CN220908136U - 一种多向阻尼索限位减隔震支座 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种多向阻尼索限位减隔震支座，包括座板组件，座板组件设有两组，两组座板组件相对设置，并且两座板组件相对的端面设为滑面；球腔，一侧与其中一个滑面滑动连接，另一侧通过内部球冠与另一滑面滑动连接；内部球冠与滑面之间、球腔与滑面之间均设有滑动面；转动滑面，设于球腔和内部球冠之间；若干多向阻尼索，若干多向阻尼索并排间隔排布；多向阻尼索两端分别与其中一个座板组件的两侧锚固，且多向阻尼索的中段贯穿另一个座板组件；其中，座板组件上安装有锚固件，两座板组件之间安装有抗剪机构。本实用新型的限位、耗能性能优越，具有良好的大位移适应能力的减隔震支座，可有效约束支座系统位移以防止落梁灾害发生。

Description

一种多向阻尼索限位减隔震支座

技术领域

本实用新型涉及土木工程技术领域，特别是涉及一种多向阻尼索限位减隔震支座。

背景技术

减隔震设计逐渐成为我国桥梁抗震设计的主要手段。目前，减隔震支座的主要型式有铅芯橡胶减震支座、高阻尼橡胶支座、摩擦摆支座、拉索减震支座等。铅芯橡胶减震支座、高阻尼橡胶支座由于其竖向承载力有限，一般用于小跨径桥梁；摩擦摆支座具有竖向承载力高，减隔震性能优越的特点得到广泛使用，但是在强震区往往难以合理的控制地震位移，导致减隔震设计代价高；拉索减震支座具有良好的限位能力，但是由于其拉索阻尼耗能能力有限，往往导致过大的地震力，降低了结构的减隔震效率。

现有技术中，一般通过设置钢丝绳拉索、钢棒以及弧形软钢等方式，其中钢丝绳限位能力强，阻尼耗能性能弱；钢棒以及弧形软钢一般可具有较好的阻尼性能，但是极限限位能力弱，易发生断裂，且残余变形大。不同方式的受力机理差异大，缺乏合理的兼顾方式。

鉴于上述不同减隔震支座存在的问题，有必要提出一种限位、耗能性能优越，并具有良好的大位移适应能力的减隔震支座。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种多向阻尼索限位减隔震支座，旨在解决或改善上述技术问题中的至少之一。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：本实用新型提供一种多向阻尼索限位减隔震支座，包括：

座板组件，所述座板组件设有两组，两组所述座板组件相对设置，并且两所述座板组件相对的端面设为滑面；所述滑面为曲面或平面；

球腔，一侧与其中一个所述滑面滑动连接，另一侧通过内部球冠与另一所述滑面滑动连接；所述内部球冠与所述滑面之间、所述球腔与所述滑面之间均设有滑动面；

转动滑面，设于所述球腔和所述内部球冠之间；

若干多向阻尼索，若干所述多向阻尼索并排间隔排布；所述多向阻尼索两端分别与其中一个所述座板组件的两侧锚固，且所述多向阻尼索的中段贯穿另一个所述座板组件；

其中，所述座板组件上安装有锚固件，两所述座板组件之间安装有抗剪机构。

根据本实用新型提供的一种多向阻尼索限位减隔震支座，所述多向阻尼索包括弹塑性套筒，所述弹塑性套筒内部中空，所述弹塑性套筒内安装有高强拉索；所述弹塑性套筒内壁与所述高强拉索之间设有间隙；

所述高强拉索的两端分别与其中一个所述座板组件的两侧锚固，且所述高强拉索的中段贯穿另一个所述座板组件。

根据本实用新型提供的一种多向阻尼索限位减隔震支座，所述座板组件包括座板，设定两所述座板分别为上座板和下座板；所述上座板和所述下座板相对设置，并且所述上座板位于所述下座板的正上方；所述上座板和所述下座板相对的端面均设为所述滑面；

所述上座板的顶部横向贯穿开设有若干容纳槽；所述下座板的两端分别安装有阻尼索锚固装置，所述高强拉索的两端分别安装在两所述阻尼索锚固装置上，所述高强拉索的中段贯穿所述容纳槽；若干所述高强拉索与若干所述容纳槽一一对应设置；

所述上座板和所述下座板上安装有所述锚固件；所述抗剪机构安装在所述上座板和所述下座板之间。

根据本实用新型提供的一种多向阻尼索限位减隔震支座，所述弹塑性套筒的截面形状包括但不限于圆形、方形。

根据本实用新型提供的一种多向阻尼索限位减隔震支座，所述高强拉索外套设有至少一层所述弹塑性套筒。

根据本实用新型提供的一种多向阻尼索限位减隔震支座，所述弹塑性套筒的两端分别与所述阻尼索锚固装置固接或铰接。

根据本实用新型提供的一种多向阻尼索限位减隔震支座，所述高强拉索沿轴向为等截面或变截面。

根据本实用新型提供的一种多向阻尼索限位减隔震支座，所述滑动面包括第一不锈钢板和第一四氟滑板；所述第一不锈钢板和所述第一四氟滑板滑动配合；两所述第一不锈钢板分别固接在两所述滑面上；所述内部球冠和所述球腔相背的端面上均安装有所述第一四氟滑板；

所述转动滑面包括第二不锈钢板和第二四氟滑板；所述第二不锈钢板固接在所述内部球冠的底面上，所述第二四氟滑板固接在所述球腔的顶面上，所述第二不锈钢板和所述第二四氟滑板滑动配合。

根据本实用新型提供的一种多向阻尼索限位减隔震支座，所述转动滑面为球面或柱面。

本实用新型公开了以下技术效果：

本实用新型的内部球冠与滑面之间、球腔与滑面之间均设有滑动面；球腔和内部球冠之间设有转动滑面，转动能力好，地震作用下滑动面可发生球摆式摩擦滑动，耗散地震能量，并提供一定的支座复位力。

本实用新型通过若干并排间隔排布的多向阻尼索连接两组座板组件，多向阻尼索具有一定的屈前、屈后刚度，避免了单曲率摆式隔震结构的共振现象，提高了支座减隔震功能的稳定性与适应性；多向阻尼索为支座本体提供附加的阻尼耗能与限位能力，用以限制两组座板组件的相对位移，以实现支座良好的减震耗能与位移控制能力。

本实用新型的竖向承载力高，大位移适应能力强，转动能力与转动调节能力优越，便于防腐处理，支座耐久性好。

本实用新型的结构传力明确、构造简单，保证了受力计算的准确性，提高了制造加工的可靠性与安装的便捷性；本实用新型的限位与耗能性能优越，可避免使用小半径的曲面滑动面，实现降低支座允许高度，节省支座的设计制造成本，减小曲面摩擦面的抬梁效应带来的不利作用；同时可在抗震设计中，合理取值支座的限位位移与结构地震力，实现地震作用下的力与位移平衡设计，能有效耗散地震能量，减小并约束地震位移，降低结构地震的内力响应，并有效约束支座系统位移以防止落梁灾害发生。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例1的结构示意图；

图2为本实用新型实施例1的俯视图；

图3为本实用新型中多向阻尼索的结构断面示意图；

图4为本实用新型中多向阻尼索与上座板的安装示意图；

图5为本实用新型实施例4的结构示意图；

图6为本实用新型实施例4的俯视图；

其中，1、上座板；2、下座板；3、内部球冠；4、球腔；5、第一滑动面；6、第二滑动面；7、转动滑面；8、多向阻尼索；8-1、高强拉索；8-2、弹塑性套筒；8-3、间隙；9、密封条；10、索道盖板；11、上锚固件；12、下锚固件；13、阻尼索锚固装置；14、抗剪销钉；15、传力板。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，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，所描述的实施例仅仅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。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

参照图1-4，本实用新型提供一种多向阻尼索限位减隔震支座，包括：

座板组件，座板组件设有两组，两组座板组件相对设置，并且两座板组件相对的端面设为滑面；滑面为曲面或平面；

球腔4，一侧与其中一个滑面滑动连接，另一侧通过内部球冠3与另一滑面滑动连接；内部球冠3与滑面之间、球腔4与滑面之间均设有滑动面；滑动面可采用平面滑动面，以避免曲面滑动面的抬梁效应；

转动滑面7，设于球腔4和内部球冠3之间；转动滑面7应采用滑面转动面；

若干多向阻尼索8，若干多向阻尼索8并排间隔排布；多向阻尼索8两端分别与其中一个座板组件的两侧锚固，且多向阻尼索8的中段贯穿另一个座板组件；多向阻尼索8的根数根据设计水平地震力与支座限位位移确定，本实施例中不作具体限定；

其中，座板组件上安装有锚固件，两座板组件之间安装有抗剪机构；

如此设置，本实用新型的内部球冠3与滑面之间、球腔4与滑面之间均设有滑动面；球腔4和内部球冠3之间设有转动滑面7，转动能力好，地震作用下滑动面可发生球摆式摩擦滑动，耗散地震能量，并提供一定的支座复位力。

本实用新型通过若干并排间隔排布的多向阻尼索8连接两组座板组件，多向阻尼索8具有一定的屈前、屈后刚度，避免了单曲率摆式隔震结构的共振现象，提高了支座减隔震功能的稳定性与适应性；多向阻尼索8为支座本体提供附加的阻尼耗能与限位能力，用以限制两组座板组件的相对位移，以实现支座良好的减震耗能与位移控制能力。

本实用新型的两座板组件之间安装有抗剪机构，以限制正常使用状态下的支座位移，地震作用下，支座可发生剪切滑动，实现减隔震体系的转换，发挥减隔震作用；本实用新型的竖向承载力高，大位移适应能力强，转动能力与转动调节能力优越。

本实用新型的结构传力明确、构造简单，保证了受力计算的准确性，提高了制造加工的可靠性与安装的便捷性；本实用新型的限位与耗能性能优越，可避免使用小半径的曲面滑动面，实现降低支座允许高度，节省支座的设计制造成本，减小曲面摩擦面的抬梁效应带来的不利作用；同时可在抗震设计中，合理取值支座的限位位移与结构地震力，实现地震作用下的力与位移平衡设计，能有效耗散地震能量，减小并约束地震位移，降低结构地震内力响应的，支座具有良好的竖向承载力、转动能力以及大位移适应能力，并有效约束支座系统位移以防止落梁灾害发生。

进一步优化方案，多向阻尼索8包括弹塑性套筒8-2，弹塑性套筒8-2内部中空，弹塑性套筒8-2内安装有高强拉索8-1；弹塑性套筒8-2内壁与高强拉索8-1之间设有间隙8-3，间隙8-3内设有填充物；服耗能套筒8-2可保护高强拉索8-1，避免在受力阶段高强拉索8-1被割断；

高强拉索8-1的两端分别与其中一个座板组件的两侧锚固，且高强拉索8-1的中段贯穿另一个座板组件；

本实施例中，高强拉索8-1采用高强度拉索，表现为柔性、高强特征，表现为弹性受力特性，具备各向限位能力，可为支座提供强限位能力；弹塑性套筒8-2套在高强拉索8-1外侧，位于上座板1、下座板2之间部分呈弧状；

本实施例中，弹塑性套筒8-2仅在支座两侧一定范围内布置，多向阻尼索8与上座板1的连接如图4所示，当支座发生水平位移时，弹塑性套筒8-2跟随高强拉索8-1伸缩，并发生屈服耗能，为支座提供附加阻尼耗能能力。

本实例中，多向阻尼索8中高强拉索8-1可采用高强度钢丝绳，弹塑性套筒8-2可采用低屈服软钢，其形状可采用圆管状。

作为本实用新型实施例的一种变换，多向阻尼索8中高强拉索8-1可采用钢绞线或碳纤维束单独或组合而成。

作为本实用新型实施例的一种变换，多向阻尼索8中弹塑性套筒8-2可采用变截面。

如此设置，多向阻尼索8采用套环式结构，内部高强拉索8-1具有优良限位与高弹性特性，为弹塑性套筒8-2提供一定的内部骨架支撑，提高弹塑性套筒8-2耗能的稳定性；弹塑性套筒8-2便于防腐涂装，可为高强拉索8-1提供较好的防护作用，提高了支座的耐久性；改变了高强拉索8-1与弹塑性套筒8-2的耗能变形关系，提高了耗能效率，其效果优于两者的独立设置。

进一步优化方案，填充物可采用防腐油脂、树脂，避免了高强拉索8-1外露，提高了支座的限位装置的耐久性；填充物也可以采用高阻尼微颗粒材料，以提高多向阻尼索8的阻尼耗能能力。

进一步优化方案，座板组件包括座板，设定两座板分别为上座板1和下座板2；上座板1和下座板2相对设置，并且上座板1位于下座板2的正上方；上座板1和下座板2相对的端面均设为滑面；

上座板1与主梁梁底固接，下座板2与墩顶固接；

上座板1的顶部横向贯穿开设有若干容纳槽；下座板2的两端分别安装有阻尼索锚固装置13，高强拉索8-1的两端分别安装在两阻尼索锚固装置13上，高强拉索8-1的中段贯穿容纳槽；若干高强拉索8-1与若干容纳槽一一对应设置；

阻尼索锚固装置13的内部结构和工作原理均为现有技术，此处不再赘述；

弹塑性套筒8-2可以是单层结构，也可以是多层套装组合而成，本实施例中不作具体限定；

容纳槽与多向阻尼索8的尺寸相适配；容纳槽顶部可拆卸安装有索道盖板10；

上座板1和下座板2上安装有锚固件；抗剪机构安装在上座板1和下座板2之间。

进一步优化方案，弹塑性套筒8-2的截面形状包括但不限于圆形、方形。

进一步优化方案，高强拉索8-1外套设有至少一层弹塑性套筒8-2。

进一步优化方案，弹塑性套筒8-2的两端分别与阻尼索锚固装置13固接或铰接。

进一步优化方案，高强拉索8-1沿轴向为等截面或变截面。

进一步优化方案，抗剪机构包括凸块、抗剪销钉14和传力板15；

传力板15通过抗剪销钉14安装在上座板1的底面上，传力板15设有若干，若干传力板15位于上座板1底面两侧或四周；

凸块安装在下座板2的顶面上，凸块设有若干，若干凸块分别与若干传力板15一一对应设置。

进一步优化方案，抗剪机构包括凸块、抗剪销钉14和传力板15；

传力板15通过抗剪销钉14安装在下座板2的顶面上，传力板15设有若干，若干传力板15位于下座板2顶面两侧或四周；

凸块安装在上座板1的底面上，凸块设有若干，若干凸块分别与若干传力板15一一对应设置；

通过传力板15和凸块的配合，以限制正常使用状态下的支座水平位移，使支座表现为单向、或固定型支座，地震作用下，支座可发生剪切滑动，实现减隔震体系的转换，发挥减隔震作用；

抗剪销钉14与上座板1或下座板2固结，并可在某设定力作用下发生剪断，与抗剪机构对应的支座下座板2或上座板1设置有对应的凸块与抗剪机构配合使用，抗剪机构可设置在支座两侧或者四周，实现支座在正常使用状态下表现为双向活动型、单向活动型或固定型支座中的任一种，地震作用下，支座可发生剪切滑动，实现减隔震体系的转换，发挥减隔震作用。

进一步优化方案，滑动面包括第一不锈钢板和第一四氟滑板；第一不锈钢板和第一四氟滑板滑动配合；两第一不锈钢板分别固接在两滑面上；内部球冠3和球腔4相背的端面上均安装有第一四氟滑板；

转动滑面7包括第二不锈钢板和第二四氟滑板；第二不锈钢板固接在内部球冠3的底面上，第二四氟滑板固接在球腔4的顶面上，第二不锈钢板和第二四氟滑板滑动配合；

如此设置，第二不锈钢板和第二四氟滑板组成对摩滑动面，转动滑面7可采用球面，为支座提供良好的转动能力；第一不锈钢板和第一四氟滑板组成对摩滑动面，地震作用下第二滑动面6可发生球摆式摩擦滑动，耗散地震能量，并提供一定的支座复位力。

进一步优化方案，锚固件包括若干上锚固件11和若干下锚固件12，若干上锚固件11固接在上座板1的顶面四角处；若干下锚固件12固接在下座板2的底面四角处。

进一步优化方案，转动滑面7为球面或柱面；转动滑面7采用球面时，支座具备各向同性的转动能力，各向具有大转角和小扭转弯矩特征；设定两个滑动面分别为第一滑动面5和第二滑动面6；

转动滑面7采用柱面时，支座具备正交异性的转动能力，柱面转动方向具有大转角和小扭转弯矩特征，垂直柱面转动方向，依靠第一滑动面5或第二滑动面6提供转动能力，具有小转角和大扭转弯矩特征。

进一步优化方案，内部球冠3和球腔4之间设有密封条9。

实施例2

本实施例与实施例1的不同之处在于，球腔4固接在下座板2上，其球腔4与下座板2一体成型，两者形成共同整体，以减小下座板2尺寸。

进一步优化方案，为避免抬梁效应，本实例中，第一不锈钢板和第一四氟滑板可采用平面滑动面，对应的转动滑面7为球面。

实施例3

本实施例与实施例1的不同之处在于，球腔4与内部球冠3固接，球腔4与内部球冠3一体成型，两者形成共同整体，以进一步约束支座的转动能力。

实施例4

参照图5-6，本实施例与实施例1的不同之处在于，两座板组件之间不设置抗剪机构，支座表现为双向活动型支座；

球腔4固接在下座板2上，其球腔4与下座板2一体成型，两者形成共同整体；表现为单滑动曲面的减隔震支座。

本实例中转动滑面7可采用球面也可以采用柱面，转动滑面7采用球面时，支座具备各向同性的转动能力，各向具有大转角和小扭转弯矩特征；转动滑面7采用柱面时，支座具备正交异性的转动能力，柱面转动方向具有大转角和小扭转弯矩特征，垂直柱面转动方向，依靠第一滑动面5提供转动能力，具有小转角和大扭转弯矩特征。

作为本实用新型实施例的一种变换，多向阻尼索8一端通过阻尼索锚固装置13与支座的上座板1的一侧锚固，绕下座板2底面的槽口贯穿并下座板2后，通过阻尼索锚固装置13与支座的上座板1的另一侧锚固。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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，仅是为了便于描述本实用新型，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。

以上所述的实施例仅是对本实用新型的优选方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本实用新型权利要求书确定的保护范围内。

Claims (9)

1.一种多向阻尼索限位减隔震支座，其特征在于，包括：

座板组件，所述座板组件设有两组，两组所述座板组件相对设置，并且两所述座板组件相对的端面设为滑面；所述滑面为曲面或平面；

球腔(4)，一侧与其中一个所述滑面滑动连接，另一侧通过内部球冠(3)与另一所述滑面滑动连接；所述内部球冠(3)与所述滑面之间、所述球腔(4)与所述滑面之间均设有滑动面；

转动滑面(7)，设于所述球腔(4)和所述内部球冠(3)之间；

若干多向阻尼索(8)，若干所述多向阻尼索(8)并排间隔排布；所述多向阻尼索(8)两端分别与其中一个所述座板组件的两侧锚固，且所述多向阻尼索(8)的中段贯穿另一个所述座板组件；

其中，所述座板组件上安装有锚固件，两所述座板组件之间安装有抗剪机构。

2.根据权利要求1所述的多向阻尼索限位减隔震支座，其特征在于：所述多向阻尼索(8)包括弹塑性套筒(8-2)，所述弹塑性套筒(8-2)内部中空，所述弹塑性套筒(8-2)内安装有高强拉索(8-1)；所述弹塑性套筒(8-2)内壁与所述高强拉索(8-1)之间设有间隙(8-3)；

所述高强拉索(8-1)的两端分别与其中一个所述座板组件的两侧锚固，且所述高强拉索(8-1)的中段贯穿另一个所述座板组件。

3.根据权利要求2所述的多向阻尼索限位减隔震支座，其特征在于：所述座板组件包括座板，设定两所述座板分别为上座板(1)和下座板(2)；所述上座板(1)和所述下座板(2)相对设置，并且所述上座板(1)位于所述下座板(2)的正上方；所述上座板(1)和所述下座板(2)相对的端面均设为所述滑面；

所述上座板(1)的顶部横向贯穿开设有若干容纳槽；所述下座板(2)的两端分别安装有阻尼索锚固装置(13)，所述高强拉索(8-1)的两端分别安装在两所述阻尼索锚固装置(13)上，所述高强拉索(8-1)的中段贯穿所述容纳槽；若干所述高强拉索(8-1)与若干所述容纳槽一一对应设置；

所述上座板(1)和所述下座板(2)上安装有所述锚固件；所述抗剪机构安装在所述上座板(1)和所述下座板(2)之间。

4.根据权利要求2所述的多向阻尼索限位减隔震支座，其特征在于：所述弹塑性套筒(8-2)的截面形状包括但不限于圆形、方形。

5.根据权利要求2所述的多向阻尼索限位减隔震支座，其特征在于：所述高强拉索(8-1)外套设有至少一层所述弹塑性套筒(8-2)。

6.根据权利要求3所述的多向阻尼索限位减隔震支座，其特征在于：所述弹塑性套筒(8-2)的两端分别与所述阻尼索锚固装置(13)固接或铰接。

7.根据权利要求2所述的多向阻尼索限位减隔震支座，其特征在于：所述高强拉索(8-1)沿轴向为等截面或变截面。

8.根据权利要求1所述的多向阻尼索限位减隔震支座，其特征在于：所述滑动面包括第一不锈钢板和第一四氟滑板；所述第一不锈钢板和所述第一四氟滑板滑动配合；两所述第一不锈钢板分别固接在两所述滑面上；所述内部球冠(3)和所述球腔(4)相背的端面上均安装有所述第一四氟滑板；

所述转动滑面(7)包括第二不锈钢板和第二四氟滑板；所述第二不锈钢板固接在所述内部球冠(3)的底面上，所述第二四氟滑板固接在所述球腔(4)的顶面上，所述第二不锈钢板和所述第二四氟滑板滑动配合。

9.根据权利要求1所述的多向阻尼索限位减隔震支座，其特征在于：所述转动滑面(7)为球面或柱面。