CN219731636U - 一种变刚度支座 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种变刚度支座，包括支座本体，其特征在于，所述支座本体包括上座板、下座板，上座板、下座板之间设有球冠、中间钢衬板，球冠底面与中间钢衬板顶面为球面接触且形成转动体，球冠底面为凸球面，中间钢衬板顶面为与凸球面适配的凹球面，上座板底面设有位于转动体外侧的侧向挡块，上座板与下座板之间还设有位于侧向挡块外侧的弹性支撑装置，弹性支撑装置一端与上座板连接，另一端与下座板连接。本实用新型的竖向承载力与水平刚度是分离的，使得在竖向承载力确定的情况下，可任意调整地震工况下弹性支撑装置的参数，进而实现为不同桥梁各墩台提供不同的水平刚度。

Description

一种变刚度支座

技术领域

本实用新型涉及桥梁工程技术领域，还可以应用于建筑、公路、市政、轨道交通等，具体涉及一种变刚度支座。

背景技术

在建筑结构设计中，支座作为上下构件之间的主要支撑传力构件，支座主要需要实现其正常功能和地震时的附属功能，正常功能就是支座的正常转动、平动及承载功能，附属功能就是地震时的水平荷载承载功能，特别是在桥梁工程方面，支座需要既满足程治安要求，又需要提供一定的刚度，目前都是将正常功能和地震附属功能放在集成在一起，这样导致水平刚度设定困难，往往是都是满足承载力而不能满足水平刚度，满足了水平刚度，而承载力不能满足，支座竖向承载力确定后其刚度通常也是固定了，不可调整，不能满足不同桥梁各墩台不同刚度需求。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种变刚度支座，支座中间的转动体主要承受竖向荷载，两侧的弹性支撑装置提供水平刚度，形成功能分离，使得在竖向承载力确定的情况下，可任意调整地震工况下弹性支撑装置的参数，进而实现为不同桥梁各墩台提供不同的水平刚度。

为解决上述技术问题，本实用新型采用了以下方案：

一种变刚度支座，包括支座本体，所述支座本体包括上座板、下座板，上座板、下座板之间设有球冠、中间钢衬板，球冠底面与中间钢衬板顶面为球面接触且形成转动体，球冠底面为凸球面，中间钢衬板顶面为与凸球面适配的凹球面，上座板底面设有位于转动体外侧的侧向挡块，侧向挡块与中间钢衬板侧壁临近且不接触，侧向挡块呈条状结构分布在中间钢衬板两侧，侧向挡块通过抗剪销和/或螺栓与上座板连接，抗剪销沿着侧向挡块长度方向间隔分布，上座板与下座板之间还设有位于侧向挡块外侧的弹性支撑装置，弹性支撑装置一端与上座板连接，另一端与下座板连接。

由于采用上述技术方案，支座本体安装在梁体与墩台之间，上座板与球冠之间可实现平动功能，球冠与中间钢衬板之间可实现转动功能，上座板、球冠、中间钢衬板、下座板共同承载竖向荷载，从而支座实现正常的竖向力传递、水平滑动释放温度位移及转动耗能的功能，上座板底面通过抗剪销连接有侧向挡块，当平动位移过大时，侧向挡块可以起到一定的限位作用，避免球冠与中间钢衬板之间脱落造成落梁事故，如果平动位移继续增大，抗剪销被撞断，然后转动耗能继续消耗地震能量，起到隔震耗能的作用，利于桥梁的安全。在侧向挡块的外侧安装有弹性支撑装置，其上下端分别与上座板、下座板连接，同时在地震工况下提供水平刚度，弹性支撑装置与转动体的功能分离，使得转动体在竖向承载力确定的情况下，可任意调整地震工况下弹性支撑装置的参数，进而提供不同大小的任意水平刚度，实现为不同桥梁各墩台提供不同的水平刚度。

可选的，所述弹性支撑装置包括上连接板、下连接板及弹性体，上连接板与上座板底面螺栓连接，下连接板与下座板螺栓连接，弹性体设置于上连接板与下连接板之间。

可选的，所述弹性体为橡胶体、聚氨酯体、叠层橡胶体中任意一种。

可选的，所述侧向挡块内侧设有摩擦副。

可选的，所述上座板底面焊接有位于两侧向挡块之间的不锈钢滑板。

可选的，所述球冠顶面嵌入有平面滑板。

可选的，所述中间钢衬板顶面嵌入有与凹球面适配的球面滑板。

可选的，所述上座板顶面设有上套筒，下座板底面设有下套筒，上套筒、下套筒内设有用于与梁体、墩柱连接的锚杆。

本实用新型具有的有益效果：

1、本实用新型中，将支座的正常功能与地震的附属功能分离，分别由转动体与弹性支撑装置承担，使得转动体在竖向承载力确定的情况下，可任意调整地震工况下弹性支撑装置的参数，进而提供不同大小的任意水平刚度，实现为不同桥梁各墩台提供不同的水平刚度。

2、当平动位移过大时，侧向挡块可以起到一定的限位作用，避免球冠与中间钢衬板之间脱落造成落梁事故，如果平动位移继续增大，如地震工况下，抗剪销被撞断，可以消耗部分地震能量，然后转动耗能继续消耗地震能量，起到隔震耗能的作用，利于桥梁的安全。

附图说明

图1为横桥方向上本实用新型的结构示意图；

图2为顺桥方向上本实用新型的结构示意图；

图3为图1中侧向挡块位于上座上的分布结构示意图。

附图标记：1-上座板，2-下座板，3-球冠，4-中间钢衬板，5-侧向挡块，6-不锈钢滑板，7-平面滑板，8-上套筒，9-摩擦副，10-上连接板，11-下连接板，12-下套筒，13-锚杆，14-球面滑板，15-弹性体，16-弹性支撑装置，17-抗剪销。

具体实施方式

下面结合实施例及附图，对本实用新型作进一步的详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖向”、“纵向”、“侧向”、“水平”、“内”、“外”、“前”、“后”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“开有”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例

一种变刚度支座，包括支座本体，所述支座本体包括上座板1、下座板2，上座板1、下座板2之间设有球冠3、中间钢衬板4，球冠3底面与中间钢衬板4顶面为球面接触且形成转动体，球冠3底面为凸球面，中间钢衬板4顶面为与凸球面适配的凹球面，上座板1底面设有位于转动体外侧的侧向挡块5，侧向挡块5与中间钢衬板4侧壁临近且不接触，侧向挡块5呈条状结构分布在中间钢衬板4两侧，侧向挡块5通过抗剪销17和/或螺栓与上座板1连接，抗剪销17沿着侧向挡块5长度方向间隔分布，上座板1与下座板2之间还设有位于侧向挡块5外侧的弹性支撑装置16，弹性支撑装置16一端与上座板1连接，另一端与下座板2连接。

本实施例中，如图1和2所示，在上座板1顶面固定有上套筒8，下座板2底面固定有下套筒12，上套筒8、下套筒12内设有用于与梁体、墩柱连接的锚杆13，从而将支座本体固定在梁体与墩台之间，起到承载传力的作用，上座板1与球冠3之间可实现平动功能，球冠3与中间钢衬板4之间可实现转动功能，上座板1、球冠3、中间钢衬板4、下座板2共同承载竖向荷载，从而支座实现正常的竖向力传递、水平滑动释放温度位移及转动耗能的功能，上座板1底面通过抗剪销17连接有侧向挡块5，当平动位移过大时，侧向挡块5可以起到一定的限位作用，避免球冠3与中间钢衬板4之间脱落造成落梁事故，如果平动位移继续增大，抗剪销17被撞断，然后转动耗能继续消耗地震能量，起到隔震耗能的作用，利于桥梁的安全。在侧向挡块5的外侧安装有弹性支撑装置16，其上下端分别与上座板1、下座板2连接，同时在地震工况下提供水平刚度，弹性支撑装置16与转动体的功能分离，使得转动体在竖向承载力确定的情况下，可任意调整地震工况下弹性支撑装置16的参数，进而提供不同大小的任意水平刚度，实现为不同桥梁各墩台提供不同的水平刚度。

进一步的，所述弹性支撑装置16包括上连接板10、下连接板11及弹性体15，上连接板10与上座板1底面螺栓连接，下连接板11与下座板2螺栓连接，弹性体15设置于上连接板10与下连接板11之间。具体的，上连接板10、下连接板11分别通过螺栓固定在上座板1底面、下座板2顶面，弹性体15上下端分别与上连接板10底面、下连接板11顶面固定连接，本方案可以根据需求调整地震工况下弹性体15的参数，如尺寸、配方等，进而提供不同大小的任意水平刚度，壳满足不同桥梁各墩台提供不同的水平刚度。

进一步的，所述弹性体15为橡胶体、聚氨酯体、叠层橡胶体中任意一种。具体的，弹性体15的选择较多，可以整体是橡胶体，也可以整体是聚氨酯体，还可以是叠层橡胶体，通过竖向间隔设置的钢板与橡胶硫化而成，其具有较强的承载能力，提供的水平刚度也较大。

进一步的，所述侧向挡块5内侧设有摩擦副9。具体的，摩擦副9是不锈钢与铜基滑条组成的，以满足滑动要求。

进一步的，所述上座板1底面焊接有位于两侧向挡块5之间的不锈钢滑板6。具体的，如图3所示，不锈钢板可以降低上座板1与球冠3之间的摩擦系数，进一步提高平动的顺畅性，不锈钢滑板6在焊接时，镜面向外且不能损坏不锈钢表面。

进一步的，所述球冠3顶面嵌入有平面滑板7。具体的，平面滑板7采用超高分子量聚乙烯制成，实现支座正常功能的传递竖向力和平动，其与不锈钢滑板6的配合，可以进一步降低接触面间的摩擦系数，使得平动效果更佳，可以快速消耗地震能量，降低位移响应，同时可以增强球冠3顶面的耐磨抗性，延长使用寿命。

进一步的，所述中间钢衬板4顶面嵌入有与凹球面适配的球面滑板14。具体的，在中间钢衬板4顶面嵌入有适配的球面滑板14，球面滑板14采用超高分子量聚乙烯制成，使得球冠3与中间钢衬板4之间的转动更为灵活，耗能效果更佳，同时，提高中间钢衬板4顶面的耐磨抗性，延长使用寿命。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，依据本实用新型的技术实质，在本实用新型的精神和原则之内，对以上实施例所作的任何简单的修改、等同替换与改进等，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种变刚度支座，包括支座本体，其特征在于，所述支座本体包括上座板(1)、下座板(2)，上座板(1)、下座板(2)之间设有球冠(3)、中间钢衬板(4)，球冠(3)底面与中间钢衬板(4)顶面为球面接触且形成转动体，球冠(3)底面为凸球面，中间钢衬板(4)顶面为与凸球面适配的凹球面，上座板(1)底面设有位于转动体外侧的侧向挡块(5)，侧向挡块(5)与中间钢衬板(4)侧壁临近且不接触，侧向挡块(5)呈条状结构分布在中间钢衬板(4)两侧，侧向挡块(5)通过抗剪销(17)和/或螺栓与上座板(1)连接，抗剪销(17)沿着侧向挡块(5)长度方向间隔分布，上座板(1)与下座板(2)之间还设有位于侧向挡块(5)外侧的弹性支撑装置(16)，弹性支撑装置(16)一端与上座板(1)连接，另一端与下座板(2)连接。

2.根据权利要求1所述的一种变刚度支座，其特征在于，所述弹性支撑装置(16)包括上连接板(10)、下连接板(11)及弹性体(15)，上连接板(10)与上座板(1)底面螺栓连接，下连接板(11)与下座板(2)螺栓连接，弹性体(15)设置于上连接板(10)与下连接板(11)之间。

3.根据权利要求2所述的一种变刚度支座，其特征在于，所述弹性体(15)为橡胶体、聚氨酯体、叠层橡胶体中任意一种。

4.根据权利要求1所述的一种变刚度支座，其特征在于，所述侧向挡块(5)内侧设有摩擦副(9)。

5.根据权利要求1所述的一种变刚度支座，其特征在于，所述上座板(1)底面焊接有位于两侧向挡块(5)之间的不锈钢滑板(6)。

6.根据权利要求1所述的一种变刚度支座，其特征在于，所述球冠(3)顶面嵌入有平面滑板(7)。

7.根据权利要求1所述的一种变刚度支座，其特征在于，所述中间钢衬板(4)顶面嵌入有与凹球面适配的球面滑板(14)。

8.根据权利要求1所述的一种变刚度支座，其特征在于，所述上座板(1)顶面设有上套筒(8)，下座板(2)底面设有下套筒(12)，上套筒(8)、下套筒(12)内设有用于与梁体、墩柱连接的锚杆(13)。