CN215405561U - 一种超高性能减隔震支座 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及桥梁减隔震技术领域，旨在解决现有的粘滞型速度锁定器与摩擦摆支座的组合结构结构复杂、尺寸大、经济性差，摩擦摆耗能能力有限，且桥梁或建筑滑移过程伴随抬升，具有安全隐患，粘滞速度锁定器不可靠的问题，提供一种超高性能减隔震支座，包括摩擦耗能支座总成、机械锁定装置和速度识别装置，摩擦耗能支座总成与机械锁定装置相连接，速度识别装置固定在机械锁定装置上，且能够使得机械锁定装置在地震工况下进行锁定，利用摩擦耗能支座总成减震耗能；有益效果是：在正常工况下，由于机械锁定装置未被锁定，因此可以通过机械锁定装置释放结构位移；在地震工况下，通过速度识别装置将机械锁定装置锁定，利用摩擦耗能支座总成减震耗能。

Description

一种超高性能减隔震支座

技术领域

本实用新型涉及桥梁减隔震技术领域，具体而言，涉及一种超高性能减隔震支座。

背景技术

减隔震技术在桥梁或建筑等领域中广泛应用，其原理主要是在桥梁或建筑加装减隔震装置，在遭遇地震时利用减隔震装置提高桥梁或建筑结构的抗震能力或减轻主体结构的破坏。摩擦摆减隔震支座为现阶段主流的减隔震装置，其结构原理为在满足桥梁正常功能需求的同时，采用类似于钟摆原理的摩擦摆面间的相互滑动摩擦耗能达到减震效果。

常规的摩擦摆支座虽能满足部分桥梁或建筑的减隔震需求，但由于正常工况下的位移由摆面间的滑动副提供，导致正常工况下会产生梁体的抬升，不利于桥梁的正常运营。同时，常规摩擦摆支座在识别地震方面不够精准，无法做到协同受力和多墩联动减隔震的效果，因而限制了发展。据此，现有技术公开了粘滞型速度锁定器与摩擦摆支座的组合形式，其基本原理是在常规摩擦摆支座的基础上，通过速度锁定器精准识别地震启动时机，实现多墩协同减隔震的效果。

虽然，上述装置解决了实际工程中的一定问题，但还存在以下不足：

1、粘滞速度锁定型摩擦摆支座存在组合结构较为复杂、安装尺寸较大，产品经济性较差。

2、摩擦摆滑动副摩擦系数较小，单循环滑动耗能能力有限。

3、摩擦摆在摩擦耗能过程中桥梁或建筑有高度抬升，对行车或居住存在安全风险。

4、粘滞速度锁定器密封易失效，且不易发现和更换。

5、粘滞锁定装置可靠性差。

综上所述，常规减隔震产品在结构及功能方面还存在诸多不足，所以在桥梁或建筑领域还应用较少。

实用新型内容

本实用新型旨在提供一种超高性能减隔震支座，以解决现有技术中粘滞型速度锁定器与摩擦摆支座的组合结构形式存在结构复杂、尺寸大、经济性差，摩擦摆耗能能力有限，且桥梁或建筑滑移过程伴随抬升，具有安全隐患，粘滞速度锁定器不可靠的问题。

本实用新型的实施例是这样实现的：

一种超高性能减隔震支座，包括摩擦耗能支座总成、机械锁定装置和速度识别装置，所述摩擦耗能支座总成与所述机械锁定装置相连接，所述速度识别装置固定在所述机械锁定装置上，且能够使得所述机械锁定装置在地震工况下进行锁定，利用所述摩擦耗能支座总成减震耗能。

在正常工况下，由于所述机械锁定装置未被锁定，因此可以通过所述机械锁定装置释放结构位移；而在地震工况下，通过所述速度识别装置进行识别，将所述机械锁定装置锁定，进而利用所述摩擦耗能支座总成减震耗能，保证了在正常工况下，由于行车等原因造成的自身结构位移能够得到释放，在地震工况下，能够切换至所述摩擦耗能支座总成减震耗能，具有良好的减隔震效果，尽可能将地震能量消耗散去，避免对桥梁结构造成破坏。

而且所述超高性能减隔震支座结构简单，易于安装，在使用过程中不会造成建筑抬升，安全性好，经济性好。

其中，所述速度识别装置在识别地震方面比较精准，将所述速度识别装置连接至墩台或底板，可以做到协同受力和多墩联动减隔震的效果。

在一种实施方式中：

所述摩擦耗能支座总成中设有滑动副I，所述机械锁定装置中设有滑动副Ⅳ，且在正常工况下，所述摩擦耗能支座总成中滑动副I的摩阻力远大于所述机械锁定装置滑动副Ⅳ的摩阻力；在地震工况下，所述机械锁定装置的滑动副Ⅳ被锁定，锁定力远大于所述摩擦耗能支座总成的滑动副I的摩阻力。

因此，在正常工况下，通过所述机械锁定装置的滑动副Ⅳ释放结构位移；而在地震工况下，通过所述摩擦耗能支座总成的滑动副I释放地震位移，并在滑动过程中消耗地震能量。

在一种实施方式中：

所述机械锁定装置包括锁定榫和定位杆，所述锁定榫能够与所述定位杆相抵接，所述定位杆与所述速度识别装置相连接，当所述速度识别装置识别到地震工况时带动所述定位杆运动，所述锁定榫能够与所述定位杆分离，并卡入下方的齿条内。

在正常工况下，所述锁定榫与所述定位杆相抵接，所述机械锁定装置未被锁定，所述机械锁定装置能够释放结构位移，而在地震工况下，由于所述速度识别装置识别到地震工况，带动所述定位杆运动，所述锁定榫与所述定位杆抵接失效，所述锁定榫卡入下方的齿条内，所述机械锁定装置的滑动副Ⅳ被锁定，由于锁定力远大于所述摩擦耗能支座总成的滑动副I的摩阻力，因此通过所述摩擦耗能支座总成的滑动副I释放地震位移，并在滑动过程中消耗地震能量。

在一种实施方式中：

当所述速度识别装置识别到地震工况时带动所述定位杆沿定位的轴线方向运动。

在一种实施方式中：

所述机械锁定装置还包括支撑板、底板和平面滑板，所述支撑板位于所述底板的上方，所述平面滑板镶嵌于所述支撑板底面凹槽中，并与所述底板的上平面形成滑动副Ⅳ。

所述滑动副Ⅳ为正常工况下，正常温度位移时适应性滑动。

在一种实施方式中：

所述机械锁定装置还包括侧向滑板，所述侧向滑板镶嵌于所述支撑板侧面凹槽中，并与所述底板挡块侧面形成滑动副Ⅴ。

所述滑动副Ⅴ主要为限制所述支撑板横向位移，释放纵向滑动。

在一种实施方式中：

所述锁定榫上设置有锁定榫弹簧，所述锁定榫弹簧与所述摩擦耗能支座总成相配合，用于为所述锁定榫弹出提供弹力。

在正常工况下，所述锁定榫是与所述定位杆抵接的，设置所述锁定榫弹簧是为了当二者实现分离时，所述锁定榫便于弹出，卡入齿条内。

在一种实施方式中：

所述锁定榫弹簧与所述摩擦耗能支座总成相抵接，且所述锁定榫弹簧在正常工况下处于压缩状态，在地震工况下弹出解除压缩状态。

当正常工况下所述锁定榫弹簧处于压缩状态，所述锁定榫弹簧储存了弹力，当地震工况下，所述锁定榫与所述定位杆分离后，所述锁定榫弹簧会自动伸长，进而为锁定榫弹出提供弹力。

在一种实施方式中：

所述锁定榫设置在所述支撑板中间孔洞中，所述定位杆横向穿设在所述支撑板内部，所述齿条位于所述定位杆的下方，所述齿条固定在所述底板上。

由于所述支撑板底面凹槽中设置有所述平面滑板，且所述平面滑板与所述底板的上平面形成滑动副Ⅳ，在正常工况下，可以实现一定程度的滑移，释放结构位移，而所述锁定榫设置在所述支撑板中间孔洞中，所述定位杆横向穿设在所述支撑板内部，在正常工况下，所述锁定榫是与所述定位杆抵接的，因此不会影响到所述滑动副Ⅳ的工作，当地震工况下，所述锁定榫与所述定位杆分离后，所述锁定榫卡入下方的齿条内，由于所述齿条是固定在所述底板上，因此，当所述锁定榫卡入下方的齿条后，所述支撑板与所述底板的位置相对固定，即实现了所述机械锁定装置的锁定，滑动副Ⅳ失效，切换至所述摩擦耗能支座总成减震耗能。

在一种实施方式中：

所述齿条通过螺栓固定在所述底板上。

便于安装齿条。

在一种实施方式中：

所述定位杆的侧面设有凸片，所述锁定榫能够与所述凸片相抵接。

所述凸片与所述锁定榫的接触面积小，当地震工况下，所述定位杆运动，易于使得所述凸片与所述锁定榫错位，便于所述锁定榫卡入下方齿条中。

在一种实施方式中：

所述机械锁定装置还包括复位组件，所述复位组件安装在所述支撑板导向槽内，所述复位组件前端斜面与所述锁定榫中心径向斜面配合，用于所述锁定榫弹出后进行复位。

在一种实施方式中：

所述定位杆上套设有定位杆复位弹簧，且所述定位杆复位弹簧与所述支撑板相抵接，用于为所述定位杆提供回复力。

便于所述定位杆复位。

在一种实施方式中：

所述定位杆的两端设有定位杆定位螺栓，用于控制所述定位杆与所述支撑板之间的相对位置。

在安装所述机械锁定装置时，在所述定位杆的两端设置定位杆定位螺栓，用于定位所述定位杆和所述支撑板，投入使用后，将所述定位杆定位螺栓拆除即可。

在一种实施方式中：

所述定位杆定位螺栓与所述定位杆螺纹配合。

便于安装和拆除所述定位杆定位螺栓。

在一种实施方式中：

所述底板下方设有下锚固组件，用于将所述超高性能减隔震支座安装在墩台上。

在一种实施方式中：

所述定位杆上设有连接组件。所述连接组件用于将所述定位杆与所述速度识别装置相连接。

在一种实施方式中：

所述速度识别装置为主动响应装置或被动响应装置。

在一种实施方式中：

所述被动响应装置可以是高空防坠器或汽车安全带中所应用的速度识别型机械装置。以汽车安全带为例，汽车安全带的装置里面有一个卡轮，如果快速的拉动安全带，比如说发生车祸的情形下，里面的卡子会由于安全带滚轮的快速转动而被离心力带出，迅速将安全带锁死，把座位上的人员固定在椅子上。

在一种实施方式中：

所述主动响应装置可以是电磁夹持器、电动推杆等。

用于在地震工况下，带动所述定位杆运动，将所述机械锁定装置锁定。

在一种实施方式中：

所述摩擦耗能支座总成为球型支座、盆式橡胶支座、或柱面支座。

所述摩擦耗能支座总成的结构形式满足桥梁或建筑由于扰度产生的转动需求，并可以可靠的传递水平力即可。

在一种实施方式中：

所述摩擦耗能支座总成包括上支座板、下支座板以及二者之间的球冠衬板。

在一种实施方式中：

所述上支座板与所述球冠衬板还设有过渡板和摩擦耗能滑板，所述摩擦耗能滑板镶嵌于所述过渡板顶面凹槽中，与所述上支座板形成滑动副I，为地震时主要耗能摩擦副。

在一种实施方式中：

所述上支座板上方设有锚固组件，用于与梁体相连接。

在一种实施方式中：

所述球冠衬板顶面凹槽内镶嵌有平面滑板，所述平面滑板与所述过渡板下平面形成滑动副Ⅱ，主要为支座提供适应性位移。

在一种实施方式中：

所述下支座板表面凹槽处镶嵌有球面滑板，所述球面滑板与所述球冠衬板的球面形成转动副Ⅲ，为正常工况下提供适应性转动。

在一种实施方式中：

所述下支座板设有连接螺栓，用于与所述机械锁定装置连接。

在一种实施方式中：

所述平面滑板的周围设有平面密封圈，所述球面滑板的周围设有球面密封圈。

密封性能好，具有防尘防水的功能，避免滑动副Ⅱ和转动副Ⅲ进入灰尘，摩擦耗能时损坏结构。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：

在正常工况下，由于所述机械锁定装置未被锁定，因此可以通过所述机械锁定装置释放结构位移；而在地震工况下，通过所述速度识别装置进行识别，将所述机械锁定装置锁定，进而利用所述摩擦耗能支座总成减震耗能，保证了在正常工况下，由于行车等原因造成的自身结构位移能够得到释放，在地震工况下，能够切换至所述摩擦耗能支座总成减震耗能，具有良好的减隔震效果，尽可能将地震能量消耗散去，避免对桥梁结构造成破坏。

而且所述超高性能减隔震支座结构简单，易于安装，在使用过程中不会造成建筑抬升，安全性好，经济性好。

所述速度识别装置在识别地震方面比较精准，将所述速度识别装置连接至墩台或底板，可以做到协同受力和多墩联动减隔震的效果。

附图说明

图1为实施例1所述的超高性能减隔震支座的结构示意图。

图2为图1的正视图。

图3为实施例1所述的摩擦耗能支座总成的正视图。

图4为实施例1所述的摩擦耗能支座总成的剖面图。

图5为实施例1所述的机械锁定装置的结构示意图。

图6为图5的俯视图。

图7为图6中A-A方向的剖面图。

图8为图6中B-B方向的剖面图。

图9为图6中C-C方向的剖面图。

图10为图6中D-D方向的剖面图。

图标：1、摩擦耗能支座总成；2、机械锁定装置；3、速度识别装置；101、锚固组件；102、上支座板；103、摩擦耗能滑板；104、过渡板；105、平面滑板；106、平面密封圈；107、球面密封圈；108、球冠衬板；109、球面滑板；110、下支座板；111、连接螺栓；201、复位组件；202、支撑板；203、锁定榫弹簧；204、锁定榫；205、定位杆；206、齿条；207、定位杆复位弹簧；208、下锚固组件；209、连接组件；210、定位杆定位螺栓；211、平面滑板；212、侧向滑板；213、底板。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例

参见图1-图2，本实施例提出一种超高性能减隔震支座，包括摩擦耗能支座总成1、机械锁定装置2和速度识别装置3，所述摩擦耗能支座总成1与所述机械锁定装置2相连接，所述速度识别装置3通过螺栓固定在所述机械锁定装置2上，且能够使得所述机械锁定装置2在地震工况下进行锁定，利用所述摩擦耗能支座总成1减震耗能。

所述摩擦耗能支座总成1中设有滑动副I，所述机械锁定装置2中设有滑动副Ⅳ，且在正常工况下，所述摩擦耗能支座总成1中滑动副I的摩阻力远大于所述机械锁定装置2滑动副Ⅳ的摩阻力；在地震工况下，所述机械锁定装置2的滑动副Ⅳ被锁定，锁定力远大于所述摩擦耗能支座总成1的滑动副I的摩阻力。

因此，在正常工况下，通过所述机械锁定装置2的滑动副Ⅳ释放结构位移；而在地震工况下，通过所述摩擦耗能支座总成1的滑动副I释放地震位移，并在滑动过程中消耗地震能量。

参见图5-图10，所述机械锁定装置2包括支撑板202、底板213、平面滑板211、锁定榫204和定位杆205，所述支撑板202位于所述底板213的上方，所述底板213下方设有下锚固组件208，用于将所述超高性能减隔震支座安装在墩台上。

所述平面滑板211镶嵌于所述支撑板202底面凹槽中，并与所述底板213的上平面形成滑动副Ⅳ。所述滑动副Ⅳ在正常工况下，正常温度位移时适应性滑动。

所述锁定榫204设置在所述支撑板202中间孔洞中，所述定位杆205横向穿设在所述支撑板202内部，所述齿条206位于所述定位杆205的下方，且所述齿条206通过螺栓固定在所述底板213上。

所述定位杆205的侧面设有凸片，所述锁定榫204能够与所述凸片相抵接，所述定位杆205与所述速度识别装置3相连接，当所述速度识别装置3识别到地震工况时带动所述定位杆205沿其轴线方向运动，所述锁定榫204与所述定位杆205分离，并卡入下方的齿条206内。在本实施例中，所述锁定榫204的下表面设有多个凸起，与齿条206上的凹槽相适配。

所述机械锁定装置2还包括侧向滑板212，所述侧向滑板212镶嵌于所述支撑板202侧面凹槽中，并与所述底板213挡块侧面形成滑动副Ⅴ。所述滑动副Ⅴ主要为限制所述支撑板202横向位移，释放纵向滑动。

所述锁定榫204上设置有锁定榫弹簧203，所述锁定榫弹簧203与所述摩擦耗能支座总成1相抵接，用于为锁定榫204弹出提供弹力，具体的，所述锁定榫弹簧203在正常工况下处于压缩状态，在地震工况下弹出解除压缩状态。

所述机械锁定装置2还包括复位组件201，所述复位组件201安装在所述支撑板202导向槽内，所述复位组件201前端斜面与所述锁定榫204中心径向斜面配合，用于所述锁定榫204弹出后进行复位。

所述定位杆205上套设有定位杆复位弹簧207，且所述定位杆复位弹簧207与所述支撑板202相抵接，用于为所述定位杆205提供回复力。

所述定位杆205的两端设有定位杆定位螺栓210，所述定位杆定位螺栓210与所述定位杆205螺纹配合，用于控制所述定位杆205与所述支撑板202之间的相对位置。在安装所述机械锁定装置2时，在所述定位杆205的两端设置定位杆定位螺栓210，用于定位所述定位杆205和所述支撑板202，投入使用后，将所述定位杆定位螺栓210拆除即可。

所述定位杆205上设有连接组件209。

在本实施例中：参见图3-图4，所述摩擦耗能支座总成1包括上支座板102、下支座板110以及二者之间的球冠衬板108。

所述上支座板102与所述球冠衬板108还设有过渡板104和摩擦耗能滑板103，所述摩擦耗能滑板103镶嵌于所述过渡板104顶面凹槽中，与所述上支座板102形成滑动副I，为地震时主要耗能摩擦副。

所述上支座板102上方设有锚固组件101，用于与梁体相连接。

所述球冠衬板108顶面凹槽内镶嵌有平面滑板105，所述平面滑板105与所述过渡板104下平面形成滑动副Ⅱ，主要为支座提供适应性位移。

所述下支座板110表面凹槽处镶嵌有球面滑板109，所述球面滑板109与所述球冠衬板108的球面形成转动副Ⅲ，为正常工况下提供适应性转动。所述下支座板110设有连接螺栓111，用于与所述机械锁定装置2连接。

所述平面滑板105的周围设有平面密封圈106，所述球面滑板109的周围设有球面密封圈107。

在本实施例中：所述速度识别装置3为主动响应装置。主动响应装置可以是电磁夹持器、电动推杆等。与所述定位杆205相连接，当地震工况下，带动所述定位杆205沿其轴线方向运动，由于所述凸片与所述锁定榫204的接触面积小，很容易导致所述定位杆205上的凸片与所述锁定榫204错位，便于所述锁定榫204卡入下方齿条206中，由于所述齿条206是固定在所述底板213上，因此，当所述锁定榫204卡入下方的齿条206后，所述支撑板202与所述底板213的位置相对固定，即实现了所述机械锁定装置2的锁定，滑动副Ⅳ失效，切换至所述摩擦耗能支座总成1减震耗能。

实施例2

本实施例与实施例1的区别在于：所述速度识别装置3为被动响应装置。所述被动响应装置可以是高空防坠器、汽车安全带等中的速度识别型机械装置。

实施例3

本实施例与实施例1的区别在于：所述摩擦耗能支座总成1的结构不限于实施例1所提供的结构，所述摩擦耗能支座总成1可以为球型支座、盆式橡胶支座、或柱面支座。所述摩擦耗能支座总成1的结构形式满足桥梁或建筑由于扰度产生的转动需求，并可以可靠的专递水平力即可。

实施例4

本实施例与实施例1的区别在于：

所述锁定榫204与所述齿条206相配合的形式不限于此，所述锁定榫204可以替换为其他长条形或柱状结构的构件，能实现与定位杆205抵接、能卡入齿条206即可，而所述齿条206可以替换为其他具有凹槽结构的构件，所述锁定榫204与所述齿条206相配合的形式还可整体替换为其他能够固定支撑板202与底板213相对位置的构件。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种超高性能减隔震支座，其特征在于：

包括摩擦耗能支座总成(1)、机械锁定装置(2)和速度识别装置(3)，所述摩擦耗能支座总成(1)与所述机械锁定装置(2)相连接，所述速度识别装置(3)固定在所述机械锁定装置(2)上，且能够使得所述机械锁定装置(2)在地震工况下进行锁定，利用所述摩擦耗能支座总成(1)减震耗能。

2.根据权利要求1所述的超高性能减隔震支座，其特征在于：

所述机械锁定装置(2)包括锁定榫(204)和定位杆(205)，所述锁定榫(204)能够与所述定位杆(205)相抵接，所述定位杆(205)与所述速度识别装置(3)相连接，当所述速度识别装置(3)识别到地震工况时带动所述定位杆运动，所述锁定榫(204)能够与所述定位杆(205)分离，并卡入下方的齿条(206)内。

3.根据权利要求2所述的超高性能减隔震支座，其特征在于：

所述机械锁定装置(2)还包括支撑板(202)、底板(213)和平面滑板(211)，所述支撑板(202)位于所述底板(213)的上方，所述平面滑板(211)镶嵌于所述支撑板(202)底面凹槽中，并与所述底板(213)的上平面形成滑动副Ⅳ。

4.根据权利要求3所述的超高性能减隔震支座，其特征在于：

所述机械锁定装置(2)还包括侧向滑板(212)，所述侧向滑板(212)镶嵌于所述支撑板(202)侧面凹槽中，并与所述底板(213)挡块侧面形成滑动副Ⅴ。

5.根据权利要求2所述的超高性能减隔震支座，其特征在于：

所述锁定榫(204)上设置有锁定榫弹簧(203)，所述锁定榫弹簧(203)与所述摩擦耗能支座总成(1)相配合，用于为所述锁定榫(204)弹出提供弹力。

6.根据权利要求5所述的超高性能减隔震支座，其特征在于：

所述锁定榫弹簧(203)与所述摩擦耗能支座总成(1)相抵接，且所述锁定榫弹簧(203)在正常工况下处于压缩状态，在地震工况下弹出解除压缩状态。

7.根据权利要求3所述的超高性能减隔震支座，其特征在于：

所述锁定榫(204)设置在所述支撑板(202)中间孔洞中，所述定位杆(205)横向穿设在所述支撑板(202)内部，所述齿条(206)位于所述定位杆(205)的下方，所述齿条(206)固定在所述底板(213)上。

8.根据权利要求3所述的超高性能减隔震支座，其特征在于：

所述机械锁定装置(2)还包括复位组件(201)，所述复位组件(201)安装在所述支撑板(202)导向槽内，所述复位组件(201)前端斜面与所述锁定榫(204)中心径向斜面配合，用于所述锁定榫(204)弹出后进行复位。

9.根据权利要求3所述的超高性能减隔震支座，其特征在于：

所述定位杆(205)上套设有定位杆复位弹簧(207)，且所述定位杆复位弹簧(207)与所述支撑板(202)相抵接，用于为所述定位杆(205)提供回复力。

10.根据权利要求1-9任一所述的超高性能减隔震支座，其特征在于：

所述速度识别装置(3)为主动响应装置或被动响应装置。

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