CN210151564U - 一种测力摩擦摆支座 - Google Patents

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本实用新型公开了一种测力摩擦摆支座,包括上支座板、下支座板、中间衬板,所述下支座板顶面为凹曲面,中间衬板底面为与下支座板顶面匹配的凸曲面,下支座板和中间衬板间设有第一球面摩擦副,所述下支座板上设有N级剪力挡块,N为不小于二的整数,剪力挡块相互之间通过螺栓连接,所述中间衬板为带有测力承载体的复合构件,测力承载体上设有压力传感器,每级剪力挡块可随地震的强度逐渐释放限位作用,将梁体与墩台隔离开,从而保护结构不受地震损坏,压力传感器可以实现监测支座受力情况,及时反映上部梁体受力载荷的变化。

Description

一种测力摩擦摆支座
技术领域
本实用新型涉及桥梁支座技术领域,具体涉及一种测力摩擦摆支座。
背景技术
随着我国基建设施的不断完善,高架桥梁越来越多,桥梁与桥墩之间就需要支座来传递力,许多桥梁建设在地理环境较为恶劣的偏远地区或易发生地震的地区,在桥梁工程建设中使用的支座包括板式支座、球型支座、盆式支座等,较为常用的球型支座的结构包括上座板、中间球冠板和下座板,上座板和中间球冠板间设置有平面摩擦副,中间球冠板和下座板间设置有球面摩擦副,上座板和下座板间设置有侧面摩擦副,安装时,球型支座直接固定在梁底。在正常使用时,普通球型支座能满足桥梁的运行要求,能够承受压力、水平力及拉力,但是在地震突发情况下,普通球型支座就无法满足保护桥梁的要求,目前的球形支座的下支座板上设有抗剪挡板,当地震初次发生时,抗剪挡板的抗剪螺栓断裂,抗剪挡板限位作用解除,但当地震短时间再次发生时,或许振幅更大,支座失去限位作用,此时中间球冠板很容易滑出,造成落梁危险,支座会将地震能量从墩台传递到梁体,致使桥梁受损、结构破坏。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种测力摩擦摆支座,用以解决在地震发生时,能够逐渐减震,防止落梁风险发生,还能将梁体与桥墩隔离开,使地震力无法从桥墩传递到梁体,实时监测支座上部梁体的载荷变化。
为解决上述技术问题,本实用新型采用了以下方案:
一种测力摩擦摆支座,包括上支座板、下支座板、中间衬板,所述下支座板顶面为凹曲面,中间衬板底面为与下支座板顶面匹配的凸曲面,下支座板和中间衬板间设有第一球面摩擦副,所述下支座板上设有N级剪力挡块,N为不小于二的整数,N级剪力挡块逐层设置于下支座板上表面,每级剪力挡块之间通过螺栓连接,每级剪力挡块与中间衬板的间距由下向上逐级减小,所述中间衬板为带有测力承载体的复合构件,测力承载体上设有压力传感器。
所述N级剪力挡块设为两级剪力挡块,下支座板上设有与中间衬板相匹配的第一级剪力挡块,第一级剪力挡块与下支座板之间通过抗剪螺栓固定有第二级剪力挡块,第二级剪力挡块与中间衬板的间距大于第一级剪力挡块与中间衬板的间距。
由于采用上述结构,所述下支座板上设有N级剪力挡块,N为不小于二的整数,本实用新型采用最佳的两级剪力挡块方式,下支座板上设有与中间衬板相匹配的第一级剪力挡块,第一级剪力挡块与下支座板之间通过抗剪螺栓固定有第二级剪力挡块,第二级剪力挡块与中间衬板的间距大于第一级剪力挡块与中间衬板的间距,第一级剪力挡块和第二级剪力挡块都围绕中间衬板整圈设置,地震发生时,当地震的水平力大于螺栓的剪力时,第一级剪力挡块与第二级剪力挡块之间的螺栓断裂,第一级剪力挡块的限位作用消失,通过下支座板和中间衬板间的第一球面摩擦副,延长结构的振动周期,以减少结构因地震作用而引起的放大效应,下支座板与中间衬板通过圆弧面之间的摩擦来达到消耗地震能量,此时第二级剪力挡块启用限位作用,当地震水平力持续增强,中间衬板与下支座板之间的相对摆动幅度增大,使得第二级剪力挡块与下支座板的螺栓断裂,第二级剪力挡块限位作用消失,通过第一球面摩擦副,下支座板与中间衬板通过圆弧面之间的摩擦进一步达到消耗地震能量,从而实现多级减振的作用,将梁体与墩台隔离开,使大部分地震能量无法从墩台传递到梁体,减少地震能量的输入,从而保护梁体,地震过后,下支座板与中间衬板的圆弧面具有自动复位功能,中间衬板为带有测力承载体的复合构件,测力承载体上设有压力传感器,压力传感器可以实时测量上方梁体及下方墩台传来的力,压力传感器可以与外部监测中心相连,监测人员可以实时了解到梁体受力的变化,以便紧急情况采取及时的应急措施,减小梁体损坏的风险。
进一步地,作为优选技术方案,所述第二级剪力挡块与下支座板之间通过螺栓固定有防落梁挡块,第二级剪力挡块及第一级剪力挡块与中间衬板之间形成阶梯状空腔。
由于采用上述结构,在第二级剪力挡块与下支座板之间通过螺栓固定有防落梁挡块,防落梁挡块通过螺栓固定在下支座板端面上,第二级剪力挡块及第一级剪力挡块与中间衬板之间形成阶梯状空腔,阶梯状空腔便于在剪力挡块的限位作用释放后,满足中间衬板与下支座板之间的摆动幅度不受约束,防落梁挡块限制中间衬板由于摆动幅度过大,致使滑出下支座板的凹曲面,有效的防止发生落梁危险。
进一步地,作为优选技术方案,所述下支座板上表面设有凸起,所述防落梁挡块设有与该凸起相匹配的卡槽。
由于采用上述结构,下支座板上表面的端头处设有一圈凸起,防落梁挡块的底面一端头也设有与该凸起相匹配的卡槽,增强防落梁挡块与下支座板间的连接强度,降低被中间衬板撞击损坏的风险,防落梁挡块还可与下支座板一体设计,使其防撞强度进一步增强。
进一步地,作为优选技术方案,所述测力承载体顶面设有中球面体,中球面体顶面为凹曲面。
进一步地,作为优选技术方案,所述中球面体底面设有球冠衬板,球冠衬板底面为与中球面体顶面相匹配的凸曲面。
进一步地,作为优选技术方案,所述球冠衬板与中球面体之间设有第二球面摩擦副。
由于采用上述结构,测力承载体顶面设有中球面体,中球面体顶面为凹曲面,中球面体顶面设有球冠衬板,球冠衬板底面为与中球面体顶面相匹配的凸曲面,球冠衬板与中球面体之间设有第二球面摩擦副,第二球面摩擦副辅助第一球面摩擦副消耗地震能量。
进一步地,作为优选技术方案,所述上支座板与球冠衬板之间设有平面摩擦副,上支座板与中球面体之间设有侧摩擦副。
由于采用上述结构,上支座板与球冠衬板之间设有平面摩擦副,上支座板与中球面体之间设有侧摩擦副,平面摩擦副和侧面摩擦副都是为辅助第一球面摩擦副消耗地震能量,进一步的减小地震能量传递给梁体的可能性,增大梁体在地震中的安全性能。
本实用新型具有的有益效果:
1、下支座板和中间衬板间设有第一球面摩擦副,下支座板上设有N级剪力挡块,N为不小于二的整数,N级剪力挡块逐层设置于下支座板上表面,每级剪力挡块之间通过螺栓连接,每级剪力挡块与中间衬板的间距由下向上逐级减小,N级剪力挡块可随地震的强度逐级释放限位作用,将梁体与墩台隔离开,使大部分地震能量无法从墩台传递到梁体,第一球面摩擦副靠曲面的摩擦消耗地震能量,减少地震能量的输入,从而保护梁体,结构简单实用。
2、第二级剪力挡块与下支座板之间通过螺栓固定有防落梁挡块,防落梁挡块限制中间衬板由于摆动幅度过大,致使滑出下支座板的凹曲面,有效的防止发生落梁危险。
3、中间衬板为带有测力承载体的复合构件,测力承载体上设有压力传感器,压力传感器可以实时测量上方梁体及下方墩台传来的力,压力传感器可以与外部监测中心相连,监测人员可以实时了解到梁体受力的变化,以便紧急情况时及时的采取应急措施,减小梁体损坏的风险。
附图说明
图1为本实用新型的结构半剖面图;
图2为第一级剪力挡块限位解除后示意图;
图3为达到设计位移图;
图4为第二级剪力挡块限位解除后示意图;
图5为达到最大设计位移图。
附图标记:1-上支座板,2-下支座板,3-中间衬板,4-测力承载体,5-中球面体,6-球冠衬板,7-防落梁挡块,8-压力传感器,9-第一球面摩擦副,10-第二球面摩擦副,11-平面摩擦副,12-侧面摩擦副,13-螺栓,14-第一级剪力挡块,15-第二级剪力挡块,16-凸起,17-阶梯状空腔。
具体实施方式
下面结合实施例及附图,对本实用新型作进一步的详细说明,但本实用新型的实施方式不限于此。
实施例1
如图1所示,一种测力摩擦摆支座,包括上支座板1、下支座板2、中间衬板3,所述下支座板2顶面为凹曲面,中间衬板3底面为与下支座板2顶面匹配的凸曲面,下支座板2和中间衬板3间设有第一球面摩擦副9,其特征在于,所述下支座板上设有N级剪力挡块,N为不小于二的整数,N级剪力挡块逐层设置于下支座板上表面,每级剪力挡块之间通过螺栓13连接,每级剪力挡块与中间衬板3的间距由下向上逐级减小,所述中间衬板3为带有测力承载体4的复合构件,测力承载体4上设有压力传感器8。
所述N级剪力挡块设为两级剪力挡块,下支座板2上设有与中间衬板3相匹配的第一级剪力挡块14,第一级剪力挡块14与下支座板2之间通过螺栓13固定有第二级剪力挡块15,第二级剪力挡块15与中间衬板3的间距大于第一级剪力挡块14与中间衬板3的间距。
所述第二级剪力挡块15与下支座板2之间通过螺栓固定有防落梁挡块7,第二级剪力挡块15和第一级剪力挡块14与中间衬板3之间形成阶梯状空腔17。
所述下支座板2上表面设有凸起16,所述防落梁挡块7设有与该凸起16相匹配的卡槽。
具体的,为更加实施本实用新型的效果,N级剪力挡块选为两级剪力挡块,在下支座板2上设有与中间衬板3相匹配的第一级剪力挡块14,第一级剪力挡块14与下支座板2之间通过螺栓13固定有第二级剪力挡块15,第二级剪力挡块15与中间衬板3的间距大于第一级剪力挡块14与中间衬板3的间距,第一级剪力挡块14和第二级剪力挡块15都围绕中间衬板3整圈设置,地震发生时,如图2、图3所示,当地震的水平力大于螺栓13的剪力时,先是第一级剪力挡块14与第二级剪力挡块15之间的螺栓13断裂,第一级剪力挡块14的限位作用消失,通过下支座板2和中间衬板3间的第一球面摩擦副9,延长结构的振动周期,以减少结构因地震作用而引起的放大效应,下支座板2与中间衬板3通过圆弧面之间的摩擦来达到消耗地震能量,此时第二级剪力挡块15启用限位作用,当地震水平力持续增强,中间衬板3与下支座板2之间的相对摆动幅度增大,如图4所示,第二级剪力挡块15的螺栓13断裂,第二级剪力挡块15限位作用消失,通过第一球面摩擦副9,下支座板2与中间衬板3通过圆弧面之间的摩擦进一步达到消耗地震能量,从而实现多级减振的作用,将梁体与墩台隔离开,使大部分地震能量无法从墩台传递到梁体,减少地震能量的输入,从而保护梁体,地震过后,下支座板2与中间衬板3的圆弧面具有自动复位功能,中间衬板3为带有测力承载体4的复合构件,测力承载体4上设有压力传感器8,测力承载体4植入中间衬板3的方式多样,本实用新型采用将中间衬板3上表面设为带凹曲面的盆腔,盆腔内放测力承载体4,测力承载体4上为中球面体5,中球面体5下表面为与盆腔匹配的凸曲面,压力传感器8直接嵌入到测力承载体4内部,这样压力传感器8可以实时测量上方梁体及下方墩台传来的载荷力,压力传感器8可以与外部监测中心相连,压力传感器随时将数据传输会监测中心,监测人员可以实时监测到上部梁体受力载荷的变化,以便紧急情况采取及时的应急措施,减小梁体损坏及上方车辆行人受害的风险。
如图5所示,具体的,在第二级剪力挡块15与下支座板2之间通过螺栓13固定有防落梁挡块7,防落梁挡块7通过螺栓13固定在下支座板2端面上,第二级剪力挡块15和第一级剪力挡块14与中间衬板3之间形成阶梯状空腔17,阶梯状空腔17便于在每级剪力挡块的限位作用释放后,满足中间衬板3与下支座板2之间的摆动幅度不受约束,防落梁挡块7限制中间衬板3由于摆动幅度过大,致使滑出下支座板2的凹曲面,有效的防止发生落梁危险。
具体的,下支座板2上表面的端头处设有一圈凸起16,防落梁挡块7的底面一端头也设有与该凸起16相匹配的卡槽,卡槽与凸起16相互咬合,增强防落梁挡块7与下支座板2间的连接强度,降低被中间衬板3撞击损坏的风险,防落梁挡块7还可与下支座板2一体设计,使其防撞强度进一步增强。
本实用新型的N级剪力挡块还可以设为三级剪力挡块、四级剪力挡块等多级挡块,根据支座安装地域的自然条件决定,如地震多发地带,剪力挡块级数可以适当增加,增加的剪力挡块安装同实施例1所述的相同,其它也同上述实施例相同。
实施例2
如图1所示,在上述实施例的基础上,所述测力承载体4顶面设有中球面体5,中球面体5顶面为凹曲面;所述中球面体5顶面设有球冠衬板6,球冠衬板6底面为与中球面体5顶面相匹配的凸曲面;所述球冠衬板6与中球面体5之间设有第二球面摩擦副10;所述上支座板1与球冠衬板6之间设有平面摩擦副11,上支座板1与中球面体5之间设有侧面摩擦副12。
具体的,测力承载体4顶面设有中球面体5,中球面体5顶面为凹曲面,中球面体5底面设有球冠衬板6,球冠衬板6底面为与中球面体5顶面相匹配的凸曲面,球冠衬板6与中球面体5之间设有第二球面摩擦副10,第二球面摩擦副10的作用是辅助第一球面摩擦副9消耗地震能量;上支座板1与球冠衬板6之间设有平面摩擦副11,上支座板1与中球面体5之间设有侧面摩擦副12,平面摩擦副11和侧面摩擦副12都是为辅助第一球面摩擦副9消耗地震能量,进一步的减小地震能量传递给梁体的可能性及减少地震能量输入,增大梁体在地震中的安全性能。
本实用新型的原理:在桥梁正常运行时,螺栓13固定的第一级剪力挡块14和第二级剪力挡块15使下支座板2限位,本实用新型与普通球型支座功能完全一样,地震来临时,当桥梁所承受的水平力大于螺栓13的剪断力时,由于第二级剪力挡块15与中间衬板3的间距大于第一级剪力挡块14与中间衬板3的间距,所以中间衬板3先碰撞到第一级剪力挡块14,致使第一级剪力挡块14与第二级剪力挡块15之间的螺栓13剪断,第一级剪力挡块14的限位消失,中间衬板3在下支座板2的凹曲面内滑动,第一球面摩擦副9摩擦消耗地震能量,第二球面摩擦副10及平面、侧面摩擦副辅助消耗地震能量,使得梁体与墩台隔离开,初始大部分地震能量无法从墩台传递到梁体,当地震能量持续变大时,中间衬板3的摆动幅度增大,中间衬板3碰撞到第二级剪力挡块15,致使第二级剪力挡块15与防落梁挡块7之间的螺栓13剪断,第二级剪力挡块15的限位消失,第一球面摩擦副9继续消耗地震能量,第二球面摩擦副10及平面、侧面摩擦副辅助消耗地震能量,若中间衬板3摆动幅度大于下支座板2顶面凹曲面的范围,防落梁挡块7就可有效的限制中间衬板3滑出下支座板2顶面凹曲面,发生落梁危险,通过剪力挡块的逐级抗剪和圆弧面、平面之间的摩擦消耗地震能量,减少了地震能量的输入,从而保护梁体。
以上所述,仅是本实用新型的较佳实施例而已,并非对本实用新型作任何形式上的限制,依据本实用新型的技术实质,在本实用新型的精神和原则之内,对以上实施例所作的任何简单的修改、等同替换与改进等,均仍属于本实用新型技术方案的保护范围。

Claims (8)

1.一种测力摩擦摆支座,包括上支座板(1)、下支座板(2)、中间衬板(3),所述下支座板(2)顶面为凹曲面,中间衬板(3)底面为与下支座板(2)顶面匹配的凸曲面,下支座板(2)和中间衬板(3)间设有第一球面摩擦副(9),其特征在于,所述下支座板上设有N级剪力挡块,N为不小于二的整数,N级剪力挡块逐层设置于下支座板上表面,每级剪力挡块之间通过螺栓(13)连接,每级剪力挡块与中间衬板(3)的间距由下向上逐级减小,所述中间衬板(3)为带有测力承载体(4)的复合构件,测力承载体(4)上设有压力传感器(8)。
2.根据权利要求1所述的一种测力摩擦摆支座,其特征在于,所述N级剪力挡块设为两级剪力挡块,下支座板(2)上设有与中间衬板(3)相匹配的第一级剪力挡块(14),第一级剪力挡块(14)与下支座板(2)之间通过螺栓(13)固定有第二级剪力挡块(15),第二级剪力挡块(15)与中间衬板(3)的间距大于第一级剪力挡块(14)与中间衬板(3)的间距。
3.根据权利要求2所述的一种测力摩擦摆支座,其特征在于,所述第二级剪力挡块(15)与下支座板(2)之间连接有防落梁挡块(7),第二级剪力挡块(15)及第一级剪力挡块(14)与中间衬板(3)之间形成阶梯状空腔(17)。
4.根据权利要求3所述的一种测力摩擦摆支座,其特征在于,所述下支座板(2)上表面设有凸起(16),所述防落梁挡块(7)设有与该凸起(16)相匹配的卡槽。
5.根据权利要求1所述的一种测力摩擦摆支座,其特征在于,所述测力承载体(4)顶面设有中球面体(5),中球面体(5)顶面为凹曲面。
6.根据权利要求5所述的一种测力摩擦摆支座,其特征在于,所述中球面体(5)顶面设有球冠衬板(6),球冠衬板(6)底面为与中球面体(5)顶面相匹配的凸曲面。
7.根据权利要求6所述的一种测力摩擦摆支座,其特征在于,所述球冠衬板(6)与中球面体(5)之间设有第二球面摩擦副(10)。
8.根据权利要求1所述的一种测力摩擦摆支座,其特征在于,所述上支座板(1)与球冠衬板(6)之间设有平面摩擦副(11),上支座板(1)与中球面体(5)之间设有侧面摩擦副(12)。
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Address after: No. 669, Xingyuan 10 road, a district, Xinjin Industrial Park, Chengdu, Sichuan 610000

Patentee after: Jitong Intelligent Equipment Co.,Ltd.

Address before: No. 669, Xingyuan 10 road, a district, Xinjin Industrial Park, Chengdu, Sichuan 610000

Patentee before: CHENGDU JITONG ROAD AND BRIDGE TECHNOLOGY CO.,LTD.

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