CN201843071U - 拉索-挡块组合限位抗震支座 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种拉索-挡块组合限位抗震支座。包括下座板、上座板、挡块、缓冲板、中间板、减磨板、归位弹簧，还包括抗剪螺栓、拉索和螺栓自动脱位装置。抗剪螺栓穿置在下座板、第一缓冲板、中间板、减磨板、第二缓冲板和上座板上，抗剪螺栓分别与两个螺栓自动脱位装置联结，抗剪螺栓的中部构成有一剪切口。拉索分别与上、下座板联结。本实用新型能消耗地震发生时对桥梁所产生的作用能量，在发生较大水平位移超过限制时，挡块与下座板接触限制上部结构继续位移，同时拉索承受拉力，进而与挡块一起参与受力，即使得支座两侧挡块联合限位，避免钢挡块单边承受冲击受剪作用，增强了抗震能力，改善有竖向组合振动可能引起的纵横向限位失效的现象。

Description

拉索-挡块组合限位抗震支座 

技术领域

本实用新型属于土木工程、地震工程技术领域，具体涉及一种将拉、剪效应结合起来的新型减隔震支座：特别涉及一种拉索-挡块组合限位抗震支座。 

背景技术

近几十年来，减隔震支座作为桥梁减隔震的重要措施，获得了越来越多的重视，并取得了重大的发展。盆式橡胶支座、铅芯橡胶支座、FPS(摩擦摆锤体系)逐步得到了广泛的应用，并成为了国内外桥梁支座的主流。在几种减隔震支座中，盆式橡胶支座在遭遇地震或重大的振动性冲击时，上、下座板之间的水平位移得不到有效的缓冲；铅芯橡胶支座耗能能力强，温度、徐变等蠕变变形引起的支座次内力较小，但支座的剪切性能受竖向荷载的影响较大，且随着铅芯的增加，支座自恢复能力逐渐减弱，不能在具有多频谱效应的地震动中有效的减隔震；FPS(摩擦摆锤体系)的自恢复能力强、摩擦耗能性能稳定，但是在摩擦耗能的过程中会导致梁端的竖向位移而产生次内力。 

鉴于上述不同类型支座存在的种种不足，我们在普通球型支座、盆式抗震支座的基础上，结合目前在大型桥梁抗震设计中经常采用的一种在上部梁体与下部桥墩之间的弹性索装置，设计形成了一种拉索减震支座。 

中国实用新型专利授权公告号CN201530991U公开了一种拉索减震支座。该技术方案一方面采用了抗剪螺栓，使得支座在一般使用情况下变现为固定支座的结构形式，在发生地震时，当上下座板间的水平力大于抗剪螺栓的剪切强度时，抗剪螺栓的剪切口断裂，在消耗部分地震能量的同时，支座形式变为活动支座；另一方面则在上、下座板之间锚固以钢绞线拉索，当抗剪螺栓断裂后，在上、下座板移位时起到缓冲限位作用，并且可在地震后使上、下座板可靠复位。 

但是，上述方案均仍然存在一些不足，当支座上、下座板之间出现较大水平位移，并且水平力比较大的时候，拉索有可能产生被拉屈服而不能有效限位的情况。因此，有必要对已有技术中的桥梁支座作进一步的改进。 

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种能有效地缓冲强震作用下支座上、下座板之间的水平位移并可靠限位的拉索-挡块组合限位抗震支座。 

为达到以上目的，本实用新型采用的解决方案是：吸收之前拉索支座的优点，采用抗 剪螺栓，通过其剪切口断裂消耗部分地震能量并能使原有支座由固定支座变为活动支座；采用拉索，限制支座移位；在此基础上采用挡块，与拉索共同工作限位支座位移，避免出现拉索失效的情况，增强抗震能力。 

本实用新型提出的拉索-挡块组合限位抗震支座，包括具有座体并且座体具有座腔的下座板、上座板和依次叠置于所述座腔内的第一缓冲板、中间板、减磨板以及第二缓冲板，还包括有抗剪螺栓、拉索、挡块、第三缓冲板和两个螺栓自动脱位装置，所述抗剪螺栓依次穿过下座板、第一缓冲板、中间板、减磨板、第二缓冲板和上座板，其上端探出上座板上的第六螺栓孔与其中一个螺栓自动脱位装置联结，下端探出下座板上的第一螺栓孔与另一个螺栓自动脱位装置联结，并且在抗剪螺栓的中部构成有一剪切口，所述拉索的一端与上座板联结，另一端与下座板联结；所述上座板的每侧下方各锚固有一组挡块，其高度应能保证在支座移位时能够与下座板有合适的接触，挡块内侧以有机高分子材料粘结有第三缓冲板。 

本实用新型中，所述抗剪螺栓的两端均具有联结螺纹，螺栓自动脱位装置通过该联结螺纹与抗剪螺栓联结。 

本实用新型中，所述螺栓自动脱位装置包括螺母、弹簧和垫圈，弹簧和垫圈套置在抗剪螺栓上，螺母与联结螺纹旋接配合，弹簧位于螺母与垫圈之间。 

本实用新型中，所述上座板、下座板、挡块的形状均为矩形体，上座板的四个角部各开设有一组第二拉索孔，相应的，下座板的四个角部各开设有一组第一拉索孔。四组拉索的上端各与相应的第二拉索孔联结，下端各与相应的第一拉索孔联结。 

本实用新型中，第三缓冲板为橡胶板，通过高分子聚合材料粘结在挡块内侧。 

本实用新型中，所述四组拉索的每组拉索的根数为2-19根，每根拉索由钢绞线、高强度钢丝束或碳纤维构成，所述第一拉索孔、第二拉索孔的数量与拉索的数量相等。 

本实用新型中，每组拉索的上端设置有一组归位弹簧，下端设置有另一组归位弹簧。 

本实用新型中，所述四组拉索上均套设有拉索归位弹簧，并且每组拉索的一端配有第一定位帽，另一端配有第二定位帽，第一定位帽容纳与第一拉索孔内，而第二定位帽则容纳与第二拉索孔内。本实用新型中，所述第一拉索孔、第二拉索孔均为变径孔。 

本实用新型中，所述第一缓冲板与中间板之间设有密封圈，所述第一缓冲板为橡胶板，所述中间板面向所述减磨板的一个表面构成有一滑板腔，中间板为钢板。 

本实用新型中，所述每组拉索的上端通过第二定位帽与固定于第二拉索孔内，下端通过第一定位帽与固定于第一拉索孔内。 

本实用新型中，所述减磨板设在所述的滑板腔内，减磨板为聚四氟乙烯板或高分子耐 磨板。 

本实用新型中，所述第二缓冲板为不锈钢板。 

本实用新型中，使用时，本拉索-挡块组合限位抗震支座由穿过下座板四个角部螺栓孔的螺栓与桥墩上的预埋件固定。 

本实用新型提供的技术方案的优点： 

1)充分发挥了实用新型专利授权公告号CN201530991U公开的一种拉索减震支座的优点，采用了抗剪螺栓，使得支座表现为固定支座的结构形式，然而当发生地震，当上座板或下座板的水平力大于抗剪螺栓的剪切强度时，抗剪螺栓的剪切口断裂，一方面得以消耗部分地震能量而保护桥体，另一方面使支座发生转型，由固定支座变为活动支座，减小支座受力； 

2)当支座移位超过允许值时，四组拉索以及挡块均参与限制支座移位。通过合理设计挡块的位置和拉索的长度，使得在挡块发生限位作用时，拉索也正好能够充分发挥限位的作用，避免了由于水平力太大而导致拉索屈服丧失限伟能力的情况，提高了支座的限位能力，增强了抗震能力。 

3)拉索上套设的归位弹簧，在地震后使得支座上、下座板可靠复位，避免了单独采用挡块限位时支座在地震后无法自动复位的现象； 

4)能有效控制三向位移，特别能改善有竖向组合振动可能引起的纵横向限位失效的现象。 

总之，本实用新型适用于铁路桥、公路桥、城市高架桥以及各种大型悬架结构之类的建筑物上，起减震作用。 

附图说明

图1为本实用新型的实施组装结构图。 

图2为图1的剖视图。 

图中标号：1为下座板，2为上座板，3为第一缓冲板，4为中间板，5为减磨板，6为第二缓冲板，7为抗剪螺栓，8为挡块，9为螺栓自动脱位装置，10为滑板腔，11为第三缓冲板，12为第七螺栓孔，13为第二拉索孔，14为第一螺栓孔，15为第一螺栓，16为第二螺栓，17为第二螺栓孔，18为密封圈，19为剪切口，20为第三螺栓孔，21为第六螺栓孔，22为第八螺栓孔，23为拉索，24为第二定位帽，25为归位弹簧，26为第一拉索孔，27为联结螺纹，28为第五螺栓孔，29为第四螺栓孔，30为座腔，31为螺母，32为弹簧，33为垫圈，34为座体，35为第一定位帽。 

具体实施方式

为了使专利局的审查员尤其是公众能够更加清楚地理解本实用新型的技术实质和有益效果，申请人将在下面以实施例的方式结合附图作详细说明，但是对实施例的描述均不是对本实用新型方案的限制，任何依据本实用新型构思所作出的仅仅为形式上的而非实质性的等效变换都应视为本实用新型的技术方案范畴。 

实施例1：请见图1和图2，一矩形的下座板1，在使用状态下与桥梁的桥墩固定，为此在下座板1的四个角部各开设有一第七螺栓孔12，用第一螺栓15将下座板1与桥墩上的预埋件固定。在下座板1朝向上的一侧的中央挖空形成有一环状的座腔30，在该座腔30内自下而上地依次设置第一缓冲板3、中间板4、减磨板5和第二缓冲板6。第一缓冲板3为橡胶板，中间板4为钢板，减磨板5为聚四氟乙烯板或高分子耐磨板，第二缓冲板6为不锈钢板。其中，在第一缓冲板3与中间板4之间设置有密封圈18，以及，中间板4形成有一滑板腔10，减磨板5位于该滑板腔10内。 

一矩形的上座板2，在使用状态下与桥梁的主梁底面(也称桥梁的梁体)固定，为此在上座板2的四个角部各开设有一第八螺栓孔22，用第二螺栓16将上座板2与主梁底面固定。 

由图1和图2共同示意，在下座板1的中央开有一第一螺栓孔14(图2示)，在第一缓冲板3的中央开设有一第二螺栓孔17(图2示)，在中间板4的中央开设有一第三螺栓孔20，在减磨板5的中央开设有一第四螺栓孔29，在第二缓冲板6的中央开设第五螺栓孔28以及在上座板2的中央开设第六螺栓孔21，前述的第一螺栓孔14、第二螺栓孔17、第三螺栓孔20、第四螺栓孔29、第五螺栓孔28和第六螺栓孔21均彼此对应。作为本实用新型的技术要点之一的抗剪螺栓7穿设在前述的第一至第六螺栓孔上，其中，抗剪螺栓7的上端在探出第六螺栓孔21后用一对螺栓自动脱位装置9中的其中一个螺栓自动脱位装置9与其联结，具体是：将垫圈33和弹簧32依次套置到抗剪螺栓7上，用螺母31与抗剪螺栓7端部的联结螺纹27旋固，前述的垫圈33与上座板2接触；抗剪螺栓7的下端在探出第一螺栓孔14后用另一个螺栓自动脱位装置9与其联结，联结方式如同对抗剪螺栓7的上端的联结的描述，具体还可通过图2的示意得到充分理解；抗剪螺栓7的中部以颈缩状态地构成有一剪切口19，剪切口19的位置大体上与前述的第四螺栓孔29、第五螺栓孔28相对应。在桥梁施工过程中，对本实用新型拉索-挡块组合限位抗震支座安装时，优选的方案是在桥墩和桥体(桥梁的梁体)上各预置对应于螺栓自动脱位装置9的凹坑或孔，以便在剪切口19切断后，由弹簧33的回复力的作用将断裂的抗剪螺栓7弹入前述的凹坑或孔中。 

请继续见图1和图2，本实用新型的技术方案的另一个技术要点是采用四组拉索，由 于四组拉索23与上座板2、下座板1的联结方式均相同，因此择其一进行说明。在本实施例中，就一组拉索23而言，其由2-19根钢绞线、高强度钢丝束或碳纤维组成。每组拉索下端分别通过第一定位帽35、归位弹簧25、第一拉索孔26与下座板1相联结，上端分别通过第二定位帽24、归位弹簧25、第二拉索孔13与上座板2相联结。 

挡块8锚固于上座板2上，其高度应能保证在支座移位时能够与下座板1有合适的接触，以便能成功限位。第三缓冲板11以有机高分子粘结材料粘结于挡块内侧。挡块8的位置和拉索23的长度应该按照支座上、下座板设计允许的最大水平位移来确定，并使得在拉索23和上挡块8能够共同发挥作用。 

在地震发生之前的正常状态下，由于抗剪螺栓7的作用，使上座板2、下座板1联结为一体，因而使本实用新型结构的拉索-挡块组合限位抗震支座表现为固定支座的形式，即由抗剪螺栓7约束下座板2、上座板1之间的水平位移。然而，当地震发生时，前述的水平力大于抗剪螺栓7的剪切口19的抗剪强度时，抗剪螺栓7便被剪断，并且由两端的螺栓自动脱位装置9弹脱，可见，抗剪螺栓7起到两个方面的作用，一是能够消耗地震所造成的导致上座板2、下座板1水平位移的部分能量，从而保护桥梁；二是由于抗剪螺栓7断开，解除了对上座板2、下座板1的约束，使支座的性质从先前的固定支座转型为多向活动支座。当然，抗剪螺栓7的剪切口19耐受断裂的力是依据力学原理通过设计计算而得到的。此外，在抗剪螺栓7断开后，支座向一侧运动位移值超过一定设计值时，该侧支座挡块与下座板接触开始限位，而同时四组拉索23承受拉力，进而与挡块一起参与受力，即使得支座两侧上挡块联合限位，避免钢挡块单边承受冲击受剪作用，增强了抗震能力。 

将上述的固定型拉索-挡块组合限位抗震支座的抗剪螺栓7取消，则成为多向活动型拉索-挡块组合限位抗震支座，若再加上侧向导向器则成为单向活动型拉索-挡块组合限位抗震支座，在地震发生时，这三种支座可协同作用，消耗地震能量并控制桥梁水平位移。 

Claims (8)

1.一种拉索-挡块组合限位抗震支座，包括座体(34)，并且座体(34)具有座腔(30)的下座板(1)、上座板(2)和依次叠置于所述座腔(30)内的第一缓冲板(3)、中间板(4)、减磨板(5)以及第二缓冲板(6)，其特征在于：还包括有抗剪螺栓(7)、拉索(23)、挡块(8)、第三缓冲板(11)和两个螺栓自动脱位装置(9)；所述抗剪螺栓(7)依次穿过下座板(1)、第一缓冲板(3)、中间板(4)、减磨板(5)、第二缓冲板(6)和上座板(2)，其上端探出上座板(2)上的第六螺栓孔(21)与其中一个螺栓自动脱位装置(9)联结，下端探出下座板(1)上的第一螺栓孔(14)与另一个螺栓自动脱位装置(9)联结，并且在抗剪螺栓(7)的中部构成有一剪切口(19)；所述拉索(23)的一端与上座板(2)联结，另一端与下座板(1)联结；所述上座板(2)的每侧下方各锚固有一组挡块(8)，其高度应能保证在支座移位时能够与下座板(26)有合适的接触，挡块(8)内侧粘结有第三缓冲板(11)。

2.根据权利要求1所述的拉索-挡块组合限位抗震支座，其特征在于所述抗剪螺栓(7)的两端均具有联结螺纹(27)，螺栓自动脱位装置(9)通过该联结螺纹(27)与抗剪螺栓(7)联结。

3.根据权利要求1所述的拉索-挡块组合限位抗震支座，其特征在于所述螺栓自动脱位装置(9)包括螺母(31)、弹簧(32)和垫圈(33)，弹簧(32)和垫圈(33)套置在抗剪螺栓(7)上，螺母(31)与联结螺纹(27)旋接配合，弹簧(32)位于螺母(31)与垫圈(33)之间。

4.根据权利要求1所述的拉索-挡块组合限位抗震支座，其特征在于所述拉索(23)由由2-19根钢绞线、高强度钢丝束或碳纤维组成。

5.根据权利要求1所述的拉索-挡块组合限位抗震支座，其特征在于所述上座板(2)的四个角部各设有一组第二拉索孔(13)，相应的，下座板(1)的四个角部各设有一组第一拉索孔(26)，每组拉索(23)的上端各与相应的第二拉索孔(13)联结，下端各与相应的第一拉索孔(26)联结。

6.根据权利要求4或5所述的拉索-挡块组合限位抗震支座，其特征在于所述每组拉索(23)的上端设置有一组归位弹簧(25)，下端设置有另一组归位弹簧(25)。

7.根据权利要求4或5所述的拉索-挡块组合限位抗震支座，其特征在于所述每组拉索(23)的上端通过第二定位帽(24)与固定于第二拉索孔(13)内，下端通过第一定位帽(35)与固定于第一拉索孔(26)内。

8.根据权利要求1所述的拉索-挡块组合限位抗震支座，其特征在于所述第一缓冲板(3)与中间板(4)之间设有密封圈(18)，所述中间板(4)面向所述减磨板(5)的一个表面构成有一滑板腔(10)。 

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