具有防落梁功能的平摆式隔震支座

技术领域

本发明属于建筑、桥梁减隔震技术领域，特别是涉及一种具有防落梁功能的平摆式隔震支座。

背景技术

支座是连接桥梁、建筑上部结构与下部结构的重要部件，它能够将上部结构的反力和变形(位移和转角)传递给下部结构，从而使结构的受力情况与理论计算图式相符合。首先支座必须具有足够的承载能力，以保证安全可靠地传递支座反力(垂直力和水平力)。其次支座对结构(位移和转角)的约束应尽可能地小，以适应梁体自由伸缩和转动的需要。此外桥梁支座应便于安装、养护和维修，并在必要时可进行更换。

目前所使用的桥梁、建筑支座以普通支座为主，支座按变形可能性分为固定支座、单向活动支座和多向活动支座。但是普通支座功能单一，不具有减隔震等功能，不能完全满足桥梁、建筑结构功能上的需要，局限性较大。尤其是多向活动支座，无法限制支座上下部之间及桥梁、建筑上下部结构之间的相对位移范围，这使得支座上下部及桥梁、建筑上下部结构有可能因为位移过大遭到破坏，甚至发生落梁事故。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有防落梁功能的平摆式隔震支座，解决现有支座在实际工作过程中，无法做到对建筑上下部结构减隔震以及多向活动支座不能合理限制支座上下部之间与桥梁(或建筑)上下部结构之间的相对位移范围等问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

具有防落梁功能的平摆式隔震支座，其特征在于：包括从上至下依次布置的上滑动板1、上支座板2、球冠衬板3和下支座板4，所述上滑动板1与上支座板2之间、上支座板2与球冠衬板3之间、球冠衬板3与下支座板4之间，均设有滑动摩擦副；所述上滑动板1下表面设有圆形沉槽11，所述上支座板2上表面设有与圆形沉槽11间隙配合的圆形卡榫21，所述圆形沉槽11和圆形卡榫21偏心布置。

进一步地，所述上支座板2的下表面设有与球冠衬板3球冠面相匹配的球冠型凹面。

进一步地，所述下支座板4上设有凹槽，所述球冠衬板3和上支座板2均位于凹槽内，所述球冠衬板3和上支座板2的侧壁与所述凹槽的内壁形成一定间隙。

进一步地，所述下支座板4上的凹槽为圆形。

进一步地，所述上支座板2的球冠型凹面上设有耐磨板，所述球冠衬板3的球冠面上设有不锈钢板，耐磨板与不锈钢板形成滑动摩擦副；所述球冠衬板3下表面设有耐磨板，所述下支座板4上表面设有不锈钢板，所述耐磨板与不锈钢板形成滑动摩擦副；所述上滑动板1下表面设有不锈钢板，所述上支座板2上表面设有耐磨板，所述耐磨板与不锈钢板形成滑动摩擦副。

进一步地，所述隔震支座还包括剪力销5，所述上滑动板1和上支座板2均设有销轴孔，所述剪力销5的上下端分别插在上滑动板1和上支座板2的销轴孔内，且为过渡配合。

进一步地，所述圆形卡榫21和剪力销5分别位于一条直径上圆心的两侧，并且该直径不在支座纵桥向和横桥向上。

进一步地，所述隔震支座还包括下滑动板6，所述下滑动板6位于下支座板4下方；所述下滑动板6上表面设有不锈钢板，所述下支座板4下表面设有耐磨板，所述耐磨板与不锈钢板形成滑动摩擦副。

进一步地，所述下滑动板6上表面设有导轨槽61，所述下支座板4下表面设有滑动导轨41，所述滑动导轨41与导轨槽61滑动配合。

进一步地，所述滑动导轨41沿支座纵桥向或横桥向布置。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：本发明通过对上支座板与上滑动板之间的平摆设计，增大了桥梁(或建筑)的自振周期，减少了结构的地震响应，使得结构所承受的能量大大减小；同时，由于各摩擦副未使用硅脂润滑，较大的摩擦力可以消耗相当一部分地震能量，使支座的减隔震效果更佳；此外，平摆半径限制了支座上下部之间及桥梁(或建筑)上下部结构之间的相对位移范围，防止了支座上下部及桥梁(或建筑)上下部结构因为位移过大遭到破坏，甚至发生落梁事故。本发明提出的支座结构简单、安装便捷、易于更换和维修，施工成本低，安全性能高，经济实用，具有更佳的减隔震效果，可广泛应用于桥梁、建筑等工程。

附图说明

图1为实施例一中具有防落梁功能的平摆式隔震支座的结构示意图。

图2为图1所述支座的俯视图。

图3为实施例二中具有防落梁功能的平摆式隔震支座的结构示意图。

图4为图3所述支座的俯视图。

图5为实施例三中具有防落梁功能的平摆式隔震支座的结构示意图。

图6为图5所述支座的俯视图。

图7为本发明三个实施例所述支座在桥梁上的一种布置状况。

图中：1、上滑动板；11、圆形沉槽；2、上支座板；21、圆形卡榫；3、球冠衬板；4、下支座板；41、滑动导轨；5、剪力销；6、下滑动板；61、导轨槽。

具体实施方式

下面将结合具体实施例对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

实施例一

如图1、2所示的隔震支座，从上到下依次包括上滑动板1、上支座板2、球冠衬板3和下支座板4；所述上支座板2的下表面设有与球冠衬板3球冠面相匹配的球冠型凹面；所述下支座板4上设有凹槽，所述球冠衬板3和上支座板2均位于凹槽内。所述下支座板4上的凹槽为圆形。

所述上滑动板1与上支座板2之间、上支座板2与球冠衬板3之间、球冠衬板3与下支座板4之间均设有滑动摩擦副，且无硅脂润滑。上述滑动摩擦副具体如下：

所述上滑动板1下表面设有不锈钢板，所述上支座板2上表面设有耐磨板，耐磨板与不锈钢板形成滑动摩擦副；

所述上支座板2的球冠型凹面上设有耐磨板，所述球冠衬板3的球冠面上设有不锈钢板，耐磨板与不锈钢板形成滑动摩擦副；

所述球冠衬板3下表面设有耐磨板，所述下支座板4上表面设有不锈钢板，耐磨板与不锈钢板形成滑动摩擦副。

所述上滑动板1下表面设有圆形沉槽11，所述上支座板2上表面设有与圆形沉槽11间隙配合的圆形卡榫21，所述圆形沉槽11和圆形卡榫21偏心布置。

如图1、2所示的隔震支座还包括剪力销5，所述上滑动板1和上支座板2均设有销轴孔，所述剪力销5的上下端分别插在上滑动板1和上支座板2的销轴孔内，且为过渡配合。所述圆形卡榫21和剪力销5分别位于一条直径上圆心的两侧。所述圆形卡榫21和剪力销5分别位于一条直径上圆心的两侧，并且该直径不在支座纵桥向和横桥向上。

当支座发生设计值内位移时，由于剪力销5的固定作用，支座等效于普通固定型支座；当支座受到地震等冲击时，由于剪力销5与销轴孔过渡配合，圆形沉槽11和圆形卡榫21为间隙配合，因此剪力销5首先受到冲击被剪断，桥梁(或建筑)上下部结构(如桥墩和桥体)出现非设计相对位移，上支座板2与上滑动板1之间可以进行旋转摆动，此时支座等效于多向型支座。

实施例二

如图3、4所示的隔震支座，与实施例一中的隔震支座相比，增加了下滑动板6，所述下滑动板6位于下支座板4下方；所述下滑动板6上表面设有不锈钢板，所述下支座板4下表面设有耐磨板，所述耐磨板与不锈钢板形成滑动摩擦副。

所述下滑动板6上表面设有导轨槽61，所述下支座板4下表面设有滑动导轨41，所述滑动导轨41与导轨槽61滑动配合构成滑动导轨机构，滑动导轨41与导轨槽61侧壁之间也设有由耐磨板与不锈钢板形成滑动摩擦副。所述滑动导轨41沿支座纵桥向或横桥向布置，如图4中的两条中心十字虚线。

当支座发生设计值内位移时，由于剪力销5的固定作用，支座只能通过下支座板4和下滑动板6之间的滑动导轨机构释放横向或纵向的单向位移，即等效于普通单向型支座；当支座受到地震等冲击时，剪力销5受到冲击被剪断，桥梁(或建筑)上下部结构(如桥墩和桥体)出现非设计相对位移，上支座板2与上滑动板1之间可以进行旋转摆动，此时支座类似于曲柄滑块结构，在上部转动的同时，下部滑动导轨机构做往复运动，等效于多向型支座。

实施例三

如图5、6所示的隔震支座，在实施例一的基础上取消了剪力销5。

当支座发生设计值内位移时，由于上支座板2与上滑动板1之间可以进行旋转摆动，所以支座等效于普通多向型支座；当支座受到地震等冲击时，圆形卡榫21受圆形沉槽11的限制，上滑动板1和下支座板4相对位移不能超过支座旋转半径以外，防止了桥梁(或建筑)上下部结构位移过大造成永久性破坏，此时支座等效于限位型多向支座。

如图7所示，本发明的隔震支座在桥梁中应用的布置状况，左上为实施例一所述隔震支座，右上、左下为实施例二所述隔震支座，右下为实施例三所述隔震支座。

本发明的原理：通过对支座上支座板2与上滑动板1之间的平摆设计，增大了桥梁(或建筑)的自振周期，减少了结构的地震响应，使得结构所承受的能量大大减小；同时，由于各摩擦副未使用硅脂润滑，较大的摩擦可以消耗相当一部分地震能量，使支座的减隔震效果更佳；此外，平摆半径限制了支座上下部之间及桥梁(或建筑)上下部结构之间的相对位移范围，防止了支座上下部及桥梁(或建筑)上下部结构位移过大造成永久性破坏。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。