CN219586548U - 一种阻尼缓冲摩擦隔震支座 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种阻尼缓冲摩擦隔震支座，涉及桥梁抗震技术领域。包括上部结构与下部结构；上部结构包括顶部横板、弯曲纵梁以及横梁，顶部横板、弯曲纵梁、横梁共同围成呈箱型的空槽；下部结构包括底部横板、钢直柱以及滑块；滑块滑动设置于空槽内，空槽顶部内壁与滑块的顶部形成上摩擦面，空槽底部内壁与滑块的底部形成下摩擦面。本实用新型能有效抵消地震能量，减少对于桥梁的损伤，通过滑块的摩擦，借以通过摩擦力做功来抵消地震能量；同时滑块可在空槽内部滑动，以此来限制桥梁位移；并且滑块可以限制上下两座板位移，防止座板脱落，发生落梁，提高了支座的抗拉拔能力。

Description

一种阻尼缓冲摩擦隔震支座

技术领域

本实用新型涉及桥梁抗震技术领域，具体涉及一种阻尼缓冲摩擦隔震支座。

背景技术

随着交通运输业的蓬勃发展，桥梁工程被大量运用于社会生活建设之中。但由于近年来地震频发，对桥梁的结构造成了很大的破坏，严重危害公民生命财产安全，因此桥梁建设工程中对桥梁的抗震要求给予了高度重视。

地震对于桥梁的破坏形式主要有：上部梁体的震害、桥梁支座的震害、桥墩的震害、落梁震害。而支座在桥梁结构体系之中通常被认为是抗震性能比较差的一个部分，支座破坏是地震中桥梁的上部结构最常见的一种破坏形式。支座的破坏形式一般表现为：支座移位、锚固螺栓拔出或剪断、活动支座脱落，以及支座本身构造上的破坏。并且支座的破坏还会影响其结构上荷载的传递方向，从而对桥梁结构上其他部位的抗震性能产生不利影响。

目前，我国传统桥梁支座的各个部件之间通常都是通过螺钉或螺栓来固定的，上钢板无法在受力时发生倾动，容易使桥梁结构受损(如公布号为CN110004819A的发明专利公开了一种大跨度桥梁的主梁与桥墩固接结构及其施工方法，其主梁底部及桥墩顶部均焊接有法兰盘，并通过螺栓连接固定)，并且这种传统支座的抗震抗位移性能也比较差，缺乏可限位性和扣合机构。当地震发生时，支座受到多方向的震动，若其震动位移量超过位移极限，支座就遭到破坏，桥梁的上部结构就可能会脱离支座，发生落梁，对桥梁的整体结构造成巨大破坏。

因此，为了解决上述问题，需要设计开发一种新型的桥梁抗震支座，能在地震发生时，限制上部梁体的多方向位移，防止落梁发生，并且具有较好的缓冲能力，来减小地震时多方向应变对结构造成的破坏。

发明内容

鉴于现有技术的上述不足，本实用新型主要目的在于提供一种新型的阻尼缓冲摩擦隔震支座，以解决上述问题。

为达上述目的，本实用新型提供一种阻尼缓冲摩擦隔震支座，包括上部结构与下部结构；上部结构包括顶部横板；顶部横板下方两侧对称设置有弯曲纵梁，两个弯曲纵梁的下方连接有横梁，横梁的中部设有方形通口，顶部横板、弯曲纵梁、横梁共同围成呈箱型的空槽，其中空槽的顶部内壁下凸形成下凸曲面，底部内壁上凸形成上凸曲面；

下部结构包括底部横板；底部横板上方中部设置有钢直柱，钢直柱上方设置有滑块；钢直柱滑动设置于方形通口内，滑块滑动设置于空槽内；滑块的顶部形成与空槽顶部内壁曲率半径相同的上凹曲面，滑块的底部形成与空槽底部内壁曲率半径相同的下凹曲面；空槽的内壁高度与滑块的高度相同，空槽顶部内壁与滑块的顶部形成上摩擦面，空槽底部内壁与滑块的底部形成下摩擦面。

进一步的，底部横板左右两侧等距离处固定设置U形挡块；U形挡块为U形结构，两侧为斜向实心钢结构，中部为内凹垂直平面；顶部横板通过粘滞性阻尼系统与U形挡块相连接。

进一步的，粘滞性阻尼系统包括粘滞性阻尼器、第一转动铰支座以及第二转动铰支座，第一转动铰支座固定于顶部横板上，第二转动铰支座固定于U形挡块上，粘滞性阻尼器一端与第一转动铰支座铰接，另一端与第二转动铰支座铰接。

进一步的，弯曲纵梁与U形挡块之间夹设低屈服强度钢块；低屈服强度钢块的一侧外壁与U形挡块垂直面相抵，另一侧与弯曲纵梁外壁相抵。

进一步的，低屈服强度钢块内部与螺纹螺栓中部螺纹咬合，U形挡块垂直面与弯曲纵梁外壁均设置有适配于螺纹螺栓的滑孔，U形挡块垂直面和低屈服强度钢块以及弯曲纵梁外壁通过螺纹螺栓连接；螺纹螺栓采用记忆合金材料。

进一步的，低屈服强度钢块的高度小于U形挡块垂直面高度与弯曲纵梁外壁高度。

进一步的，顶部横板上设有适配于顶部横板螺栓的安装孔，顶部横板通过顶部横板螺栓与桥梁主体相连接；底部横板两端设有适配于底部横板螺栓的安装孔，底部横板通过底部横板螺栓与桥墩相连接。

本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型能有效抵消地震能量，减少对于桥梁的损伤，滑块与空槽上下表面形成了两个滑动摩擦曲面，通过滑块的摩擦，借以通过摩擦力做功来抵消地震能量；同时滑块可在空槽内部滑动，以此来限制桥梁的顺桥向、横桥向位移；并且滑块尺寸小于空槽，大于横梁通口，故在地震发生时，滑块可以限制上下两座板位移，防止座板脱落，发生落梁，提高了支座的抗拉拔能力。

此外，通过粘滞性阻尼器的阻尼缓冲作用，可以限制梁体位移并消耗地震能量；同时，由于低屈服强度钢块的滞回面积大，所以在地震发生时，低屈服强度钢块反复形变，能够有效抵消地震能量，且当U形挡块与弯曲纵梁发生相对位移时，低屈服强度钢块其本身也能限制梁体的位移进一步扩大。

本实用新型具有材料价格低，构造简单，施工方便等优点。

附图说明

图1为本实用新型的结构半剖面示意图；

图2为本实用新型的整体结构组装示意图；

图3为本实用新型的整体结构分解示意图。

图中：1-上部结构；2-下部结构；3-粘滞性阻尼系统；4-低屈服强度钢块；5-顶部横板；6-弯曲纵梁；7-横梁；8-空槽；9-底部横板；10-U形挡块；11-钢直柱；12-滑块；13-粘滞性阻尼器；14-第一转动铰支座；15-第二转动铰支座；16-螺纹螺栓；17-上摩擦面；18-下摩擦面；19-顶部横板螺栓；20-底部横板螺栓；21-方形通口。

具体实施方式

为达成上述目的及功效，本实用新型所采用的技术手段及构造，结合附图就本实用新型较佳实施例详加说明其特征与功能。

实施例1

如图1-3所示，本实用新型提供一种阻尼缓冲摩擦隔震支座，包括上部结构1与下部结构2；所述上部结构1包括顶部横板5；所述顶部横板5下方两侧对称设置有弯曲纵梁6，两个弯曲纵梁6的下方连接有横梁7，所述横梁7的中部设有方形通口21，顶部横板5、弯曲纵梁6、横梁7共同围成呈箱型的空槽8，其中所述空槽8的顶部内壁下凸形成下凸曲面，底部内壁上凸形成上凸曲面；

下部结构2包括底部横板9；所述底部横板9上方中部设置有钢直柱11，所述钢直柱11上方设置有滑块12，所述钢直柱11滑动设置于所述方形通口21内，所述滑块12滑动设置于所述空槽8内；且滑块12的顶部形成与空槽8顶部内壁曲率半径相同的上凹曲面，滑块12的底部形成与空槽8底部内壁曲率半径相同的下凹曲面，空槽8的内壁高度与滑块12的高度相同，滑块12的顶部紧贴空槽8顶部内壁并形成上摩擦面，滑块12的底部紧贴空槽8底部内壁并形成下摩擦面。本发明用于防止地震对桥梁支座的破坏，未发生地震时，滑块12与空槽8紧贴但二者相对静止，因此并不存在摩擦力；当发生地震时，滑块12受地震影响与空槽8发生相对滑动，滑块上下表面与空槽的内壁产生相对位移，然而滑块12与空槽8产生相对位移时需克服摩擦力做功，因此上下两摩擦面之间存在滑动摩擦，并以摩擦做功的形式抵消地震能量；滑块12前后左右与空槽8之间留有一定空间，当发生地震时，滑块12可在空槽8内部滑动，以此来限制桥梁的顺桥向、横桥向位移，并且滑块12限制了支座上下两座板的位移，抵消了地震时桥梁受到的竖向载荷，提高了支座的抗拉拔能力。

实施例2

本实施例在实施例1的基础上增设粘滞性阻尼系统3，在底部横板9左右两侧等距离处固定设置U形挡块10；所述U形挡块10结构为U形，两侧为斜向实心钢结构，中部为内凹垂直平面；所述粘滞性阻尼系统3一端连接顶部横板5，一端连接U形挡块10，具体的，所述粘滞性阻尼系统3由粘滞性阻尼器13、第一转动铰支座14以及第二转动铰支座15组成，所述第一转动铰支座14固定于顶部横板5上，所述第二转动铰支座15固定于U形挡块10上，所述粘滞性阻尼器13一端与第一转动铰支座14铰接，另一端与第二转动铰支座15铰接。当发生地震时，支座顶部横板5与底部横板9之间产生相对位移，位于顶部横板5两侧的粘滞性阻尼器13一端提供一个拉紧横板的作用力，另一端受到横板的挤压提供一个抵抗横板压力的反作用力，通过粘滞性阻尼器相互配合的拉压力，来限制梁体位移；并且粘滞性阻尼器13能够产生较大的阻尼缓冲，来消耗地震发生时的地震能量。

实施例3

本实施例在实施例2的基础上还增设有低屈服强度钢块4，所述低屈服强度钢块设置于弯曲纵梁6与U形挡块10之间，且低屈服强度钢块4的一侧外壁与U形挡块10垂直面相抵，另一侧与弯曲纵梁6外壁相抵，低屈服强度钢块4的高度小于U形挡块垂直面高度与弯曲纵梁外壁高度；低屈服强度钢块4内部与螺纹螺栓16中部螺纹咬合，所述螺纹螺栓16穿过U形挡块垂直面上与弯曲纵梁外壁上的滑孔，将U形挡块10和低屈服强度钢块4以及弯曲纵梁6相连接，且所述螺纹螺栓16由记忆合金材料制成，具有良好的形变能力。当发生地震时，弯曲纵梁6与U形挡块10之间产生相对位移，低屈服强度钢块4位于弯曲纵梁6与U形挡块10之间，可一定程度的限制位移幅度，同时低屈服强度钢块4与其内部咬合的螺纹螺栓16受到挤压共同发生变形，当压力消失时低屈服强度钢块4与螺纹螺栓16又恢复至初始状态，通过反复形变来消耗地震能量。

实施例4

本实施例给出了一种支座与桥梁之间具体的连接方式，所述顶部横板5上设有适配于顶部横板螺栓19的安装孔，所述顶部横板5通过所述顶部横板螺栓19与桥梁主体相连接；所述底部横板9两端设有适配于底部横板螺栓20的安装孔，所述底部横板9通过所述底部横板螺栓20与桥墩相连接。通过螺栓保持顶部横板与桥梁主体的连接以及底部横板与桥墩的连接，防止地震时支座的崩塌变形。

工作原理：地震未发生时，滑块12位于空槽8之间，其上下表面与上下两摩擦面接触，前后左右与空槽留有一定位移空间；低屈服强度钢块4处于自然状态下，不产生任何形变；地震发生时，滑块12通过与上下两摩擦面发生滑动摩擦，消耗地震能量，从而减小对桥梁梁体的损害，同时滑块12可在空槽8内部滑动，以此来限制桥梁的顺桥向、横桥向位移，并且滑块12限制了支座上下两座板的竖向位移，抵消了地震时桥梁受到的竖向载荷，提高了支座的抗拉拔能力；顶部横板5两端的粘滞性阻尼器13分别承受横桥方向上的拉压力，限制梁体位移，并且产生较大的阻尼，消耗地震发生时的地震能量；同时低屈服强度钢块4与其内部咬合的螺纹螺栓16共同发生变形，通过反复形变来消耗地震能量，低屈服强度钢块其本身也能限制梁体的位移进一步扩大；通过摩擦面、阻尼结构、低屈服强度钢块多重体系组合作用来提高桥梁抗震能力，防止地震对桥梁造成破坏。

以上所述仅为本实用新型较佳实施例而已，非全部实施例，任何人应该得知在本实用新型的启示下做出的结构变化，凡是与本实用新型具有相同或者相近似的技术方案，均属于本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种阻尼缓冲摩擦隔震支座，其特征在于：包括上部结构(1)、下部结构(2)；

所述上部结构(1)包括顶部横板(5)；所述顶部横板(5)下方两侧对称设置有弯曲纵梁(6)，两个弯曲纵梁(6)的下方连接有横梁(7)，所述横梁(7)的中部设有方形通口(21)，所述顶部横板(5)、弯曲纵梁(6)、横梁(7)共同围成呈箱型的空槽(8)，其中所述空槽(8)的顶部内壁下凸形成下凸曲面，底部内壁上凸形成上凸曲面；

所述下部结构(2)包括底部横板(9)；所述底部横板(9)上方中部设置有钢直柱(11)，所述钢直柱(11)上方设置有滑块(12)；所述钢直柱(11)滑动设置于方形通口(21)内，所述滑块(12)滑动设置于空槽(8)内；所述滑块(12)的顶部形成与空槽(8)顶部内壁曲率半径相同的上凹曲面，所述滑块(12)的底部形成与空槽(8)底部内壁曲率半径相同的下凹曲面；所述空槽(8)的内壁高度与滑块(12)的高度相同，所述空槽(8)顶部内壁与所述滑块(12)的顶部形成上摩擦面(17)，所述空槽(8)底部内壁与所述滑块(12)的底部形成下摩擦面(18)。

2.如权利要求1所述的一种阻尼缓冲摩擦隔震支座，其特征在于：所述底部横板(9)左右两侧等距离处固定设置U形挡块(10)；所述U形挡块(10)为U形结构，两侧为斜向实心钢结构，中部为内凹垂直平面；所述顶部横板(5)通过粘滞性阻尼系统(3)与所述U形挡块(10)相连接。

3.如权利要求2所述的一种阻尼缓冲摩擦隔震支座，其特征在于：所述粘滞性阻尼系统(3)包括粘滞性阻尼器(13)、第一转动铰支座(14)以及第二转动铰支座(15)，第一转动铰支座(14)固定于顶部横板(5)上，第二转动铰支座固定于U形挡块(10)上，粘滞性阻尼器(13)一端与第一转动铰支座(14)铰接，另一端与第二转动铰支座(15)铰接。

4.如权利要求2或3所述的一种阻尼缓冲摩擦隔震支座，其特征在于：所述弯曲纵梁(6)与所述U形挡块(10)之间夹设低屈服强度钢块(4)；所述低屈服强度钢块(4)的一侧外壁与U形挡块(10)垂直面相抵，另一侧与弯曲纵梁(6)外壁相抵。

5.如权利要求4所述的一种阻尼缓冲摩擦隔震支座，其特征在于：所述低屈服强度钢块(4)内部与螺纹螺栓(16)中部螺纹咬合，所述U形挡块(10)垂直面与弯曲纵梁(6)外壁均设置有适配于所述螺纹螺栓(16)的滑孔，所述U形挡块(10)垂直面和低屈服强度钢块(4)以及弯曲纵梁(6)外壁通过所述螺纹螺栓(16)连接；所述螺纹螺栓(16)采用记忆合金材料。

6.如权利要求5所述的一种阻尼缓冲摩擦隔震支座，其特征在于：所述低屈服强度钢块(4)的高度小于U形挡块(10)垂直面高度与弯曲纵梁(6)外壁高度。

7.如权利要求1或2或3或5或6所述的一种阻尼缓冲摩擦隔震支座，其特征在于：所述顶部横板(5)上设有适配于顶部横板螺栓(19)的安装孔，所述顶部横板(5)通过顶部横板螺栓(19)与桥梁主体相连接；所述底部横板(9)两端设有适配于底部横板螺栓(20)的安装孔，所述底部横板(9)通过底部横板螺栓(20)与桥墩相连接。