CN217205666U - 一种抗拉自复位三维分级减隔振支座 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及桥梁结构减隔震领域，特别是涉及一种抗拉自复位三维分级减隔振支座，包括上层盖板、下层底板、波纹钢管阻尼器和摩擦摆组；所述上层盖板与下层底板之间设置有波纹钢管阻尼器和摩擦摆组；所述摩擦摆组包括两个上下固定连接的摩擦摆，摩擦摆组的上下端分别与上层盖板和下层底板的中心固定连接；所述波纹钢管阻尼器数量为多个，均匀圆周分布在摩擦摆组周围，波纹钢管阻尼器的上下端分别与上层盖板和下层底板固定连接；所述上层盖板与下层底板上均设置有多个安装孔。本实用新型将两种耗能构件结合，具有两种不同的摩擦摆，实现了多水准减隔震，且在波纹钢管阻尼器内部加入了铅芯，提高了支座的承载力。

Description

一种抗拉自复位三维分级减隔振支座

技术领域

本实用新型属于桥梁结构减隔震领域，更具体地，涉及一种抗拉自复位三维分级减隔振支座。

背景技术

我国处于地震多发地带，最近二三十年，发生的多次破坏性地震都造成了非常惨重的生命财产损失。其中桥梁工程如果在地震中遭到了严重的破坏，就会切断震区交通生命线，造成救灾工作的巨大困难，使次生灾害加重，从而导致了非常巨大的经济损失。为了减轻地震作用对桥梁造成的影响，为其设置减隔震装置是经济而有效的方法。对曲线桥梁、斜交桥梁或者是上部结构的质心与桥梁轴线距离相差较大的不规则桥梁，地震作用下在支座处容易脱空，或者产生拉力。

但现有的减隔振支座通常不具备抗拉力，因此亟需一种具有抗拉拔能力的减隔震支座。研究发现，波纹钢管阻尼器具有良好的抗拉压自复位能力，且耗能减震机理明确，工作性能和耗能性能稳定，滞回曲线饱满以及耗能能力强，具有良好的变形和延性，且波纹钢管阻尼器可以耗散竖直地震能量，加入摩擦摆会增大支座的竖向承载力，会减小结构的自振频率，避免结构发生共振，且摩擦摆可以耗散水平地震能量。为此，本实用新型将波纹钢管阻尼器和摩擦摆相结合，设计一种抗拉自复位三维分级减隔振支座。

实用新型内容

针对现有技术的缺陷，本实用新型的目的在于提供一种抗拉自复位三维分级减隔振支座，旨在保护桥梁结构在地震作用下不发生破坏。

为解决上述问题，按照本实用新型的一个方面，提供了一种抗拉自复位三维分级减隔振支座，包括上层盖板、下层底板、波纹钢管阻尼器和摩擦摆组；

所述上层盖板与下层底板之间设置有波纹钢管阻尼器和摩擦摆组；

所述摩擦摆组包括两个上下固定连接的摩擦摆，摩擦摆组的上下端分别与上层盖板和下层底板的中心固定连接；

所述波纹钢管阻尼器数量为多个，均匀圆周分布在摩擦摆组周围，波纹钢管阻尼器的上下端分别与上层盖板和下层底板固定连接；

所述波纹钢管阻尼器具有良好的抗拉压自复位能力，且耗能减震机理明确，工作性能和耗能性能稳定，滞回曲线饱满以及耗能能力强，具有良好的变形和延性，加入摩擦摆会增大支座的竖向承载力，且会减小结构的自振频率，避免设备发生共振；

所述上层盖板与下层底板上均设置有多个安装孔。

优选的，波纹钢管阻尼器包括上端板、下端板、钢波纹管和铅芯；

所述钢波纹管的上下端分别固定连接有上端板和下端板，钢波纹管内部设置有铅芯，铅芯的加入提升了波纹钢管阻尼器的强度。

优选的，摩擦摆包括上摩擦摆上层板、摩擦摆下层底板、下球面滑动块、上球面滑动块和双球面衬板；

所述双球面衬板夹设在下球面滑动块和上球面滑动块将双球面衬板之间，双球面衬板上下表面为双球面，形成两个滑动摩擦副；

所述上摩擦摆上层板设置于上球面滑动块上表面，摩擦摆下层底板设置于下球面滑动块下表面。

优选的，摩擦摆组中上摩擦摆的双球面衬板曲率比下摩擦摆的双球面衬板曲率大，且上摩擦摆的滑动板摩擦系数大于下摩擦摆的滑动板摩擦系数，以达到分级耗能，多级设防的效果，可对多维地震都起到减隔震的作用，从而避免桥梁结构发生破坏。

优选的，上层盖板与下层底板均为正六边形。

优选的，摩擦摆组的两端与上层盖板和下层底板的连接方式为螺栓连接。

优选的，摩擦摆组中上摩擦摆和下摩擦摆固定连接的方式为螺栓连接。

优选的，波纹钢管阻尼器的上下端与上层盖板和下层底板的连接方式为螺栓连接。

总体而言，本实用新型的技术方案与现有技术相比，用于取得下列有益效果：

(1)本实用新型将波纹钢管阻尼器和摩擦摆两种耗能构件结合，波纹钢管阻尼器可以耗散竖直地震能量，摩擦摆可以耗散水平地震能量，他们的配合可以减小桥梁结构的水平及竖直方向地震动响应；

(2)本实用新型的波纹钢管阻尼器内部加入了铅芯，降低波纹钢管发生屈曲的概率，提高了支座的承载力，加强了支座的工作性能，使其适用于广泛桥梁结构的减震隔震；

(3)本实用新型在中小地震发生时，波纹钢管阻尼器处于弹性状态参与耗能，且滑动摩擦副摩擦系数和曲率较小的下摩擦摆先参与工作，在大震发生时，波纹钢管阻尼器处于弹塑性状态，且滑动摩擦副摩擦系数和曲率较大的上摩擦摆后参与工作，达到分级耗能、多级设防的效果。

(4)本实用新型波纹钢管阻尼器和摩擦摆均采用螺栓连接，安装、维护和更换方便。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的抗拉自复位三维分级减隔振支座的结构示意图；

图2为抗拉自复位三维分级减隔振支座的底板示意图；

图3为抗拉自复位三维分级减隔振支座的波纹钢管阻尼器示意图；

图4为抗拉自复位三维分级减隔振支座的波纹钢管阻尼器剖面图；

图5为抗拉自复位三维分级减隔振支座的其中一个摩擦摆示意图。

图6为抗拉自复位三维分级减隔振支座的摩擦摆组剖面图。

附图中标记为：上层盖板1，下层底板2，波纹钢管阻尼器3，摩擦摆4，安装孔5，摩擦摆固定螺栓孔6，波纹钢管阻尼器固定螺栓孔7，上端板8，下端板9，钢波纹管10，铅芯11，摩擦摆上层板12，摩擦摆下层底板13，下球面滑动块14，上球面滑动块15，双球面衬板16，下摩擦摆上球面滑动板17，下摩擦摆下球面滑动板18，下摩擦摆上层板19，下摩擦摆下层底板20，上摩擦摆41，下摩擦摆42。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1所示，一种抗拉自复位三维分级减隔振支座，包括上层盖板1、下层底板2、波纹钢管阻尼器3、摩擦摆组4、安装孔5和摩擦摆固定螺栓孔6，且安装孔5和摩擦摆固定螺栓孔6均贯穿上层盖板1和下层底板2，波纹钢管阻尼器3有六个，位置分布在支座的六个边角位置，摩擦摆组4有两个摩擦摆，上下连接后放置在上层盖板1和下层底板2的中间，通过螺栓连接。

波纹钢管阻尼器3也可以只有四个，设置在支座的上层盖板1和下层底板2的四角，

如图2所示，安装孔5有12个，分布在上层盖板1与下层底板2的侧边中部，下层底板2的安装孔5作用是通过螺栓使支座固定在外部固定物上。上层盖板1的安装孔5作用主要是通过螺栓使外物固定在减隔振支座上。

在上层盖板1和下层底板2的形状为正六边形，也可能为正方形、圆形等轴对称图形；

如图3所示，波纹钢管阻尼器3包括波纹钢管阻尼器固定螺栓孔7、上端板8、下端板9和钢波纹管10，波纹钢管阻尼器3通过螺栓穿过钢管阻尼器固定螺栓孔7连接在上层盖板1与下层底板2之间。

如图4所示，波纹钢管10内部加入铅芯11，铅芯11放置于波纹钢管10内部，上端板8与下端板9之间。

如图5和6所示，摩擦摆组4包含两个上下固定连接的上摩擦摆41和下摩擦摆42，摩擦摆组4通过穿过摩擦摆固定螺栓孔6的螺栓连接在上层盖板1与下层底板2之间，摩擦摆上层板12和摩擦摆下层底板13上的摩擦摆固定螺栓孔6数量分别为四个，位置分布在板面的四周，摩擦摆固定螺栓孔6数量也可以是六个等偶数个，位置对称分布在板面上；

如图6所示，摩擦摆组4分为上摩擦摆41和下摩擦摆42，上摩擦摆41和下摩擦摆42中的下球面滑动块14、上球面滑动块15和双球面衬板16的曲面曲率不同。

具体的，在地震作用时，支座可以起到两道防线耗能作用，第一道防线，当遭遇中小地震时，波纹钢管阻尼器3处于弹性状态，受压时，波纹钢管10波纹开口减小，受拉时，波纹钢管10波纹开口增大，外力消失时，波纹开口可自动恢复，波纹钢管10受力挤压铅芯11，由于铅芯11屈服荷载较低，首先进入局部屈服状态并耗散地震能量，同时，摩擦摆组4通过滑动摩擦副在平面滑动块与球面滑动块之间摩擦来消耗地震能量，由于下摩擦摆42滑动摩擦副的摩擦系数较小，且上下球面滑动板曲率较小，首先耗能。

第二道防线，当遭遇大震时，波纹钢管阻尼器3处于弹塑性状态，波纹钢管10与铅芯11同时变形且变形一致，铅芯11支撑着波纹钢管10防止其发生屈曲，铅芯11通过其动态回复再结晶的特性参与耗能，同时，摩擦摆组4配合波纹钢管阻尼器3发挥耗能作用，由于上摩擦摆41滑动摩擦副的摩擦系数较大，且上下球面滑动板曲率较大，接继下摩擦摆42参与耗能，他们相互配合可以达到分级耗能，多级设防的效果，可对多维地震都起到减隔震的作用，从而避免桥梁结构发生破坏。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改：等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种抗拉自复位三维分级减隔振支座，其特征在于，包括上层盖板(1)、下层底板(2)、波纹钢管阻尼器(3)和摩擦摆组(4)；

所述上层盖板(1)与下层底板(2)之间设置有波纹钢管阻尼器(3)和摩擦摆组(4)；

所述摩擦摆组(4)包括两个上下固定连接的摩擦摆，摩擦摆组(4)的上下端分别与上层盖板(1)和下层底板(2)的中心固定连接；

所述波纹钢管阻尼器(3)数量为多个，均匀圆周分布在摩擦摆组(4)周围，波纹钢管阻尼器(3)的上下端分别与上层盖板(1)和下层底板(2)固定连接；

所述上层盖板(1)与下层底板(2)上均设置有多个安装孔(5)。

2.如权利要求1所述的抗拉自复位三维分级减隔振支座，其特征在于，所述波纹钢管阻尼器(3)包括上端板(8)、下端板(9)、钢波纹管(10)和铅芯(11)；

所述钢波纹管(10)的上下端分别固定连接有上端板(8)和下端板(9)，钢波纹管(10)内部设置有铅芯(11)。

3.如权利要求1所述的抗拉自复位三维分级减隔振支座，其特征在于，所述摩擦摆包括摩擦摆上层板(12)、摩擦摆下层底板(13)、下球面滑动块(14)、上球面滑动块(15)和双球面衬板(16)；

所述双球面衬板(16)夹设在下球面滑动块(14)和上球面滑动块(15)之间，双球面衬板(16)上下表面为双球面，形成两个滑动摩擦副；

所述摩擦摆上层板(12)设置于上球面滑动块(15)上表面，摩擦摆下层底板(13)设置于下球面滑动块(14)下表面。

4.如权利要求1所述的抗拉自复位三维分级减隔振支座，其特征在于，所述摩擦摆组(4)中上摩擦摆(41)的双球面衬板曲率比下摩擦摆(42)的双球面衬板曲率大，且上摩擦摆(41)的滑动板摩擦系数大于下摩擦摆(42)的滑动板摩擦系数。

5.如权利要求1所述的抗拉自复位三维分级减隔振支座，其特征在于，所述上层盖板(1)与下层底板(2)均为正六边形。

6.如权利要求1所述的抗拉自复位三维分级减隔振支座，其特征在于，所述摩擦摆组的两端与上层盖板(1)和下层底板(2)的连接方式为螺栓连接。

7.如权利要求1所述的抗拉自复位三维分级减隔振支座，其特征在于，所述摩擦摆组(4)中上摩擦摆(41)和下摩擦摆(42)固定连接的方式为螺栓连接。

8.如权利要求1所述的抗拉自复位三维分级减隔振支座，其特征在于，所述波纹钢管阻尼器(3)的上下端与上层盖板(1)和下层底板(2)的连接方式为螺栓连接。

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