[發(fā)明專利]一種橋梁減震支座

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310670215.X
• 申請(qǐng)日: 2013-12-04
• 公開（公告）號(hào): CN104695323A
• 公開（公告）日: 2015-06-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 汪穹立
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 汪穹立
• 主分類號(hào): E01D19/04
• 分類號(hào): E01D19/04
• 代理公司: 無(wú)
• 代理人: 無(wú)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于橋梁技術(shù)領(lǐng)域，具體地說(shuō)是一種橋梁減震支座。

背景技術(shù)

橋梁指的是為道路跨越天然或人工障礙物而修建的建筑物。橋梁一般講由五大部件和五小部件組成，五大部件是指橋梁承受汽車或其他車輛運(yùn)輸荷載的橋跨上部結(jié)構(gòu)與下部結(jié)構(gòu)，是橋梁結(jié)構(gòu)安全的保證.包括橋跨結(jié)構(gòu)(或稱橋孔結(jié)構(gòu).上部結(jié)構(gòu))、橋梁支座系統(tǒng)、橋墩、橋臺(tái)、承臺(tái)挖井或樁基。五小部件是指直接與橋梁服務(wù)功能有關(guān)的部件，過(guò)去稱為橋面構(gòu)造.包括橋面鋪裝、防排水系統(tǒng)、欄桿、伸縮縫、燈光照明.^[2]大型橋梁附屬結(jié)構(gòu)還有橋頭堡，引橋等設(shè)置。在橋梁結(jié)構(gòu)中，支座是架設(shè)于墩臺(tái)上，頂面支承橋梁上部結(jié)構(gòu)的裝置。是連接橋梁上部結(jié)構(gòu)與下部結(jié)構(gòu)的重要部件，其功能為將上部結(jié)構(gòu)固定于墩臺(tái)，承受作用在上部結(jié)構(gòu)的各種力，并將它可靠地傳給墩臺(tái)；在荷載、溫度、混凝土收縮和徐變作用下，支座能適應(yīng)上部結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)角和位移，使上部結(jié)構(gòu)可自由變形而不產(chǎn)生額外的附加內(nèi)力。橋梁支座的構(gòu)造應(yīng)符合上部結(jié)構(gòu)的理論計(jì)算圖式，如支承壓力通過(guò)一個(gè)固定點(diǎn)傳遞時(shí)，支座應(yīng)設(shè)計(jì)成只能容許結(jié)構(gòu)端部轉(zhuǎn)動(dòng)而不能移動(dòng)的固定支座；如支承壓力通過(guò)一個(gè)固定點(diǎn)且作用在一定的方向傳遞時(shí)，則應(yīng)設(shè)計(jì)成既能轉(zhuǎn)動(dòng)又能移動(dòng)的活動(dòng)支座。支座是橋梁的重要傳力裝置，設(shè)計(jì)中考慮其具有足夠的承載力以保證安全可靠的將支座反力(垂直力和水平力)傳遞給下部結(jié)構(gòu)；其次支座對(duì)橋梁變形(位移和轉(zhuǎn)角)的約束應(yīng)盡可能的小以適應(yīng)梁體的自由伸縮和轉(zhuǎn)動(dòng)的需要，否則對(duì)于超靜定結(jié)構(gòu)其內(nèi)部將會(huì)產(chǎn)生次內(nèi)力，對(duì)結(jié)構(gòu)造成損傷，大大縮短結(jié)構(gòu)使用壽命。當(dāng)遇到地震尤其是地震等級(jí)較大時(shí)，橋梁的上部結(jié)構(gòu)相對(duì)于橋墩有一定的位移和速度，由此導(dǎo)致梁體與橋墩間有力的作用，如果支座沒有良好的減震、隔震作用，將會(huì)對(duì)梁體造成較大的損害并極有可能造成墩底的斷裂和落梁事故的發(fā)生。傳統(tǒng)的摩擦擺減隔震支座，通過(guò)鐘擺原理延長(zhǎng)橋梁自振周期實(shí)現(xiàn)了隔震的目的；改性超高分子量與不銹鋼板的摩擦具有一定的耗能作用，但摩擦系數(shù)較小，減震效果不明顯，且無(wú)法滿足非震時(shí)結(jié)構(gòu)溫變位移等要求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就是提供一種抗震消能性好的橋梁減震支座。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取了如下技術(shù)方案：一種橋梁減震支座，包括與梁體固定連接的上支座板1、與橋墩固定連接的下支座板6，在上支座板1、下支座板6間設(shè)置有下板面為球面狀的中間滑動(dòng)塊2和上半球面轉(zhuǎn)動(dòng)塊3和下半球面轉(zhuǎn)動(dòng)塊5，在上支座板1的周圈設(shè)置有擋圈11，在下支座板6的上板面周圈設(shè)置有限位環(huán)8；上半球面轉(zhuǎn)動(dòng)塊3與下半球面轉(zhuǎn)動(dòng)塊5為分體結(jié)構(gòu)，其中間設(shè)有減震彈簧4。

由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明所提供的一種橋梁減震支座，與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)：其一，由于構(gòu)成該減震支座的上支座板1、下支座板6間設(shè)置了中間滑動(dòng)塊2與限位環(huán)8、上半球面轉(zhuǎn)動(dòng)塊3、下半球面轉(zhuǎn)動(dòng)塊5配合布置，在滿足橋梁結(jié)構(gòu)的日常溫變位移要求的同時(shí)還減少了次內(nèi)力對(duì)結(jié)構(gòu)物的損傷，結(jié)構(gòu)合理、安全適用；其二，由于在構(gòu)成該橋梁減震支座的下支座板1的上板面以及中間滑動(dòng)塊2的下板面為球形曲面，上半球面轉(zhuǎn)動(dòng)塊3、下半球面轉(zhuǎn)動(dòng)塊5為分體結(jié)構(gòu)，使得上半球面轉(zhuǎn)動(dòng)塊3、下半球面轉(zhuǎn)動(dòng)塊5能夠產(chǎn)生擺動(dòng)位移，以便于動(dòng)能和勢(shì)能間的轉(zhuǎn)換消耗，消耗地震所產(chǎn)生的能量，消減了地震能量對(duì)墩臺(tái)的破壞，滿足了地震時(shí)的抗震隔離消能阻尼功能；其三，由于構(gòu)成下支座板6上板面的曲面半徑大于與之滑動(dòng)連接的下半球面轉(zhuǎn)動(dòng)塊5下板面的曲面半徑，上半球面轉(zhuǎn)動(dòng)塊3上板面的球冠面大于與之滑動(dòng)連接的中間滑動(dòng)塊2下板面的球冠面，從而上半球面轉(zhuǎn)動(dòng)塊3、下半球面轉(zhuǎn)動(dòng)塊5在上支座板1、下支座板6板面上能夠產(chǎn)生擺動(dòng)位移，以便于動(dòng)能和勢(shì)能間的轉(zhuǎn)換消耗；其四，由于上半球面轉(zhuǎn)動(dòng)塊3、下半球面轉(zhuǎn)動(dòng)塊5中間設(shè)有減震彈簧4，形變耗能明顯和減震效果更好。

附圖說(shuō)明

附圖為本發(fā)明所提供的橋梁減震支座的具體結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明提供的一種橋梁減震支座的結(jié)構(gòu)作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明：如圖1所示的一種橋梁減震支座，包括與梁體固定連接的上支座板1、與橋墩固定連接的下支座板6，在上支座板1、下支座板6間設(shè)置有下板面為球面狀的中間滑動(dòng)塊2和上半球面轉(zhuǎn)動(dòng)塊3和下半球面轉(zhuǎn)動(dòng)塊5，在上支座板1的周圈設(shè)置有擋圈11，在下支座板6的上板面周圈設(shè)置有限位環(huán)8；上半球面轉(zhuǎn)動(dòng)塊3與下半球面轉(zhuǎn)動(dòng)塊5為分體結(jié)構(gòu)，其中間設(shè)有減震彈簧4。限位環(huán)8通過(guò)螺栓7與下支座板6固定連接。下支座板6上板面的曲面半徑大于與之滑動(dòng)連接的下半球面轉(zhuǎn)動(dòng)塊5下板面的曲面半徑。上半球面轉(zhuǎn)動(dòng)塊3上板面的球冠面大于與之滑動(dòng)連接的中間滑動(dòng)塊2下板面的球冠面。該結(jié)構(gòu)的橋梁減震支座，一方面可以起到普通支座的作用，即將橋梁上部荷載通過(guò)上支座板1、下支座板6以及設(shè)置于二者間的中間滑動(dòng)塊2和上半球面轉(zhuǎn)動(dòng)塊3、下半球面轉(zhuǎn)動(dòng)塊5均勻的傳遞給下部結(jié)構(gòu)，以及在水平向的橫軸豎軸向發(fā)生位移時(shí)，上支座板1與中間滑動(dòng)塊2間通過(guò)二者的平面摩擦副能夠適應(yīng)上部結(jié)構(gòu)因收縮徐變引起的位移及溫變位移等引起的變形要求，避免結(jié)構(gòu)內(nèi)部產(chǎn)生較大的次內(nèi)力，從而減少對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)的損害，延長(zhǎng)使用壽命；另一方面可以起到減隔震作用，即地震發(fā)生時(shí)，一旦地震水平力以及垂直力大于限位環(huán)8的設(shè)計(jì)抗剪力時(shí)該限位環(huán)8斷開，中間滑動(dòng)塊2在下支座板6上和上半球面轉(zhuǎn)動(dòng)塊3與中間滑動(dòng)塊2間的水平向往返移動(dòng)，即通過(guò)中間滑動(dòng)塊3與下支座板6間和中間滑動(dòng)塊2與上半球面轉(zhuǎn)動(dòng)塊3的圓弧面來(lái)延長(zhǎng)橋梁自振周期，降低上支座板1和下支座板6間的震動(dòng)位移幅度，從而實(shí)現(xiàn)隔震的效果；并通過(guò)中間滑動(dòng)塊2與上半球面轉(zhuǎn)動(dòng)塊3間和下半球面轉(zhuǎn)動(dòng)塊5與下支座板6間的兩個(gè)球面摩擦副的摩擦將地震能量轉(zhuǎn)化為熱能，以達(dá)到地震能量的消耗目的。限位環(huán)8與下支座板6間通過(guò)螺栓7連接，以便于地震的位移能將其撞裂破壞實(shí)現(xiàn)抗震功能，而且便于震后的維修；螺栓7必須使得二者的結(jié)合具有一定的強(qiáng)度，又要保證設(shè)計(jì)震級(jí)下二者間能夠被中間滑動(dòng)塊2和上半球面轉(zhuǎn)動(dòng)塊3將其撞裂。