态时，剪力轴110直接发生断裂，避免剪力轴110长时间受剪切力影响，导致剪力轴110的抗剪切结构出现变形，致使其抗剪切力的效果降低。

当出现剧烈震动时，此时在桥梁的震动力带动下，支座101与上支座103相对滑动产生的对剪力轴110的剪切力，到达剪力轴110抗剪切力的极限，剪力轴110断裂，此时下支座101与上支座103继续滑动，下支座101与上支座103之间滑动距离的增加，使对称分布的第一拉索203和第二拉索302逐渐由松软状态变为紧绷状态变化，当第一拉索203处于紧绷状态后，此时第二拉索302还未到达紧绷状态，此时第一拉索203的紧绷力同时拉动下支座101和上支座103上的滑轴201，此时滑轴201分别沿下支座101和上支座103滑动，滑轴201滑动挤压橡胶垫块202，橡胶垫块202受挤压力出现柔性变形，橡胶垫块202柔性变形抵消第一拉索203的紧绷力，减缓下支座101与上支座103的滑动速度，对桥梁的震动力进行缓冲，避免桥梁的震动力过大，导致第二拉索302快速紧绷时出现断丝的情况，使第二拉索302出现损坏，降低其对桥梁震动的吸收能力，进而降低桥梁的稳定性。

当橡胶垫块202被挤压出现挤压变形，并对桥梁的震动进行抵消缓冲后，此时第二拉索302由松软状态变为紧绷状态，且第二拉索302将下支座101与上支座103的固定方式为波浪形绕设，下支座101与上支座103的固定施力点为交错分布，将下支座101与上支座103滑动产生的直线紧绷力，沿第二拉索302呈角度向两侧分散为两股对称的力，两股对称的力正交分解为同向的竖直拉力和对向的横向拉力，对向的横向拉力相互抵消，竖直拉力依靠第二拉索302自身的钢丝抵消，减少第二拉索302自身所抵消的振动力，避免第二拉索302出现断丝的情况，导致第二拉索302所能承受的最大紧绷力减小，影响第二拉索302所抵消吸收的震动力。

虽然已经参照示例性实施例描述了本发明，但是应理解本发明不限于所公开的示例性实施例。以下权利要求的范围应给予最宽泛的解释，以便涵盖所有的变型以及等同的结构和功能。

Claims (6)

1.一种具有抗剪性过渡钢板结构的拉索减震球形支座，包括有下支座（101），下支座（101）固定连接有与桥墩连接的固定轴，下支座（101）滑动设置有中座弧形板（104），下支座（101）与中座弧形板（104）配合的弧形面设置有聚四氟乙烯层，中座弧形板（104）滑动连接有上支座（103），中座弧形板（104）与上支座（103）配合的平面设置有聚四氟乙烯层，其特征是：上支座（103）设置有过渡板（102），过渡板（102）固定连接有固定螺栓，上支座（103）设置有与过渡板（102）上固定螺栓配合的通孔，过渡板（102）与桥梁内预留钢板固定连接，下支座（101）与上支座（103）均设置有对称分布的滑动腔体，下支座（101）与上支座（103）的滑动腔体内均滑动连接有滑筒（105），下支座（101）和上支座（103）的滑动腔体内均固定连接有对称分布的封堵架（109），对称分布的封堵架（109）与滑筒（105）之间均固定连接有复位弹簧（106），滑筒（105）两侧的滑动腔体通过呈直线阵列的通油孔（107）和油路（108）连通，滑筒（105）设置有固定块，上下相邻的滑筒（105）之间通过固定块固定连接有剪力轴（110），下支座（101）与上支座（103）之间设置有用于抵消震动力的拉索组件（3）；

滑筒（105）内设置有与其内部油路（108）连通的对冲腔（111）；

下支座（101）和上支座（103）均滑动连接有均匀分布的滑轴（201），滑轴（201）与相邻的下支座（101）和上支座（103）之间分别设置有橡胶垫块（202），的滑轴（201）之间固定连接有第一拉索（203）；

拉索组件（3）包括有调节块（301），调节块（301）滑动连接于下支座（101），调节块（301）固定连接有第二拉索（302），下支座（101）和上支座（103）均固定连接有均匀分布的环座，第二拉索（302）绕设于下支座（101）和上支座（103）的环座；

第一拉索（203）处于紧绷状态时，第二拉索（302）即将处于紧绷状态，用于减缓第二拉索（302）的瞬时紧绷力。

2.按照权利要求1所述的一种具有抗剪性过渡钢板结构的拉索减震球形支座，其特征是：剪力轴（110）的横截面为正六边形，且其中任意一组对角的朝向与下支座（101）和上支座（103）滑动方向平行。

3.按照权利要求1所述的一种具有抗剪性过渡钢板结构的拉索减震球形支座，其特征是：下支座（101）和上支座（103）的环座之间的第二拉索（302）为波浪形绕设，用于抵消下支座（101）和上支座（103）滑动时第二拉索（302）的部分紧绷力。

4.按照权利要求1所述的一种具有抗剪性过渡钢板结构的拉索减震球形支座，其特征是：下支座（101）设置有一排间隔分布的限位孔（303），调节块（301）设置有螺纹孔，限位孔（303）和调节块（301）的螺纹孔螺纹连接有紧固螺栓（304），紧固螺栓（304）与调节块（301）限位配合。

5.按照权利要求4所述的一种具有抗剪性过渡钢板结构的拉索减震球形支座，其特征是：滑筒（105）上固定块与下支座（101）和上支座（103）滑动至贴合时，第二拉索（302）处于松软状态。

6.按照权利要求1所述的一种具有抗剪性过渡钢板结构的拉索减震球形支座，其特征是：下支座（101）和上支座（103）的外围设置有用于隔挡灰尘的防尘套。