CN205907589U - 多重抗脉冲型拉索减震支座 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种多重抗脉冲型拉索减震支座，包括上、下座板、球面聚四氟乙烯板、球冠、平面聚四氟乙烯板、弧形钢板条、通长拉索、固定盖板、盖板螺栓及固定螺栓等几部分组成，该新型减震支座的布置如下：在普通球钢支座纵向两侧增设通长环形拉索，横向两侧增设弧形钢板条，弧形钢板条通过盖板螺栓和固定螺栓与上下座板、上下盖板连接锚固在一起，弧形钢板条与上座板、上盖板可发生一定范围内的相对纵向位移。本实用新型在满足正常工作状态支座纵向位移的前提下，利用弧形钢板条在地震作用下的往复运动达到增加阻尼耗散地震能量的效果，起到缓冲限位的作用，同时拉索可以将支座上下座板之间的相对位移在一个可控的范围之内，防止发生落梁。尺寸精确，易于组装和更换。

Description

多重抗脉冲型拉索减震支座

技术领域

本实用新型属于土木工程、地震工程技术领域，具体涉及一种多重抗脉冲型拉索减震支座。

背景技术

近几十年来，减隔震支座作为桥梁减隔震的重要措施，获得了越来越多的重视，并取得了重大的发展。盆式橡胶支座、球钢支座、铅芯橡胶支座、FPS（摩擦摆锤体系）逐步得到了广泛的应用，并成为了国内外桥梁支座的主流。在以上几种常规支座中，普通盆式橡胶支座和球钢支座在遭遇地震或重大的振动性冲击时，上、下座板之间的水平位移得不到有效的约束，因此产生过大的相对位移，易发生落梁危害；铅芯橡胶支座耗能能力强，温度、徐变等蠕变变形引起的支座次内力较小，但支座的剪切性能受竖向荷载的影响较大，且随着铅芯的增加，支座恢复能力减弱，不能在具有多频谱效应的地震动中有效的减隔震；FPS（摩擦摆锤体系）的自恢复能力强、摩擦耗能性能稳定，但是在摩擦耗能的过程中会导致梁端的竖向位移而产生次内力。

鉴于上述不同类型支座存在的种种不足，我们在拉索减震支座的基础上，设计了一种多重抗脉冲型拉索减震支座。拉索减震支座属于减震支座的一种，它具有普通球钢/盆式支座传力可靠，转动灵活，承载能力大以及允许位移大等特点，可以有效适应大跨度桥梁对支座的特殊要求，同时拉索的增设可以有效约束地震时上下座板的水平位移，防止发生落梁，还可以通过确定设计位移协调力与位移的关系，保护墩底不发生弯曲破坏和剪切破坏，但是对于近断层地震的脉冲特性，目前的各种减隔震支座在大脉冲作用下基本上都失去抵抗能力，不能起到有效减小地震力的作用。基于此背景，结合拉索减震支座的先天优势，对目前的拉索减震支座的拉索布置形式进行合理调整改进，同时增加拉索在索道中的摩擦和阻尼作用，在支座侧向增设弧形钢阻尼构件，以进一步增加拉索减震支座的阻尼特性，如此以来，达到有效的抵御近断层脉冲型地震的多重性抗脉冲型拉索减震支座。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种能够有效增加阻尼、减小滑动位移和限制落梁的新型布索方式的多重防御特点的拉索减震支座，即多重抗脉冲型拉索减震支座。

为达到以上目的，本实用新型采用的解决方案是：在拉索减震支座的基础上改变现有支座中拉索的结构布置方式，更好的发挥拉索的多重性减震性能；同时在支座侧向增设弧形钢板条耗能器，弧形钢板条的结构形式设置为单向可滑动，以实现在支座两个水平方向限位效果差异性设置及增加阻尼、减缓冲击的多重目的。

本实用新型提出的一种多重抗脉冲型拉索减震支座，包括球钢支座，还包括弧形钢板条5、通长拉索10、上盖板3、下盖板4、盖板螺栓11和固定螺栓12，所述球钢支座包括具有座腔9的下座板2、上座板1、自下而上叠置于上座板１和下座板2间的球面聚四氟乙烯板8、球冠7以及平面聚四氟乙烯板6，其中：上座板1及下座板2开设纵向通长槽道，纵向通长槽道数目与通长拉索10根数相同，通长拉索10为环形结构，通长拉索10的上段和下段分别嵌于上座板1和下座板2相应的纵向通长槽道内，环形通长拉索10的中段分别位于球钢支座的的纵向两侧，纵向通长槽道的宽度大于通长拉索的宽度；弧形钢板条5位于球钢支座的横向两侧，上座板1的横向两侧底部和下支座2的横向两侧顶部均设置有座板槽道，同时上座板1和下支座２在横向两侧开设有纵向狭长孔道，上盖板３通过盖板螺栓11固定于上座板1横向两侧底部，下盖板4通过盖板螺栓11固定于下座板2横向两侧顶部；上盖板3和下盖板4设有纵向狭长孔道，弧形钢板条5一端嵌入上座板１的座板槽道内，另一端嵌入下座板2的座板槽道内，盖板螺栓11依次穿过上座板1的纵向狭长孔道、弧形钢板条5一端和上盖板3的纵向狭长孔道，将上座板1、弧形钢板条5一端和上盖板连接锚固在一起，盖板螺栓11依次穿过下座板2的纵向狭长孔道、弧形钢板条5另一端和下盖板４的纵向狭长孔道，将上座板2、弧形钢板条5另一端和下盖板4连接锚固在一起，弧形钢板条5与上座板1及上盖板3或弧形钢板条5与下座板2及下盖板4可发生一定范围内的相对纵向位移。

本实用新型中，弧形钢板条5是由半圆段、水平段以及端部段组成，半圆段的两端分别连接水平段一端，水平段另一端连接端部段。

本实用新型中，通长拉索10在座板两侧均匀等长布置，也可以交错不等长布置。环形通长拉索10的中段等长布置于球钢支座的纵向两侧，或环形通长拉索10的中段采用交错不等长布置于球钢支座的纵向两侧。

本实用新型中，与通长拉索10和弧形钢板条5配合使用的球钢支座可以是双向活动型、单向活动型或固定型中任一种。

本实用新型中，当球钢支座的上座板和下座板发生纵向相对运动时，弧形钢板条5保持位置不变，不发生变形；当球钢支座的上座板和下座板发生横向相对运动时，弧形钢板条5发生变形。

本实用新型中，设置在球钢支座两侧的弧形钢板条5可使用单根较宽的弧形钢板条，也可以按照设计计算需要使用多根排列的弧形钢板条；拉索10可采用单根也可采用多根。

本实用新型中，所述拉索由钢绞线、高强度钢丝绳或碳纤维束制成。

本实用新型中，所述每根通长拉索均由拉索按照设计的形状及尺寸绕制而成，并通过锚固装置连接成通长环形。

本实用新型中，所述通长拉索根数不定，可根据需要设置不同的根数。

本实用新型中，所述弧形钢板条由扁钢冷弯加工而成，按照设计的形状及尺寸制作以方便固定在座板槽道内。

本实用新型中，所述弧形钢板条每侧数目可根据设计计算需要设置不同的根数。

本实用新型中，所述上座板、下座板的形状均为矩形体，上座板横向两侧之下设置槽道以及纵向狭长孔道，下座板横向两侧之上开设纵向槽道以及正常螺孔。

本实用新型中，所述上盖板开设纵向狭长孔道，所述下盖板开设正常螺孔。

本实用新型提供的技术方案的优点：

1）在保留了拉索减震支座的自身优点之外，通过增设在上下座板间的弧形钢板条在地震发生时发生往复运动起到增加阻尼耗散地震能量，减少滑动位移的缓冲作用，同时可以限制支座上下座板之间的相对位移在一个可控的范围之内，防止发生落梁，除此之外，亦可满足支座在正常工作状态下的纵向位移需求。

2）弧形钢板条按照设计尺寸预先做成最终成型形状，与上下座板之间通过固定盖板与槽道连接，这样既能够保证尺寸的精度，又方便了弧形钢板条的组装。

3）弧形钢板条与上座板及上盖板之间特殊的连接锚固方式，允许支座在非弧形钢板条运动方向发生相对运动时，弧形钢板条保持形状不变，满足支座在非弧形钢板条运动方向的位移需求。

4）通长拉索按照设计尺寸预先成型，并通过特殊的锚固装置将两端加以联接形成通长环形，然后直接套置在座板的纵向通长槽道内，既保证拉索尺寸的精度，又方便了拉索的更换和自由程的调整。除此之外，交错不等长布置通长拉索在地震时会发生自动调整，这个过程中拉索与槽道间会发生摩擦耗能，起到缓冲地震响应的作用。

5）相比挡块等限位装置，拉索及弧形钢板条本构关系清晰，传力途径明确，可通过计算确定设计位移，实现力与位移的平衡，保护墩底不发生弯曲破坏和剪切破坏。

6）弧形钢板条具有价格优势，而且在支座中可以实现易更换，使用非常方便。

总之，本实用新型适用于城市高架桥、公路桥、铁路桥以及各种大型悬架结构之类的建筑物上，起减震作用。

附图说明

图1为本实用新型纵向结构图示。

图2为本实用新型横向结构图示。

图3及图4为本实用新型平面结构图示。

图5为本实用新型轴侧图。

图6为本实用新型中弧形钢板条、上座板以及上盖板间连接方式示意图。

图7为本实用新型仅安装弧形钢板条的轴测图。

图中标号：1为上座板，2为下座板，3为上盖板，4为下盖板，5为弧形钢板条，6为平面聚四氟乙烯板，7为球冠，8为球面聚四氟乙烯板，9为座腔，10为通长拉索，11为盖板螺栓，12为固定螺栓。

具体实施方式

为了使专利局的审查员尤其是公众能够更加清楚地理解本实用新型的技术实质和有益效果，申请人将在下面以实施例的方式结合附图作详细说明。但是对实施例的描述均不是对本实用新型方案的限制，任何依据本实用新型构思所作出的仅仅为形式上的而非实质性的等效变换都应视为本实用新型的技术方案范畴。

实施例1：请见图1、图2、图3、图5、图6，下座板2在使用状态下与桥梁的桥墩固定，下座板2朝向上的一侧的中央设计有一凹球面状的座腔9，座腔内自下而上依次布置球面聚四氟乙烯板8、球冠7以及平面聚四氟乙烯板6；上座板1与上部梁体固定；本实施例未设置水平抗剪组件，属于多向活动支座。

本实用新型的技术方案的技术要点之一是支座横向两侧弧形钢板条的增设以及弧形钢板条与座板、盖板的连接锚固方式。三者的连接锚固方式请见图1、图3及图6，所述上座板1的横以及下座板2的横向两侧上方亦各有一个座板槽道，上座板1槽道的纵向尺寸大于弧形钢板条纵向尺寸，而下座板2槽道形状与弧形钢板条端部形状完全吻合。另外，上座板1在横向两侧开设纵向狭长孔道以及上盖板3亦在对应位置开设纵向狭长孔道，下座板2在横向两侧开设螺孔以及下盖板4亦在对应位置开设螺孔。弧形钢板条5两端分别嵌入上下座板槽道内，其上端通过盖板螺栓11锚固于上盖板3和上座板1之间，同时上盖板与上座板通过固定螺栓12锚固在一起，由于开设了纵向狭长孔道，故弧形钢板条与上下盖板之间可以发生一定范围内的纵向相对位移；其下端通过盖板螺栓12锚固于下盖板4和下座板2之间，同时下盖板4与下座板2通过固定螺栓锚固在一起，三者不可发生相对位移。通过上述特殊的连接方式，上座板1和下座板2之间预留了一定的纵向相对位移空间，可以满足支座在纵向位移时，设置在横向的弧形钢板条5不发生变形耗能。而当支座上座板1和下座板2间将产生横向相对位移时，当产生的横向相对位移超过预设行程时，两侧弧形钢板条5开始受力变形，起到增加阻尼耗散地震能量，减少滑动位移的缓冲作用，同时可以限制支座上下座板之间的相对位移在一个可控的范围之内。

本实用新型的技术方案技术要点之二是弧形钢板条形状，弧形钢板条5的形状请见图2，由半圆段、水平段和端部段三部分组成，在弧形钢板条往复运动时，弧形钢板条的最外端始终保持半圆状。

本实用新型的技术方案的技术要点之三是通长拉索10的组装及布置方式，通长拉索10按照设计尺寸预先成型，并通过特殊的锚固装置将两端加以联接形成通长环形，然后直接套置在上座板1及下座板2的纵向通长槽道内，槽道尺寸略大于拉索尺寸，既保证拉索尺寸的精度，又方便了拉索的更换和自由程的调整。在布置方式上，通长拉索10在座板两侧可以如图3均匀等长布置，也可以如图4交错不等长布置。交错不等长布置的通长拉索在地震时会发生自动调整，拉索与槽道间相互摩擦起到缓冲耗能的作用。

作为本实用新型实施例的一种变换，与通长拉索10及弧形钢板条5配合使用的球钢支座可以是双向活动型，也可以是单向活动型及固定型。单向活动型可通过设置单向抗剪挡块实现，固定型可通过设置双向抗剪挡块实现。

作为本实用新型实施例的一种变换，设置在球钢支座两侧的弧形钢板条5可使用单根较宽的弧形钢板条，也可以按照设计计算需要使用多根排列的弧形钢板条。

作为本发明实施例的一种变换，嵌在上座板1，下座板2纵向槽道内的通长拉索10的根数不定。

作为本发明实施例的一种变换，嵌在上座板1与下座板2纵向槽道内的通长拉索10既可以均匀等长布置，也可以交错不等长布置。

作为本发明实施例的一种变换，通长拉索10与弧形钢板条5可以同时布置在一个支座上，也可以单独布置，比如仅布置通常拉索10或仅布置弧形钢板条5，见图7。

上述的对实施例的描述均不是对本实用新型方案的限制，因此，本实用新型的保护范围不仅仅局限于上述实施例，任何依据本实用新型构思所作出的仅仅为形式上的而非实质性的各种修改和改进，都应视为落在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种多重抗脉冲型拉索减震支座，包括球钢支座，还包括弧形钢板条(5)、通长拉索(10)、上盖板(3)、下盖板(4)、盖板螺栓(11)和固定螺栓(12)，所述球钢支座包括具有座腔(9)的下座板(2)、上座板(1)、自下而上叠置于上座板(1)和下座板(2)间的球面聚四氟乙烯板(8)、球冠(7)以及平面聚四氟乙烯板(6)，其特征在于：上座板(1)及下座板(2)开设纵向通长槽道，纵向通长槽道数目与通长拉索(10)根数相同，通长拉索(10)为环形结构，通长拉索(10)的上段和下段分别嵌于上座板(1)和下座板(2)相应的纵向通长槽道内，环形通长拉索(10)的中段分别位于球钢支座的的纵向两侧，纵向通长槽道的宽度大于通长拉索的宽度；弧形钢板条(5)位于球钢支座的横向两侧，上座板(1)的横向两侧底部和下支座(2)的横向两侧顶部均设置有座板槽道，同时上座板(1)和下支座(2)在横向两侧开设有纵向狭长孔道，上盖板(3)通过盖板螺栓(11)固定于上座板(1)横向两侧底部，下盖板(4)通过盖板螺栓(11)固定于下座板(2)横向两侧顶部；上盖板(3)和下盖板(4)设有纵向狭长孔道，弧形钢板条(5)一端嵌入上座板(1)的座板槽道内，另一端嵌入下座板(2)的座板槽道内，盖板螺栓(11)依次穿过上座板(1)的纵向狭长孔道、弧形钢板条(5)一端和上盖板(3)的纵向狭长孔道，将上座板(1)、弧形钢板条(5)一端和上盖板连接锚固在一起，盖板螺栓(11)依次穿过下座板(2)的纵向狭长孔道、弧形钢板条(5)另一端和下盖板(4)的纵向狭长孔道，将上座板(2)、弧形钢板条(5)另一端和下盖板(4)连接锚固在一起，弧形钢板条(5)与上座板(1)及上盖板(3)或弧形钢板条(5)与下座板(2)及下盖板(4)可发生一定范围内的相对纵向位移。

2.根据权利要求1所述的多重抗脉冲型拉索减震支座，其特征在于弧形钢板条(5)是由半圆段、水平段以及端部段组成，半圆段的两端分别连接水平段一端，水平段另一端连接端部段。

3.根据权利要求1所述的多重抗脉冲型拉索减震支座，其特征在于通长拉索(10)在座板两侧均匀等长布置或交错不等长布置；环形通长拉索(10)的中段等长布置于球钢支座的纵向两侧，或环形通长拉索(10)的中段采用交错不等长布置于球钢支座的纵向两侧。

4.根据权利要求1所述的多重抗脉冲型拉索减震支座，其特征在于与通长拉索(10)和弧形钢板条(5)配合使用的球钢支座是双向活动型、单向活动型或固定型中任一种。

5.根据权利要求1所述的多重抗脉冲型拉索减震支座，其特征在于当球钢支座的上座板和下座板发生纵向相对运动时，弧形钢板条(5)保持位置不变，不发生变形；当球钢支座的上座板和下座板发生横向相对运动时，弧形钢板条(5)发生变形。

6.根据权利要求1所述的多重抗脉冲型拉索减震支座，其特征在于设置在球钢支座两侧的弧形钢板条(5)使用单根较宽的弧形钢板条，或按照设计计算需要使用多根排列的弧形钢板条；拉索(10)采用单根或多根。