CN215714586U - 桥梁防倾覆抗拉球钢支座 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种桥梁防倾覆抗拉球钢支座，由上至下依次设置的支座上封钢板、支座上钢板、平面板、平面耐磨板、支座柱面板、柱面耐磨板、支座下钢板及支座下封钢板，支座上钢板和支座下钢板之间用钢丝绳连接；支座上钢板的两侧设置挡块，挡块的内侧与支座下钢板相适配，支座上钢板和支座下钢板的接触处分别设置有互相适配的侧向滑条及支座滑移导向板；支座上封钢板和支座上钢板采用高强锚固螺栓及支座套筒锚固在梁底；支座上封钢板和支座上钢板以及支座下封钢板和支座下钢板通过高强锚固螺栓及支座套筒锚固在桥梁的梁底及墩顶；支座上钢板与平面板之间相互粘结，平面耐磨板与支座柱面板之间相互粘结。

Description

桥梁防倾覆抗拉球钢支座

技术领域

本实用新型属于桥梁工程技术领域。

背景技术

随着我国经济高速发展，城市化速度不断加快，人口高度集中，为了满足出行要求和物资运输要求，各类桥梁的数量也不断增加。在交通运输行业高速发展趋势之下，出现了超载运输的社会现状，超载运输对桥梁的破坏力不言而喻，极易引发桥梁倾覆的灾害。在地震灾害情况下，作为救灾生命线的桥梁，桥梁倾覆的现象也屡见不鲜。

桥梁倾覆会引起巨大的经济损失，危及人生安全，引发社会动荡。针对桥梁倾覆，国内外学者做了充足缜密的研究。然而，就从桥梁支座角度，传统的球钢支座，不具备抗倾覆、抗拉能力，不能对桥梁倾覆起到保护作用。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型在现有的球钢支座基础上进行改进创新，在保留球钢支座原有优点的前提下，使其具备一定的防倾覆抗拉能力。

为实现以上目的，通过以下技术方案实现：

一种桥梁防倾覆抗拉球钢支座，在竖直方向(由上至下)，依次为支座上封钢板(1)、支座上钢板(2)、平面板(3)、平面耐磨板(4)、支座柱面板(5)、柱面耐磨板(6)、支座下钢板(7)及支座下封钢板(8)；支座上封钢板(1)和支座上钢板(2)锚固在梁底；支座下封钢板(8)、支座下钢板(7)锚固在墩顶；

其特征是，还包括钢丝绳(13)；

在横桥向，所述支座上钢板(2)和支座下钢板(7)之间采用松弛的钢丝绳(13)连接，提供竖向抗拉能力；

在顺桥向，所述支座上钢板(2)两侧分别设置有挡块(2-1)，挡块(2-1)内侧与支座下钢板(7)互相吻合；在支座上钢板(2)和支座下钢板(7)相吻合的接触处，分别设置有侧向滑条(11)及支座滑移导向板(12)；

布设的多个松弛的钢丝绳(13)，并配合侧向滑条(11)沿着支座滑移导向板(12)滑动，如此确保桥梁防倾覆抗拉球钢支座具有良好的竖向抗拉能力同时具有一定的纵向位移能力。

在水平面上，桥梁防倾覆抗拉球钢支座的顺桥向为长边，横桥向为短边，呈长条状。

所述平面板(3)可相对滑动地设于所述平面耐磨板(4)上，且所述平面板(3)的面积大于所述平面耐磨板(4)的面积。

所述平面耐磨板(4)、柱面耐磨板(6)所采用的材料包括超高分子量聚乙烯或改性超高分子量聚乙烯。

所述支座柱面板(5)的上顶面为平面，所述支座柱面板(5)的下底面为曲面。

所述支座上钢板(2)以及所述支座下钢板(7)设置有孔口以供所述钢丝绳(13)穿孔连接。

所述钢丝绳(13)可松弛地穿设于所述支座上钢板(2)以及所述支座下钢板(7)所设的孔口，以供所述侧向滑条(11)沿所述支座滑移导向板(12)滑动。

本实用新型的有益效果包括：

1)本实用新型所提供的桥梁防倾覆抗拉球钢支座通过在支座上、下钢板的横桥向设置钢丝绳穿孔连接，桥梁正常使用状态下，钢丝绳不会影响支座性能。在地震、超载等不利作用下桥梁上部结构出现倾覆倾向时，钢丝绳会被拉紧，产生力矩，防止上部结构倾覆灾害的发生；

2)本实用新型提供的装置，通过平面板和平面耐磨板的相互滑动，减小支座顺桥向水平刚度，在小震作用和正常使用状态下，适应更大的位移，充分延长结构周期，从而降低桥梁地震响应；本实用新型中所设置的侧向滑条与支座滑移导向板，对支座的位移具有一定导向作用，支座具有良好的纵向位移能力。钢丝绳的设置使支座具有优良的抗拉能力，且可通过调整其松弛度在一定程度上控制支座在大震作用下较大的纵向位移，减少落梁发生的风险；

3)本实用新型提供的装置制造过程与普通球钢支座相似，具有生产工艺简单、使用方便、造价较低等特点；

4)本实用新型提供的装置作为对普通球钢支座的改进，并未造成竖向承载能力的削弱，且尺寸可以根据设计需要进行调整。钢丝绳的设置既起到了防倾覆的作用，还为支座提供了一定的抗拉能力，且可调整钢丝绳的尺寸、数量、布置间距等来调整抗拉能力；

5)本实用新型所提供的装置全部采用环保、耐久材料，避免了对环境的污染，有利于可持续发展。

附图说明

图1为本实用新型桥梁防倾覆抗拉球钢支座的水平剖面示意图。

图2为本实用新型桥梁防倾覆抗拉球钢支座的顺桥向剖面示意图。

图3为本实用新型桥梁防倾覆抗拉球钢支座的横桥向剖面示意图。

图4为对应图3中的局部放大示意图。

图中标号：

支座上封钢板1、支座上钢板2、平面板3、平面耐磨板4、支座柱面板5、柱面耐磨板6、支座下钢板7、支座下封钢板8、支座套筒9、高强锚固螺栓10、侧向滑条11、支座滑移导向板12、钢丝绳13。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进行详细的描述：

一种桥梁防倾覆抗拉球钢支座，在竖直方向(由上至下)，依次为支座上封钢板1、支座上钢板2、平面板3、平面耐磨板4、支座柱面板5、柱面耐磨板6、支座下钢板7及支座下封钢板8；

支座上封钢板1和支座上钢板2采用高强锚固螺栓10及支座套筒9锚固在梁底；支座下封钢板8、支座下钢板7采用高强锚固螺栓10及支座套筒9锚固在墩顶；

其特征是，还包括钢丝绳13；(创新点一)

在横桥向，所述支座上钢板2和支座下钢板7之间采用松弛的钢丝绳13连接，提供竖向抗拉能力；

在顺桥向，所述支座上钢板2两侧分别设置有挡块2-1挡块2-1内侧与支座下钢板7互相吻合；在支座上钢板2和支座下钢板7相吻合的接触处，分别设置有侧向滑条11及支座滑移导向板12；如图3、图4所示；

布设的多个松弛的钢丝绳13，并配合侧向滑条11沿着支座滑移导向板12滑动，确保支座具有良好的竖向抗拉能力同时具有一定的纵向位移能力。

创新点二，在水平面上，顺桥向为长边，横桥向为短边，呈长条状。如图1所示。保证了支座平面空间，避免支座尺寸过大而带来安装布置困难。

本实用新型的工作原理为：

本实用新型防倾覆抗拉球钢支座的结构与普通球钢支座的结构相似，并没有改变支座的竖向承压能力；支座受拉时，钢丝绳13会被拉紧，起到一定的抗拉能力。本实用新型的钢丝绳，为支座提供横向防倾覆抗拉能力。

顺桥向，本实用新型为滑动支座。平面板与平面耐磨板的相对滑动可满足支座正常使用状态下的位移需求。支座柱面板的下底面为曲面，可适应支座的有限转动，释放转角弯矩。地震作用下，平面耐磨板和柱面耐磨板可同时发生滑动，延长结构周期，减少地震响应；往复水平力作用下还能起到一定的摩擦耗能作用。所布置的松弛钢丝绳13能其保障支座一定的纵向位移能力的同时还能避免其发生较大位移。地震作用后，支座柱面板下底面为曲面，在重力的作用下有一定的自复位能力。

横桥向，本实用新型为固定支座。当桥梁上部结构有倾覆的倾向时，支座会先沿着支座柱面板下底面转动，松弛的钢丝绳逐渐拉紧，钢丝绳逐渐发挥抗拉能力，产生的力矩可以抵抗桥梁上部结构的倾覆力矩，起到一定的防倾覆作用。

综上所述，本实用新型能够在不削弱竖向承载能力的同时，在支座的横桥向引入高强钢丝绳，在支座上、下钢板穿孔连接，既提高了支座的整体性，又为支座提高了一定的防倾覆抗拉能力，减少上部结构倾覆灾害的发生；丝绳还可控制支座的最大位移，减少落梁的风险。通过平面板和平面耐磨板的相互滑动，减小支座的水平刚度，适应正常使用状态下和小震作用下上部结构位移，并延长结构周期，减小结构所受地震作用；本装置支座柱面板下底面为曲面，具有良好的转动性能，可适应结构有限转动，释放转角弯矩，结构出现倾覆倾向时保证钢丝绳可以发挥作用，且在地震作用后，具有一定的自复位能力。

可以综合考虑地震作用和正常使用状态的刚度需求、位移需求，以及根据墩台内力分配要求进行本实用新型装置的尺寸调整。

下面结合实施例和附图对本实用新型细节进行描述：

实施例一：

如图1-图4所示：

桥梁防倾覆抗拉球钢支座的支座整体呈长条矩形状，“顺桥向”为桥梁的长边，“横桥向”为桥梁的短边。保证了支座的平面空间，避免支座整体尺寸过大而带来安装布置方面的困难。

实施例中，支座上钢板与平面板之间有可靠粘结，平面耐磨板与支座柱面板之间亦有可靠粘结。

实施例中，所述平面板可以选择任一能与平面耐磨板发生相对滑动的材料。

实施例中，平面板与平面耐磨板的相对滑动可满足正常使用状态下支座的位移需求。

实施例中，平面板的尺寸应稍大于平面耐磨板的尺寸，具体尺寸可根据实际位移需求确定。

实施例中，平面耐磨板、柱面耐磨板可采用包括但不局限于超高分子量聚乙烯、改性超高分子量聚乙烯等耐磨材料。

实施例中，支座柱面板的上顶面为平面，下底面为曲面，曲率不定，可根据实际需要调整。

设计时，为了保障抗拉防倾覆性能，所述钢丝绳选择与支座吨位相匹配的抗拉强度。

实施例中，支座上钢板、支座下钢板设置有若干孔口，便于钢丝绳穿孔连接，钢丝绳与孔口的数量和对应的布置形式不定，可根据实际需要调整。

所述钢丝绳13，需具有较强的抗拉强度，且预留一定松弛度。所述侧向滑条11，其长度宜大于支座滑移导向板12的长度。以此，钢丝绳13配合侧向条11沿支座滑移导向板12滑动，确保支座具有良好的竖向抗拉能力以及一定的纵向位移能力。

所述支座柱面板5，其上顶面宜为平面，下底面宜为曲面。

本申请桥梁防倾覆抗拉球钢支座通过使用支座套筒9及高强锚固螺栓10分别将支座上封钢板1、支座上钢板2和支座下封钢板8、支座下钢板7锚固在梁底和墩上。

作为本实用新型实施例的又一种变换，平面板3与支座上钢板2之间以及支座柱面板5与平面耐磨板之间保持良好的固定关系，可采用多种连接方式。

作为本实用新型实施例的又一种变换，可以改变钢丝绳13和支座上钢板2、支座下钢板7之间的连接形式，不局限于穿孔连接。

本实用新型在设计时，先根据支座正常使用状态下的竖向反力，确定支座面积，利用有限元软件，在满足正常使用状态中支座允许位移及转角和保证地震作用下能发挥足够的减隔震效果的前提下，确定支座的水平刚度、支座厚度，进而确定支座的尺寸；根据上部结构倾覆时产生的最大力矩确定钢丝绳的尺寸、数量、布置间距等。

Claims (6)

1.一种桥梁防倾覆抗拉球钢支座，在竖直方向，依次为支座上封钢板(1)、支座上钢板(2)、平面板(3)、平面耐磨板(4)、支座柱面板(5)、柱面耐磨板(6)、支座下钢板(7)及支座下封钢板(8)；支座上封钢板(1)和支座上钢板(2)锚固在梁底；支座下封钢板(8)、支座下钢板(7)锚固在墩顶；

其特征是，还包括钢丝绳(13)；

在横桥向，所述支座上钢板(2)和支座下钢板(7)之间采用松弛的钢丝绳(13)连接，提供竖向抗拉能力；

在顺桥向，所述支座上钢板(2)两侧分别设置有挡块(2-1)，挡块(2-1)内侧与支座下钢板(7)互相吻合；在支座上钢板(2)和支座下钢板(7)相吻合的接触处，分别设置有侧向滑条(11)及支座滑移导向板(12)；

布设的多个松弛的钢丝绳(13)，配合侧向滑条(11)沿着支座滑移导向板(12)滑动，用于支持桥梁防倾覆抗拉球钢支座竖向抗拉能力和纵向位移能力。

2.根据权利要求1所述的桥梁防倾覆抗拉球钢支座，其特征在于，在水平面上，桥梁防倾覆抗拉球钢支座的顺桥向为长边，横桥向为短边，呈长条状。

3.根据权利要求1所述的桥梁防倾覆抗拉球钢支座，其特征在于，所述平面板(3)可相对滑动地设于所述平面耐磨板(4)上，且所述平面板(3)的面积大于所述平面耐磨板(4)的面积。

4.根据权利要求1所述的桥梁防倾覆抗拉球钢支座，其特征在于，所述支座柱面板(5)的上顶面为平面，所述支座柱面板(5)的下底面为曲面。

5.根据权利要求1所述的桥梁防倾覆抗拉球钢支座，其特征在于，所述支座上钢板(2)以及所述支座下钢板(7)设置有孔口以供所述钢丝绳(13)穿孔连接。

6.根据权利要求1所述的桥梁防倾覆抗拉球钢支座，其特征在于，所述钢丝绳(13)可松弛地穿设于所述支座上钢板(2)以及所述支座下钢板(7)所设的孔口，以供所述侧向滑条(11)沿所述支座滑移导向板(12)滑动。

Images