CN109235248B - 一种耗能的球形钢支座 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种耗能的球形钢支座，能够在地震来临时，使下落的所述限位部件一卡在所述限位部件二和下支座板侧面之间，另一侧的所述限位部件二与下支座板侧面也抵紧，使所述上支座板和下支座板无法再相对运动，此时所述平板的下表面与耐磨板三发生滑动摩擦，使支座的摩擦耗能能力大大提高，有效耗散地震能量，采用本装置安装方便，比现有减隔震支座更加经济适用，且不存在抬梁的问题，既能够有效应对运营荷载、温度等造成的正常位移变形，又能够在地震时有效缓冲所受外力作用，提高支座的耗能能力和效果，提升桥梁结构的整体抗震性能和安全性，降低地震对桥梁结构的破坏，降低灾后维养成本。

Description

一种耗能的球形钢支座

技术领域

本发明涉及球形钢支座技术领域，特别涉及一种耗能的球形钢支座。

背景技术

在桥梁结构中，通常需要在桥梁梁体和墩台之间安装支座，支座需要具有足够的竖向刚度和强度，能将桥梁梁体的全部载荷可靠地传递到墩台上，减轻和缓解墩台承受的震动，除了需要承受由地震、风力等外力引起的桥跨结构的较大的水平位移、转角和变形，还需要适应因正常运营载荷作用、温度、湿度变化引起的桥跨结构的日常较小的水平位移、转角和变形。

现有桥梁球型钢支座，上支座板与球冠衬板之间的平面耐磨板摩擦系数根据规范要求一般设置在0.01～0.04之间，其摩擦系数较低，主要用于调节主梁由于温度变化和正常运营荷载导致的主梁挠曲产生的伸缩变形，当发生地震时，支座上支座板发生较大位移变形，球形钢支座的地震耗能能力不足，导致上部结构位移过大，从而极易引起主梁发生落梁的震害，因此在高烈度地震区，桥梁结构往往采用减隔震支座，如摩擦摆支座、双曲面球型减隔震支座，但减隔震支座造价是普通支座造价的一倍以上，材料成本较高，存在抬梁问题。因此急需一种经济性较好，又具有较高地震耗能能力的球形钢支座。

发明内容

本发明的目的在于克服现有的球形钢支座耗能效果差，抗震能力不足，容易发生落梁等上述不足，提供一种耗能的球形钢支座。

为了实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：

一种耗能的球形钢支座，包含上支座板、球冠衬板和下支座板，所述球冠衬板设于所述上支座板和下支座板之间，所述球冠衬板的上表面设有平面形状的耐磨板一，所述下支座板的上表面设有球面形状的耐磨板二，所述上支座板的下方分别设有两个相对设置的限位部件一和四个限位部件二，四个所述限位部件二为两两相对设置，所述下支座板在限位部件一下方的对应位置上设有凸台，所述上支座板的上方设有平板，所述平板与上支座板之间设有平面的耐磨板三，所述平板与上支座板通过连接部件连接，每个所述限位部件一均与平板通过挂接部件连接，两个所述限位部件一均与下支座板对应的侧面具有间隙一，两个所述限位部件一外侧的两个所述限位部件二均与下支座板对应的侧面具有间隙二，所述间隙二的宽度小于所述间隙一的宽度，所述限位部件一的宽度等于两个所述间隙二的宽度之和，所述平板下表面的摩擦系数大于所述上支座板下表面的摩擦系数。

采用本发明所述的一种耗能的球形钢支座，所述平板与上支座板通过连接部件连接，即初始状态下，所述平板与上支座板之间相对固定，所述上支座板的下方分别设有两个相对设置的限位部件一和四个两两相对设置的限位部件二，两个所述限位部件一位于对应的所述限位部件二的内侧，两个所述限位部件一均与下支座板对应的侧面具有间隙一，两个所述限位部件一外侧的两个所述限位部件二均与下支座板对应的侧面具有间隙二，所述间隙二的宽度小于所述间隙一的宽度，即初始状态下，所述限位部件一固定在所述上支座板下方，桥梁正常使用状态下，支座至少在单向上能够保持正常的设计位移与转动，并且能够避免撞击所述限位部件一，每个所述限位部件一均与平板通过挂接部件连接，当遇到地震作用时，随着支座所受水平力增大，一侧所述限位部件二撞击所述下支座板，使所述连接部件剪断，所述平板相对于所述上支座板发生滑移，随着所述平板的滑移，由于所述限位部件一的宽度等于两个所述间隙二的宽度之和，所述的相等为设计值上的相等，在实际加工和施工中会存在误差，因此所述的相等实则包含误差允许范围，另一侧的所述限位部件一刚好能够下落在对应的凸台上，使得下落的所述限位部件一卡在所述限位部件二和下支座板侧面之间，另一侧的所述限位部件二与下支座板侧面也抵紧，使所述上支座板和下支座板无法再相对运动，由于所述平板下表面的摩擦系数大于所述上支座板下表面的摩擦系数，此时所述平板的下表面与耐磨板三发生滑动摩擦，使支座的摩擦耗能能力大大提高，有效耗散地震能量，采用本装置安装方便，比现有减隔震支座更加经济适用，且不存在抬梁的问题，既能够有效应对运营荷载、温度等造成的正常位移变形，又能够在地震时有效缓冲所受外力作用，提高支座的耗能能力和效果，提升桥梁结构的整体抗震性能和安全性，降低地震对桥梁结构的破坏，降低灾后维养成本。

优选的，所述挂接部件包含挡板、杆件和销钉，所述挡板连接于平板上，所述销钉的一端连接于所述挡板，所述限位部件一通过所述销钉挂接于所述杆件的另一端，所述杆件和销钉的位置和数量一一对应。

进一步优选的，所述限位部件一与上支座板之间设有弹簧。

采用上述设置方式，随着所述平板的滑移，带动所述销钉从所述抗剪螺栓的孔中脱离，所述弹簧有利于使所述限位部件一尽快落入凸台上，以便保证上支座板和下支座板无法在相对运动。

优选的，两个所述限位部件一的宽度相等，两个所述间隙二的宽度相等。

优选的，所述连接部件为抗剪螺栓。

优选的，所述平板的面积大于所述耐磨板三的面积。

优选的，所述平板下表面的摩擦系数为0.1-0.14，所述上支座板下表面的摩擦系数为0.01-0.04。

优选的，所述限位部件一为条形挡块。

优选的，所述平板下表面的摩擦系数从内向外逐渐增大。

综上所述，与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、采用本发明所述的一种耗能的球形钢支座，安装方便，比现有减隔震支座更加经济适用，且不存在抬梁的问题，既能够应对运营荷载、温度等造成的正常位移变形，又能够在地震时有效缓冲所受外力作用，提高支座的耗能能力和效果，提升桥梁结构的整体抗震性能和安全性，降低地震对桥梁结构的破坏，降低灾后的维养成本。

附图说明：

图1为本发明所述的一种耗能的球形钢支座的结构剖视图；

图2为实施例1中的球形钢支座的结构俯视图；

图3为实施例1中的限位部件一下落后的球形钢支座的结构剖视图。

图中标记：1-上支座板，2-球冠衬板，3-下支座板，41-耐磨板一，42-耐磨板二，43-耐磨板三，51-限位部件一，52-限位部件二，6-平板，71-挡板，72-杆件，73-销钉，8-抗剪螺栓。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。

实施例1

如图1-2所示，本发明所述的一种耗能的球形钢支座，包含上支座板1、球冠衬板2和下支座板3，所述球冠衬板2设于所述上支座板1和下支座板3之间，所述球冠衬板2的上表面设有平面形状的耐磨板一41，所述下支座板3的上表面设有球面形状的耐磨板二42，所述上支座板1的上方设有平板6，所述平板6的面积大于所述耐磨板三43的面积，所述平板6与上支座板1之间设有平面的耐磨板三43，所述平板6与上支座板1通过连接部件连接，所述连接部件为抗剪螺栓8，所述抗剪螺栓8上套有弹簧，初始状态下弹簧为压缩状态，所述上支座板1的下方分别设有两个相对设置的限位部件一51和四个限位部件二52，四个所述限位部件二52为两两相对设置，所有所述限位部件二52与所述上支座板1一体成型，所述限位部件一51为条形挡块，所述限位部件一51位于对应的所述限位部件二52的内侧，另外一组的对称的限位部件二52与所述下支座板3相互邻接，即正常情况下，所述支座为单向活动支座，所述下支座板3在限位部件一51下方的对应位置上设有凸台，每个所述限位部件一51均与上支座板1通过三个挂接部件连接，每个所述挂接部件包含挡板71、杆件72和销钉73，同侧的三个所述挡板71一体成型，具有限位功能，能够限制所述上支座板1与平板6间相对滑动的距离，所述挡板71连接于平板6的外端面上，所述杆件72的一端连接于所述挡板71上，所述限位部件一51通过所述销钉73挂接于所述杆件72的另一端，所述杆件72和销钉73的位置和数量一一对应，所述抗剪螺栓8上套有弹簧，初始状态下弹簧为压缩状态，两个所述限位部件一51均与下支座板3对应的侧面具有间隙一，两个所述限位部件一51外侧的两个所述限位部件二52均与下支座板3对应的侧面具有间隙二，所述间隙二的宽度d小于所述间隙一的宽度，每个所述限位部件一51的宽度均等于两个所述间隙二的宽度之和，两个所述限位部件一51的宽度相等，两个所述间隙二的宽度d相等，所述平板6下表面的摩擦系数大于所述上支座板1下表面的摩擦系数，优选的，所述平板下表面的摩擦系数为0.1-0.14，所述上支座板下表面的摩擦系数为0.01-0.04，所述平板6下表面的摩擦系数从内向外逐渐增大。

采用本发明所述的一种耗能的球形钢支座，即初始状态下，所述平板6与上支座板1之间相对固定，桥梁正常使用状态下，通过所述上支座板1的下表面与所述耐磨板一41之间的滑动摩擦、所述球冠衬板2与耐磨板二42之间的滑动摩擦，能够保证支座在单向上保持正常的设计位移与转动，如图3所示，当遇到地震作用时，如所述平板6像图3中左移，右侧所述限位部件一51撞击所述下支座板3，使所述平板6与上支座板1之间的抗剪螺栓8剪断，所述平板6相对于所述上支座板1发生滑移，随着所述平板6的向左滑移，所述杆件72滑出销钉73的孔中，图3中左侧的所述限位部件一51下落在对应的凸台上，左侧的所述限位部件一51卡在所述限位部件二52和下支座板3侧面之间，图3中右侧的所述限位部件二52与下支座板3侧面也抵紧，使所述上支座板1和下支座板3无法再相对运动，由于所述平板6下表面的摩擦系数大于所述上支座板1下表面的摩擦系数，此时所述平板6的下表面与耐磨板三43发生滑动摩擦，使支座的摩擦耗能能力大大提高，有效耗散地震能量，并且所述挡板71具有限位功能，防止所述平板6滑出所述上支座板1，采用本装置安装方便，比现有减隔震支座更加经济适用，且不存在抬梁的问题，既能够有效应对运营荷载、温度等造成的正常位移变形，又能够在地震时有效缓冲所受外力作用，提高支座的耗能能力和效果，提升桥梁结构的整体抗震性能和安全性，降低地震对桥梁结构的破坏，降低灾后维养成本。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种耗能的球形钢支座，其特征在于，包含上支座板(1)、球冠衬板(2)和下支座板(3)，所述球冠衬板(2)设于所述上支座板(1)和下支座板(3)之间，所述球冠衬板(2)的上表面设有平面形状的耐磨板一(41)，所述下支座板(3)的上表面设有球面形状的耐磨板二(42)，所述上支座板(1)的下方分别设有两个相对设置的限位部件一(51)和四个限位部件二(52)，四个所述限位部件二(52)为两两相对设置，所述下支座板(3)在限位部件一(51)下方的对应位置上设有凸台，所述上支座板(1)的上方设有平板(6)，所述平板(6)与上支座板(1)之间设有平面的耐磨板三(43)，所述平板(6)与上支座板(1)通过连接部件连接，每个所述限位部件一(51)均与平板(6)通过挂接部件连接，两个所述限位部件一(51)均与下支座板(3)对应的侧面具有间隙一，两个所述限位部件一(51)外侧的两个所述限位部件二(52)均与下支座板(3)对应的侧面具有间隙二，所述间隙二的宽度小于所述间隙一的宽度，所述限位部件一(51)的宽度等于两个所述间隙二的宽度之和，所述平板(6)下表面的摩擦系数大于所述上支座板(1)下表面的摩擦系数，所述挂接部件包含挡板(71)、杆件(72)和销钉(73)，所述挡板(71)连接于平板(6)上，所述销钉(73)的一端连接于所述挡板(71)，所述限位部件一(51)通过所述销钉(73)挂接于所述杆件(72)的另一端，所述杆件(72)和销钉(73)的位置和数量一一对应，所述连接部件为抗剪螺栓(8)，所有所述限位部件二(52)与所述上支座板(1)一体成型。

2.根据权利要求1所述的球形钢支座，其特征在于，所述限位部件一(51)与上支座板(1)之间设有弹簧。

3.根据权利要求1所述的球形钢支座，其特征在于，两个所述限位部件一(51)的宽度相等，两个所述间隙二的宽度相等。

4.根据权利要求1所述的球形钢支座，其特征在于，所述平板(6)的面积大于所述耐磨板三(43)的面积。

5.根据权利要求1-4任一所述的球形钢支座，其特征在于，所述平板(6)下表面的摩擦系数为0.1-0.14，所述上支座板(1)下表面的摩擦系数为0.01-0.04。

6.根据权利要求1-4任一所述的球形钢支座，其特征在于，所述限位部件一(51)为条形挡块。

7.根据权利要求1-4任一所述的球形钢支座，其特征在于，所述平板(6)下表面的摩擦系数从内向外逐渐增大。