CN215052047U - 减隔震防落梁球型支座 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于桥梁支座，特别是指一种减隔震防落梁球型支座。包括上座板、下座板和设置于两者间且邻接面通过滑动摩擦副配合的球冠板；所述的上座板周边向下延伸形成环形的限位环，球冠板的侧面为锥角为α且与限位环内侧适配的圆台面，球冠板与下座板的中心通过凹孔和轴销实现凹凸间隙配合，凹孔的侧面为锥角为β且与轴销外侧适配的圆台面，或者所述的轴销的侧面为锥角为β且与凹孔外侧适配的圆台面。本实用新型解决了现有技术中缺少安全可靠性高的防落梁机构等问题，具有防落梁及减隔震功能稳定且可靠性高等优点。

Description

减隔震防落梁球型支座

技术领域

本实用新型属于桥梁支座，特别是指一种减隔震防落梁球型支座。

背景技术

地震是对人类生产和生活有着重大影响的地球物理现象，我国处于环太平洋和亚欧两条世界主要地震带的影响地区，是一个地震多发国家。我国在公路桥梁结构减震装置和设计方法的研究起步较晚，和国外相比有相当差距，但近几年的高强度地震已经让人们意识到了桥梁减震研究的重要性。

摩擦摆类型的减隔震支座在桥梁上广泛应用，其本质是一种摩擦阻尼支座，支座的上座板是一个较大半径的凹球面，地震时支座中心部分的摆动球冠板沿上座板的凹球面发生摆动位移，利用简单的钟摆机理延长梁体结构的自振周期以减小地震力的作用，地震时球冠板沿底板摆动，球冠板的标高发生变化，使上部结构抬高，通过势能与动能转化中的能量消耗，达到减震能的目的。支座的球冠板在地震后，将通过上部结构的自重自动复位。支座可以在任何方向滑动，其外形尺寸主要由最大设计地震位移控制。

然而从近年来的震害可以看出，桥梁结构发生频次最高的破坏形式为落梁破坏。落梁破坏是指桥梁的上部结构与支承的下部结构脱离，即主梁从桥墩或桥台处脱离，造成主梁悬空、折断，或坠落的现象，这种现象多由于梁底和墩顶之间的尺寸受限，当地震位移超出支座设定值而没有设置约束而导致的落梁。

如何改变现有技术中，使支座在减震的过程中增设安全可靠的防落梁装置或结构，是本领域技术人员亟待解决的问题。

申请人经检索未发现有与本申请相同或相近似的文献报道。

实用新型内容

本实用新型提供一种减隔震防落梁球型支座，通过对现有的摩擦摆型球形支座进行改进，采用设置减隔震机构和防落梁机构，增强了支座的减隔震及防落梁性能的可靠性。

本实用新型的整体技术构思是：

减隔震防落梁球型支座，包括上座板、下座板和设置于两者间且邻接面通过滑动摩擦副配合的球冠板；所述的上座板周边向下延伸形成环形的限位环，球冠板的侧面为锥角为α且与限位环内侧适配的圆台面，球冠板与下座板的中心通过凹孔和轴销实现凹凸间隙配合，所述的凹孔的侧面为锥角为β且与轴销外侧适配的圆台面，或者所述的轴销的侧面为锥角为β且与凹孔外侧适配的圆台面；

α＝2×α1

β＝2×β1

其中：

α-球冠板的锥角；

β-凹孔的锥角；

α1-球冠板在上座板上最大地震极限位移时所转动的角度；

β1-球冠板在下座板上补偿上部结构转动所产生的角度。

本实用新型的具体技术构造是：

摩擦副优选采用如下技术实现方式，所述的摩擦副包括设置于上座板与球冠板之间且由不锈钢板及位移滑板组成的第一滑动摩擦副；以及设置于球冠板与下座板之间且由球面滑板及不锈钢板构成第二滑动摩擦副。其中第一摩擦副的主要作用是满足桥梁的温变位移，第二摩擦副的主要作用是满足桥梁的正常转角。组成摩擦副的不锈钢板、位移滑板、球面滑板、凹面不锈钢板可采用贴附或镶嵌方式实现与相应结构件的装配。

凹孔与轴销包括如下技术实现方式，所述的凹孔设于球冠板下部中心或下座板的上部中心，轴销开设于与之适配的下座板的上部中心或球冠板下部中心。

为增强支座的隔震效果，优选的技术实现手段是，限位环下部采用剪力螺栓连接有隔震构件。

为便于在固定支座上使用，优选的技术实现方式是，所述的隔震构件采用呈环形分布的隔震环，隔震环内侧与下座板外侧间隙配合。

为便于在单向支座上使用，优选的技术实现方式是，所述的隔震构件采用呈轴对称分布的隔震挡条，隔震挡条内侧与下座板外侧间隙配合。

为便于轴销外侧与凹孔内侧更好实现贴合，优选的技术实现方式是，所述的凹孔的侧面为锥角为β且与轴销外侧适配的圆台面，轴销采用圆柱销。或者所述的轴销的侧面为锥角为β且与凹孔外侧适配的圆台面，凹孔采用圆柱形孔。

本实用新型的工作原理如下：

正常运行时与普通支座无异，上座板上的不锈钢与球冠板上方的位移滑板构成摩擦副，满足桥梁的温变位移；支座球冠板下方的球面滑板与下座板凹面不锈钢构成摩擦副，满足桥梁的正常转角；并且，固定支座设置隔震环和单向支座设置隔震挡条与支座下座板构成限位结构，使支座能够抵抗一定强度的水平力。

当地震来临时，地震力剪断剪力螺栓后，隔震环或隔震挡条上的支座开始减隔震功能，第一滑动摩擦副为主要摩擦副，满足地震位移和隔震转角；第二滑动摩擦副补偿上座板和球冠板隔震过程中产生的隔震转角。

地震强度超过预设支座隔震能力时，为防止落梁在上座板设置限位环，并在球冠板及下座板设置凹孔和轴销，上座板的限位环和球冠板侧面之间构成上部限位结构；凹孔和轴销构成下部限位结构，使支座在减震能力极限时能够对其隔震位移进行限制，防止因为桥梁隔震位移过大导致落梁。同时球冠板以及凹孔侧面的锥面设计有效避免了与限位环或轴销贴合后因应力过大造成结构的变形或者破坏。

本实用新型所取得的技术进步在于：

1、本实用新型在球冠板及凹孔侧面采用锥面设计，一是使支座在减震能力极限时能够对其隔震位移进行限制，防止因为桥梁隔震位移过大导致落梁。二是有效避免了因与限位环或及轴销贴合后因应力过大造成结构的变形或者破坏，在运行稳定的前提下保证支座防落梁功能的有效实现。

2、配合有剪力螺栓的隔震环或隔震挡条结构设计，使支座能够耐受一定强度的水平力，可通过调整剪力螺栓尺寸准确控制其剪切力耐受极限。

3、摩擦副的结构设计，在正常状态下使用时能够满足桥梁温变位移或正常转角的需要；地震来临时满足地震位移及隔震转角。

附图说明

图1是本实用新型在双向支座上应用且凹孔开设于球冠板的结构示意图。

图2是图1的俯视图。

图3是图1的半剖视图。

图4是本实用新型在单向支座上应用且凹孔开设于球冠板的结构示意图。

图5是图4的俯视图。

图6是图4的半剖视图。

图7是本实用新型在固定支座上应用且凹孔开设于球冠板的结构示意图。

图8是图7的俯视图。

图9是图7的半剖视图。

图10是本实用新型在双向支座上应用且凹孔开设于下座板的结构示意图。

图11是图1中的支座在正常状态下的参数α、β的显示示意图。

图12是图1中的支座球冠板、上座板在震时处于最大位移状态下参数α1、β1的显示示意图。

图13是图1中的支座在正常状态下的参数α、α1的显示示意图。

图14是图1中的支座在正常状态下的参数β、β1的显示示意图。

附图中的附图标记如下：

1、上座板；2、球冠板；3、下座板；4、位移滑板；5、球面滑板；6、地脚螺栓组件；7A、隔震环、7B、隔震挡条；8、剪力螺栓；1A、限位环；2A、凹孔；3A、轴销。

具体实施方式

附图给出了本实用新型的实施例，以下结合附图对本实用新型的实施例作进一步描述，但不应理解为对本实用新型的限定，本实用新型的保护范围以权利要求记载的内容为准，任何依据说明书所做出的等效技术手段替换，均不脱离本实用新型的保护范围。

本实施例的整体结构如图示，如图1-3、10-14所示，其中双向支座包括上座板1、下座板3和设置于两者间且邻接面通过滑动摩擦副配合的球冠板2；上座板1及下座板3上设有地脚螺栓组件6，所述的上座板1周边向下延伸形成环形的限位环1A，球冠板2的侧面为锥角为α且与限位环1A内侧适配的圆台面，球冠板2与下座板3的中心通过凹孔2A和轴销3A实现凹凸间隙配合，所述的轴销3A采用圆柱销，凹孔2A的侧面为锥角为β且与轴销3A外侧适配的圆台面；

α＝2×α1

β＝2×β1

其中：

α-球冠板的锥角；

β-凹孔的锥角；

α1-球冠板在上座板上最大地震极限位移时所转动的角度；

β1-球冠板在下座板上补偿上部结构转动所产生的角度。

所述的摩擦副包括由上座板1下表面的不锈钢板与球冠板2上表面的位移滑板4组成的第一滑动摩擦副；以及由球冠板2下表面的球面滑板5与下座板3上表面的凹面不锈钢板构成第二滑动摩擦副。其中第一摩擦副的主要作用是满足桥梁的温变位移，第二摩擦副的主要作用是满足桥梁的正常转角。组成摩擦副的不锈钢板、位移滑板、球面滑板、凹面不锈钢板可采用贴附或镶嵌方式实现与相应结构件的装配。

如图1-9、11-14所示，所述的凹孔2A开设于球冠板2下部中心，轴销3A开设于与之适配的下座板3的上部中心；如图10所示，所述的凹孔2A开设于下座板3的上部中心，轴销3A开设于与之适配的球冠板2下部中心。

如图7-9所示，所述的隔震构件采用呈环形分布的隔震环7A，隔震环7A内侧与下座板3外侧间隙配合。

如图4-6所示，所述的隔震构件采用呈轴对称分布的隔震挡条7B，隔震挡条7B内侧与下座板3外侧间隙配合。

Claims (8)

1.减隔震防落梁球型支座，包括上座板(1)、下座板(3)和设置于两者间且邻接面通过滑动摩擦副配合的球冠板(2)；其特征在于所述的上座板(1)周边向下延伸形成环形的限位环(1A)，球冠板(2)的侧面为锥角为α且与限位环(1A)内侧适配的圆台面，球冠板(2)与下座板(3)的中心通过凹孔(2A)和轴销(3A)实现凹凸间隙配合；所述的凹孔(2A)的侧面为锥角为β且与轴销(3A)外侧适配的圆台面，或者所述的轴销(3A)的侧面为锥角为β且与凹孔(2A)外侧适配的圆台面；

α＝2×α1

β＝2×β1

其中：

α-球冠板的锥角；

β-凹孔的锥角；

α1-球冠板在上座板上最大地震极限位移时所转动的角度；

β1-球冠板在下座板上补偿上部结构转动所产生的角度。

2.根据权利要求1所述的减隔震防落梁球型支座，其特征在于所述的摩擦副包括设置于上座板(1)与球冠板(2)之间且由不锈钢板及位移滑板(4)组成的第一滑动摩擦副；以及设置于球冠板(2)与下座板(3)之间且由球面滑板(5)及不锈钢板构成第二滑动摩擦副。

3.根据权利要求1所述的减隔震防落梁球型支座，其特征在于所述的凹孔(2B)开设于球冠板(2)下部中心或下座板(3)的上部中心，轴销(3A)开设于与之适配的下座板(3)的上部中心或球冠板(2)下部中心。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的减隔震防落梁球型支座，其特征在于限位环(1A)下部采用剪力螺栓(8)连接有隔震构件。

5.根据权利要求4所述的减隔震防落梁球型支座，其特征在于所述的隔震构件采用呈环形分布的隔震环(7A)，隔震环(7A)内侧与下座板(3)外侧间隙配合。

6.根据权利要求4所述的减隔震防落梁球型支座，其特征在于所述的隔震构件采用呈轴对称分布的隔震挡条(7B)，隔震挡条(7B)内侧与下座板(3)外侧间隙配合。

7.根据权利要求1或3所述的减隔震防落梁球型支座，其特征在于所述的凹孔(2A)的侧面为锥角为β且与轴销(3A)外侧适配的圆台面，轴销(3A)采用圆柱销。

8.根据权利要求1或3所述的减隔震防落梁球型支座，其特征在于所述的轴销(3A)的侧面为锥角为β且与凹孔(2A)外侧适配的圆台面，凹孔(2A)采用圆柱形孔。

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