CN209066638U - 双层摩擦摆减隔震支座 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种双层摩擦摆减隔震支座，包括上支座板、下支座板以及设置在上支座板和下支座板之间的中间板，上支座板和中间板之间的中部设置有上区滑动组件，上区滑动组件周边的上支座板和中间板之间还设置有第一复位弹簧，下支座板和中间板之间的中部设置有下区滑动组件，下区滑动组件周边的下支座板和中间板之间还设置有钢丝绳阻尼器；上支座板和对应中间板表面上设置有相同曲率的上区曲面；下支座板和对应中间板上设置有相同曲率的下区曲面；上区曲面的曲率小于下区曲面的曲率。本实用新型能够在小震下可以自复位，在中强震下也较容易复位的双层摩擦摆支座结构，使用寿命长。

Description

双层摩擦摆减隔震支座

技术领域

本实用新型涉及土木工程领域，具体涉及一种双层摩擦摆减隔震支座。

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，有固定支座和活动支座两种。桥梁工程常用的支座形式包括：油毛毡或平板支座、板式橡胶支座、球型支座、钢支座和特殊支座。

在支座的不断研发和使用中，摩擦摆式减隔震支座使用效果较为凸出，摩擦摆系统是一种有效的干摩擦滑移隔震体系。传统摩擦摆支座主要由上滑移钢板、下滑移钢板以及位于上滑移钢板和下滑移钢板之间的滑块组成。主要原理是将结构物本身与地面隔离,利用滑动面的设计周期来延长结构物的振动周期, 以大幅度减小结构物因受地震作用而引起的振动放大效应。此外,还可利用 FPS滑动面与滑块之间的摩擦来达到大量消耗地震能量,减少地震力输入的目的。

现有传统的摩擦摆式减隔震支座在小震的时候自我平衡能力较差。在中强震下，普通的滑动摩擦摆支座位移比较大，容易对上层结构造成损伤。并且地震中强震下的残余应变基本无法避免。而装有剪力钉的摩擦摆在受地震作用下会出现力的突变，导致上部结构的破坏。

而自复位摩擦摆三维减隔震支座采用的高阻尼橡胶，其隔震性能会随本身材料性能的退化而退化，耐久性能较差，不便于维护。

传统的摩擦摆式隔震支座一般用摩擦材料的自身耗能来进行耗能，这会导致自身的阻尼比较小，新型支座仍要提升减隔震支座的阻尼耗能性能。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种双层摩擦摆减隔震支座，能够在小震下可以自复位，在中强震下也较容易复位的双层摩擦摆支座结构，使用寿命长。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种双层摩擦摆减隔震支座，包括上支座板、下支座板以及设置在上支座板和下支座板之间的中间板，所述上支座板和中间板之间的中部设置有上区滑动组件，所述上区滑动组件周边的上支座板和中间板之间还设置有第一复位弹簧，所述下支座板和中间板之间的中部设置有下区滑动组件，所述下区滑动组件周边的下支座板和中间板之间还设置有钢丝绳阻尼器；

所述上支座板位于上区滑动组件一侧的表面和中间板位于上区滑动组件一侧的表面上均设置有相同曲率的上区曲面；

所述下支座板位于下区滑动组件一侧的表面和中间板位于下区滑动组件一侧的表面上均设置有相同曲率的下区曲面；

所述上区曲面的曲率小于下区曲面的曲率；

所述上区滑动组件包括配合连接的上区上滑块和上区下滑块，所述上区下滑块表面设置有第一球面支撑柱，所述第一球面支撑柱对应的上区上滑块上设置有配合抵接的第一球面凹槽，所述上区上滑块和上区下滑块之间还设置有第一摆动间隙，所述第一球面支撑柱周边的第一摆动间隙内设置有多个连接上区上滑块和上区下滑块的第二复位弹簧；

所述下区滑动组件包括配合连接的下区上滑块和下区下滑块，所述下区下滑块表面设置有第二球面支撑柱，所述第二球面支撑柱对应的下区上滑块上设置有配合抵接的第二球面凹槽，所述下区上滑块和下区下滑块之间还设置有第二摆动间隙。

进一步的，所述第一球面支撑柱和第一球面凹槽之间以及第二球面支撑柱和第二球面凹槽之间均设置有低摩擦层。

进一步的，所述上区滑动组件与上支座板之间、上区滑动组件与中间板之间、下区滑动组件与下支座板之间以及下区滑动组件与中间板之间也设置有低摩擦层。

进一步的，所述低摩擦层材料为聚四氟乙烯。

进一步的，所述第二摆动间隙内的下区上滑块和下区下滑块表面均设置有橡胶保护层。

进一步的，所述上支座板和中间板外周之间设置有上压型钢板。

进一步的，所述下支座板和中间板外周之间设置有下压型钢板。

进一步的，所述上支座板、下支座板、中间板、上区上滑块、上区下滑块、下区上滑块和下区下滑块的材质均为钢。

本实用新型的有益效果：

1、本发明通过弹簧、钢丝绳阻尼器以及曲面的配合完成双摆动摩擦效果，因此采取的材料均能够是牢固的金属材质，相比于材料中有一些粘弹性材料(橡胶)的材质具有良好的耐久性。

2、通过第一复位弹簧、钢丝绳阻尼器以及曲面的配合完成双摆动摩擦，具有良好的稳定性和限位功能。

3、通过第二复位弹簧以及曲面设置使得本装置具有良好的自复位功能。

4、经减隔震后地震响应沿着结构高度趋于均匀，传统结构的鞭梢效应能得到有效的控制。

5、通过第一复位弹簧、第二复位弹簧以及曲面配合能有效延长上区结构的自振周期，避免地震到来的时候产生共振造成上部结构损坏。

6、上压型钢和下压型钢板既能在减隔震支座工作时增加体系的阻尼比，又能防尘。

6、可以根据不同地区抗震设防等级来进行制作，达到因地制宜的效果。

附图说明

图1是本实用新型的整体结构截面示意图；

图2是本实用新型的俯视示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本实用新型并能予以实施，但所举实施例不作为对本实用新型的限定。

参照图1所示，本实用新型的双层摩擦摆减隔震支座的一实施例，包括上支座板1、下支座板2以及设置在上支座板和下支座板之间的中间板3，上支座板和中间板之间的中部设置有上区滑动组件4，上区滑动组件周边的上支座板和中间板之间还设置有第一复位弹簧5，下支座板和中间板之间的中部设置有下区滑动组件6，下区滑动组件周边的下支座板和中间板之间还设置有钢丝绳阻尼器7；

其中，上支座板、上区滑动组件以及中间板配合形成上区，在上区中，第一复位弹簧保证上支座板和中间板之间的连接稳定性、增加阻尼和自动复位效果，并且还具有限位功能；下支座板、下区滑动组件以及中间板配合形成下区，在下区中，钢丝绳阻尼器具有连接和增加阻尼效果；

上支座板位于上区滑动组件一侧的表面和中间板位于上区滑动组件一侧的表面上均设置有相同曲率的上区曲面8，上区滑动组件表面设置有与上区曲面配合的上滑动曲面；

下支座板位于下区滑动组件一侧的表面和中间板位于下区滑动组件一侧的表面上均设置有相同曲率的下区曲面9，下区滑动组件表面设置有与下区曲面配合的下滑动曲面；

上区滑动组件包括配合连接的上区上滑块10和上区下滑块11，上区下滑块表面设置有第一球面支撑柱，第一球面支撑柱对应的上区上滑块上设置有配合抵接的第一球面凹槽，上区上滑块和上区下滑块之间还设置有第一摆动间隙，避免抵接卡死，具有和滑动的余地；第一球面支撑柱周边的第一摆动间隙内设置有多个连接上区上滑块和上区下滑块的第二复位弹簧12；

下区滑动组件包括配合连接的下区上滑块13和下区下滑块14，下区下滑块表面设置有第二球面支撑柱，第二球面支撑柱对应的下区上滑块上设置有配合抵接的第二球面凹槽，下区上滑块和下区下滑块之间还设置有第二摆动间隙，避免抵接卡死，具有和滑动的余地；

上区曲面的曲率小于下区曲面的曲率；

上支座板、下支座板、中间板、上区上滑块、上区下滑块、下区上滑块和下区下滑块的材质均为钢，有效的提高了整体强度和使用寿命。

为了达到抗震设计要求，在小震的作用下，上区的摩擦摆率先开始工作(因为上区摩擦摆相对于下区曲面曲率较小)。在中强震的作用下，上下区的摩擦摆一起工作，能够有效地达到抗震设防要求的“小震不坏，中震可修，大震不倒”的要求。

具体的说就是上区为完全自复位区，上区的摩擦摆拥有两组弹簧，不仅能增加阻尼，增加工作时的耗能，还能够达到完全自复位的效果。在小震作用下能不需要维护修复。

下区为中强震大阻尼区，下区本身滑块的曲率比较上区的大，受到中强震的作用下开始工作。下区开始工作时受到的加速的要大于上区，因此在下区两个滑块(13和14)之间不再设置弹簧。而是利用本身的大曲率，和更高的摩擦系数，来确保在中强震震下正常工作。并且在强震过后复位也比较方便。

本实用新型通过控制四处构件连接处(上区滑动组件与上支座板和中间板之间的曲率及摩擦、第一球面支撑柱和第一球面凹槽之间的曲率及摩擦、下区滑动组件与下支座板和中间板之间的曲率及摩擦、第二球面支撑柱和第二球面凹槽之间的曲率及摩擦)的曲率半径和摩擦系数，根据不同地区的抗震设防要求来制作，能够达到一种“多水准减隔震”的效果；上区采用弹簧增加阻尼，下区采用钢丝绳阻尼器增加阻尼，并且装在外围的压型钢板也能提供增加阻尼的效果，能大量耗散地震的能量。

第一球面支撑柱和第一球面凹槽之间以及第二球面支撑柱和第二球面凹槽之间均设置有低摩擦层。上区滑动组件与上支座板之间、上区滑动组件与中间板之间、下区滑动组件与下支座板之间以及下区滑动组件与中间板之间也设置有低摩擦层。低摩擦层材料为聚四氟乙烯。金属间的直接接触影响滑动阻尼，通过聚四氟乙烯能够对滑动阻尼进行调节，提高使用稳定性和摩擦系数的调整，适应范围更广。

在上述第二摆动间隙内的下区上滑块和下区下滑块表面均设置有橡胶保护层15，在下区上滑块和下区下滑块移动时，存在下区上滑块和下区下滑块碰触的问题，通过橡胶保护层有效保护，避免碰触撞击而损坏变形，也能够起到降噪效果。

上支座板和中间板外周之间设置有上压型钢板16，下支座板和中间板外周之间设置有下压型钢板17，在减隔震支座工作时增加体系的阻尼比，又能防尘。

参照图2所示，在上支座板上设置有多个连接孔18，便于安装，当然下支座板上也设置有连接孔。

以上实施例仅是为充分说明本实用新型而所举的较佳的实施例，本实用新型的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本实用新型基础上所作的等同替代或变换，均在本实用新型的保护范围之内。本实用新型的保护范围以权利要求书为准。

Claims (8)

1.一种双层摩擦摆减隔震支座，其特征在于，包括上支座板、下支座板以及设置在上支座板和下支座板之间的中间板，所述上支座板和中间板之间的中部设置有上区滑动组件，所述上区滑动组件周边的上支座板和中间板之间还设置有第一复位弹簧，所述下支座板和中间板之间的中部设置有下区滑动组件，所述下区滑动组件周边的下支座板和中间板之间还设置有钢丝绳阻尼器；

所述上支座板位于上区滑动组件一侧的表面和中间板位于上区滑动组件一侧的表面上均设置有相同曲率的上区曲面；

所述下支座板位于下区滑动组件一侧的表面和中间板位于下区滑动组件一侧的表面上均设置有相同曲率的下区曲面；

所述上区曲面的曲率小于下区曲面的曲率；

所述上区滑动组件包括配合连接的上区上滑块和上区下滑块，所述上区下滑块表面设置有第一球面支撑柱，所述第一球面支撑柱对应的上区上滑块上设置有配合抵接的第一球面凹槽，所述上区上滑块和上区下滑块之间还设置有第一摆动间隙，所述第一球面支撑柱周边的第一摆动间隙内设置有多个连接上区上滑块和上区下滑块的第二复位弹簧；

所述下区滑动组件包括配合连接的下区上滑块和下区下滑块，所述下区下滑块表面设置有第二球面支撑柱，所述第二球面支撑柱对应的下区上滑块上设置有配合抵接的第二球面凹槽，所述下区上滑块和下区下滑块之间还设置有第二摆动间隙。

2.如权利要求1所述的双层摩擦摆减隔震支座，其特征在于，所述第一球面支撑柱和第一球面凹槽之间以及第二球面支撑柱和第二球面凹槽之间均设置有低摩擦层。

3.如权利要求2所述的双层摩擦摆减隔震支座，其特征在于，所述上区滑动组件与上支座板之间、上区滑动组件与中间板之间、下区滑动组件与下支座板之间以及下区滑动组件与中间板之间也设置有低摩擦层。

4.如权利要求3所述的双层摩擦摆减隔震支座，其特征在于，所述低摩擦层材料为聚四氟乙烯。

5.如权利要求1所述的双层摩擦摆减隔震支座，其特征在于，所述第二摆动间隙内的下区上滑块和下区下滑块表面均设置有橡胶保护层。

6.如权利要求1所述的双层摩擦摆减隔震支座，其特征在于，所述上支座板和中间板外周之间设置有上压型钢板。

7.如权利要求1所述的双层摩擦摆减隔震支座，其特征在于，所述下支座板和中间板外周之间设置有下压型钢板。

8.如权利要求1所述的双层摩擦摆减隔震支座，其特征在于，所述上支座板、下支座板、中间板、上区上滑块、上区下滑块、下区上滑块和下区下滑块的材质均为钢。