一种抗震型球面转动支座.pdf

本实用新型属于桥梁工程技术领域，尤其涉及一种具有隔振耗能性能的抗震型球面转动支座。构成该抗震型球面转动支座的技术方案包括：其顶面和底面分别与梁体和桥墩通过连接机构固定连接的下侧面为球状曲面并设置有四氟板的支座上板和支座底板，其中支座底板的上侧面为球状曲面或其中部设置有柱型孔，在支座上板和支座底板二者之间设置有与之对应的上侧面为球缺状或中部设置的作为抗剪销的凸出圆柱的中间摆。该抗震型球面转动支座的结构符合抗震减隔震设计理念，具有结构紧凑、隔振方式简单、耗能效果明显、支座高度较低和造价较低等优点，具有广泛的推广应用价值。

1、  一种抗震型球面转动支座，包括其顶面和底面分别与梁体和桥墩通过连接机构固定连接的支座上板和支座底板，所述的支座上板的下侧面为球状曲面，并设置有与之对应的球面四氟板；其特征在于：所述的支座底板的上侧面的中部设置有柱型孔，在所述的支座上板和支座底板二者之间设置有上侧面为球缺状、下侧面的中部设置有与所述的柱型孔对应的凸出圆柱的中间摆。

2、  根据权利要求1所述的一种抗震型球面转动支座，其特征在于：在所述的支座底板的上侧面和中间摆的下侧面分别设置有上消能板和下消能板。

3、  根据权利要求1所述的一种抗震型球面转动支座，其特征在于：在所述的柱型孔的内壁面或/和凸出圆柱的柱侧面上设置有阻尼胶圈。

一种抗震型球面转动支座
技术领域
本实用新型属于桥梁工程技术领域，尤其涉及一种具有隔振耗能性能的抗震型球面转动支座。
背景技术
减隔震，就文字而言，就是降低地震能量。其本质及目的就是将结构与可能引起破坏的地面运动尽可能分离开来。普通的抗震理论是通过结构、构件自身具有的强度来抗震，也就是说支座本身强度设计的很高，足以抵抗大震，不会破坏，但强地震发生时梁已被震落了，支座还有什么用呢？与普通的抗震理论不同，减隔震理论则是采用动态的抵抗方法，采用隔震装置，使地面运动的地震能量输入减小，从而达到降低地震破坏能力的目的。
“汶川地震”中许多地方桥梁结构的损毁并不是桥梁支座的损坏造成的，而是由于桥梁梁体滑落断绝了交通，阻碍了救援，而造成了更大的人员伤亡和财产损失。“汶川地震”的实践告诉我们，传统的强度设计理念不符合桥梁系统抗震的需要，新型的耗能减隔震设计理念就能很好的满足桥梁系统抗震的需要。
耗能减震支座在小震和工作荷载作用下，耗能部件基本处于弹性状态，主要给主体结构提供足够的刚度或阻尼，使耗能减震支座满足正常使用的要求；在中震、大震及强震作用下，耗能元件率先进入耗能工作状态，产生较大的阻尼，大量耗散输入结构中的能量，迅速衰减结构的动力反应，而主体结构不出现明显的非弹性变形，从而确保结构在中震、大震及强震中的安全性和正常使用。
目前桥梁工程中应用的球形支座的减隔震措施如钢板弹簧结构、挤压卸载结构等，只能说是一种缓震措施并不能起到有效的耗能减震作用，因为实验表明上述结构的滞回曲线近似于梭形，基本上没有耗能能力，并且《公路桥梁抗震设计细则》(JTG/T B02-012008)抗震措施中也没有包含上述结构，所以说桥梁工程中现有的抗震球形支座并不是真正意义上的减隔震支座，并且结构复杂成本高，难以大面积推广。
实用新型内容
本实用新型的目的就是针对抗震球形支座的使用现状，提供一种符合《公路桥梁抗震设计细则》(JTG/T B02-012008)减隔振要求的、结构简单实用的摩擦耗能抗震球形支座。
为达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案为：
一种抗震型球面转动支座，包括其顶面和底面分别与梁体和桥墩通过连接机构固定连接的支座上板和支座底板，所述的支座上板的下侧面为球状曲面，并设置有与之对应的球面四氟板；所述的支座底板的上侧面的中部设置有柱型孔，在所述的支座上板和支座底板二者之间设置有上侧面均为球缺状、下侧面的中部设置有与所述的柱型孔对应的凸出圆柱的中间摆。
另外，在所述的支座底板的上侧面和中间摆的下侧面分别设置有上消能板和下消能板；在所述的柱型孔的内壁面或/和凸出圆柱的柱侧面上设置有阻尼胶圈。
本实用新型所提供的抗震型球面转动支座与现有技术相比，在支座底板的上侧面和中间摆的下侧面分别设置有上消能板和下消能板组成，其摩擦系数由抗震设防烈度确定。在正常工作状态及低于设防烈度时，地震动产生的上部结构水平荷载小于上消能板和下消能板间静摩擦阻力，摩擦面不发生滑动，支座竖向承载力、支座水平承载力、位移和转动功能等符合GB/T17955-2000《球型支座技术条件》的要求。
当发生设防烈度的地震时，地震动产生的上部结构水平荷载大于上消能板和下消能板间静摩擦阻力，上消能板和下消能板间将发生相对滑动，将机械运动转化为分之运动，将机械能转化为热能，从而耗散部分地震能量。同时阻尼胶圈在循环应力作用下具有很大的滞回阻尼，也将耗散部分地震能量。由此，实现支座的耗能减震功能；因此，该抗震型球面转动支座的结构符合抗震减隔震设计理念，具有结构紧凑、隔振方式简单、耗能效果明显、支座高度较低和造价较低等优点，具有广泛的推广应用价值。
附图说明
图1为抗震型球面转动支座的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型所提供的两种抗震型球面转动支座的结构做进一步的详细说明。
如图1所示，为抗震型球面转动支座的结构示意图。其结构包括有支座上板1、球面四氟板2、中间摆3、阻尼胶圈4、上消能板5、下消能板6、支座底板7组成。支座上板1平面端结合梁体，凹面位置镶嵌球面四氟滑板2，支座底板7平面端结合墩台，上述支座底板的上侧面的中部设置有柱型孔9，在支座上板和支座底板二者之间设置有上侧面为球缺状、下侧面的中部设置有与柱型孔对应的凸出圆柱10的中间摆3，并在上述支座底板的上侧面和球缺状的中间摆的下侧面分别设置有上消能板5和下消能板6，在上述柱型孔的内壁面或/和凸出圆柱的柱侧面上设置有阻尼胶圈4。
抗震型球面转动支座的上述结构中，中间摆3的球状曲面上焊接球面不锈钢滑板，地脚螺栓8分别将支座上板1锚固在梁体上将支座底板7锚固在墩台上，球面四氟滑板2和焊接球面不锈钢滑板或镀硬镉的中间摆3组成的滑动面，保证支座正常转动，中间摆3底面焊接上消能板5，底板7顶面焊接下消能板6，上消能板5和下消能板6在地震发生时产生相对位移，起到将上部结构与地震隔离的作用，并且利用摩擦耗能消减地震的能量，中间摆3底面设计有作为抗剪销的凸出圆柱10，防止地震发生时产生过大的位移，抗剪销上包裹阻尼胶圈4，在地震发生时消减地震的能量。支座上板1、中间摆3和支座底板7材料可以采用钢板、铸钢或锻钢；球面四氟滑板2材料采用四氟板或同等功能的高分子滑动材料；阻尼胶圈4材料采用橡胶或高阻尼橡胶；上消能板5和下消能板6材料采用不锈钢或同等摩擦系数的其他材料；地脚螺栓8采用标准件设计。