一种具有位移调节功能的支座

技术领域

本发明涉及土木工程支座技术领域，具体地说，是关于一种具有位移调节功能的支座。

背景技术

在土木工程结构中，特别是在建筑结构和桥梁结构中，钢支座用于结构上、下部构件的固定连接。支座作为工程结构的边界关键部件，其在服役期间可能因结构变形、基础沉降或动力荷载等因素发生竖向或水平向偏位，而支座安装平整度直接影响结构的安全性和舒适性。目前大多数建筑结构或桥梁结构中的支座只能被动接受上述因素所带来的偏位，直接影响到了结构的安全性，若进行加固等补救从结构安全性和经济型来看往往收效甚微。因此，对于平整度要求高的结构如磁悬浮高架桥等提出一种安全、便捷、高效的具有位移调节功能的支座有着重要的意义。

发明内容

本发明的目的就在于改进现有支座无法在竖向或水平方向进行位移调节的不足，从而提供一种具有位移调节功能的支座。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种具有位移调节功能的支座，包括：

连接板，用于与下方的结构柱固定连接；

下支座围壁，下侧贴合并固定连接所述连接板，所述下支座围壁内部挖空构成空腔；

第一水平移动楔形块，位于所述下支座围壁的空腔内，所述第一水平移动楔形块的上下两侧均为斜面，且下侧和下支座围壁的空腔内壁之间设置斜向滑移板，前侧及后侧和下支座围壁的空腔内壁之间分别设置限位滑移板；

竖向移动楔形块，位于所述第一水平移动楔形块上方，所述竖向移动楔形块的下侧为与所述第一水平移动楔形块的上侧相对应的斜面，且和所述第一水平移动楔形块之间设置斜向滑移板，前侧与下支座围壁之间设置限位滑移板，左、右两侧与下支座围壁之间分别设置垂直向滑移板，并且，所述竖向移动楔形块的上表面设有球冠形的凹槽；

第二水平移动楔形块，位于所述竖向移动楔形块的后方，所述第二水平移动楔形块的前后两侧均为斜面，且下侧和下支座围壁之间设置水平向滑移板，前侧和竖向移动楔形块之间设置斜向滑移板；

球冠板，位于所述竖向移动楔形块的上方的球冠形凹槽内，且所述球冠板下侧与竖向移动楔形块之间设置转动滑移板；

上支座板，位于所述球冠板的上方，用于与其上方的目标结构固定连接，所述上支座板的下侧与球冠板之间设置水平向滑移板；

挡板，位于所述第二水平移动楔形块后方，所述挡板前侧与第二水平移动楔形块之间设置斜向滑移板，上侧与所述上支座板固定连接；

竖向位移调节楔形块，位于所述第一水平移动楔形块左侧，所述竖向位移调节楔形块右侧和第一水平移动楔形块之间设置垂直向滑移板，左侧固定连接竖向位移调节螺杆，所述竖向位移调节螺杆通过下支座围壁的预留孔延伸至所述下支座围壁外侧并用竖向位移锁紧螺母固定；

水平位移调节楔形块，位于第二水平移动楔形块左侧，所述水平位移调节楔形块右侧和第二水平移动楔形块之间设置水平向滑移板，左侧固定连接水平位移调节螺杆，所述水平位移调节螺杆通过下支座围壁的预留孔延伸至所述下支座围壁外侧并用水平位移锁紧螺母固定。

具体的，所述第一水平移动楔形块和第二水平移动楔形块在左右两侧有预留空间，以在水平方向留有运动行程。

进一步的，所述竖向位移调节螺杆上标记有位移刻度，该位移刻度根据由竖向位移调节需求和楔形块斜度而确定的竖向位移调节螺杆的平动位移与竖向移动楔形块的位移映射关系而确定。

所述水平位移调节螺杆上标记有位移刻度，该位移刻度由根据水平位移调节需求和楔形块斜度而确定的水平位移调节螺杆的平动位移与挡板的位移映射关系而确定。

进一步的，所述上支座板顶部及连接板的截面形状均为矩形，滑移板截面形状可为正多边形或圆形。

进一步的，所述连接板通过若干个高强螺栓及预设在结构柱中的螺栓套筒固定连接至结构柱，且所述高强螺栓沿连接板的截面均匀对称布置。所述高强螺栓及螺栓套筒的数量为12个。

进一步的，所述上支座板的外缘通过焊条固定连接至目标结构。

本发明具有以下有益效果：

1、本发明基于简单的机械原理，利用楔形块实现较小的力拉动或推动较重的负载，同时采用模块化设计与组装方法，采用楔形块实现支座竖向受力转换，具有构造简单、加工方便、易组装以及易维修等特征。

2、本发明整体属于无源调节系统，具有天然稳定特征，且施工技术简单，安全性高；主要部件间仅通过滑移板接触连接，降低了装置的安装和维修难度。

3、本发明由于竖向位移调节螺杆的平动位移与水平移动楔形块水平位移相等，同时水平移动楔形块的水平位移和竖向移动楔形块的竖向位移存在线性对应关系，因此，根据标定可以确定调节螺杆变形与楔形块变形的关系。

4、本发明可以实现对支座的多向位移调节，位移调节精度可通过改变楔形块数量和角度大小实现；拧动调节螺杆的力矩大小可通过改变楔形块数量和角度大小实现。

5、本发明根据调节螺杆平动位移与支座楔形块位移的单值映射关系，可以实现基于机械方式的支座变形调节，有利于解决支座在运输过程中的偏位问题、施工过程测量定位误差问题等，实现对结构的全寿命管理。

附图说明

图1为本发明的具有位移调节功能的支座的构造示意图。

图2为图1沿A-A方向的剖面图。

图3为图1沿B-B方向的剖面图。

图号说明：

1-目标结构；2-结构柱；3-上支座板；31-挡板；41-水平向滑移板；42-转动滑移板；43-斜向滑移板；44-垂直向滑移板；45-限位滑移板；5-球冠板；6-竖向移动楔形块；7-第一水平移动楔形块；8-第二水平移动楔形块；9-竖向位移调节楔形块； 10-水平位移调节楔形块；11-竖向位移调节螺杆；12-竖向位移锁紧螺母；13-下支座围壁；14-连接板；15-高强螺栓；16-螺栓套筒；17-水平位移调节螺杆；18-水平位移锁紧螺母；19-预留孔；20-焊条。

具体实施方式

以下结合附图，对本发明一种具有位移调节功能的支座作进一步详细说明。应理解，以下实施例仅用于说明本发明而非用于限定本发明的范围。在本发明实施例描述中，涉及到方位描述，例如水平向、竖向、斜向、内、外、左、右、前、后等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

如图1至图3所示，为本发明一种具有位移调节功能的支座，包括：

连接板14，用于与下方的结构柱2固定连接；

下支座围壁13，下侧贴合并固定连接所述连接板14，所述下支座围壁13内部挖空构成空腔；

第一水平移动楔形块7，位于所述下支座围壁13的空腔内，所述第一水平移动楔形块7的上下两侧均为斜面，且下侧和下支座围壁13的空腔内壁之间设置斜向滑移板43，前侧及后侧和下支座围壁13的空腔内壁之间分别设置限位滑移板45；

竖向移动楔形块6，位于所述第一水平移动楔形块7上方，所述竖向移动楔形块 6的下侧为与所述第一水平移动楔形块7的上侧相对应的斜面，且和所述第一水平移动楔形块7之间设置斜向滑移板43，前侧与下支座围壁13之间设置限位滑移板45，左、右两侧与下支座围壁13之间分别设置垂直向滑移板44，并且，所述竖向移动楔形块6的上表面设有球冠形的凹槽；

第二水平移动楔形块8，位于所述竖向移动楔形块6的后方，所述第二水平移动楔形块8的前后两侧均为斜面，且下侧和下支座围壁13之间设置水平向滑移板41，前侧和竖向移动楔形块6之间设置斜向滑移板43；

球冠板5，位于所述竖向移动楔形块6的上方的球冠形凹槽内，且所述球冠板5 下侧与竖向移动楔形块6之间设置转动滑移板42；

上支座板3，位于所述球冠板5的上方，用于与其上方的目标结构1固定连接，所述上支座板3的下侧与球冠板5之间设置水平向滑移板41；

挡板31，位于所述第二水平移动楔形块8后方，所述挡板31前侧与第二水平移动楔形块8之间设置斜向滑移板43，上侧与所述上支座板3固定连接；

竖向位移调节楔形块9，位于所述第一水平移动楔形块7左侧，所述竖向位移调节楔形块9右侧和第一水平移动楔形块7之间设置垂直向滑移板44，左侧固定连接竖向位移调节螺杆11，所述竖向位移调节螺杆11通过下支座围壁13的预留孔19延伸至所述下支座围壁13外侧并用竖向位移锁紧螺母12固定；

水平位移调节楔形块10，位于第二水平移动楔形块8左侧，所述水平位移调节楔形块10右侧和第二水平移动楔形块8之间设置水平向滑移板41，左侧固定连接水平位移调节螺杆17，所述水平位移调节螺杆17通过下支座围壁13的预留孔19延伸至所述下支座围壁13外侧并用水平位移锁紧螺母18固定。

具体的，所述第一水平移动楔形块7和第二水平移动楔形块8在左右两侧有预留空间，以在水平方向留有运动行程。

进一步的，所述竖向位移调节螺杆上11标记有位移刻度，该位移刻度根据由竖向位移调节需求和楔形块斜度而确定的竖向位移调节螺杆11的平动位移与竖向移动楔形块9的位移映射关系而确定。

所述水平位移调节螺杆17上标记有位移刻度，该位移刻度由根据水平位移调节需求和楔形块斜度而确定的水平位移调节螺杆17的平动位移与挡板31的位移映射关系而确定。

进一步的，所述上支座板3顶部及连接板14的截面形状均为矩形，滑移板截面形状可为正多边形或圆形。

进一步的，所述连接板14通过高强螺栓15及结构柱2内预设的螺栓套筒16固定连接至结构柱2，且所述高强螺栓15及螺栓套筒16设置数量至少为12个，所述高强螺栓15沿连接板14的截面均匀对称布置。

进一步的，所述上支座板3外边缘处通过焊条20固定连接至目标结构1。

本发明的具有位移调节功能的支座的工作原理如下：

(1)支座不进行位移调节时，竖向位移锁紧螺母12及水平位移锁紧螺母18紧靠下支座围壁13且处于锁紧状态；垂直向滑移板44用于限制竖向移动楔形块6的运动方向；竖向移动楔形块6在竖向运动方向上保留足够的运动行程；限位滑移板45 用于限制第一水平移动楔形块7及第二水平移动楔形块8的运动方向，第一水平移动楔形块7及第二水平移动楔形块8在水平运动方向上保留足够的运动行程；

(2)对支座的水平位移进行调节时，通过调节水平位移锁紧螺母18，带动水平位移调节螺杆17及第二水平移动楔形块8在左右方向上水平移动，使得挡板31在前后方向上水平移动，从而带动上支座板3及目标结构1水平位移；

(3)对支座的竖向位移进行调节时，通过调节竖向位移锁紧螺母12，带动竖向位移调节螺杆11及第一水平移动楔形块7在左右方向上水平移动，使得所述竖向移动楔形块6竖向位移，从而带动球冠板5、上支座板3及目标结构1竖向位移。

本发明基于简单的机械原理，利用楔形块实现较小的力拉动或推动较重的负载，并且通过采用模块化设计与组装方法，采用楔形块完成支座竖向受力转换，实现对支座的多向位移调节；同时能够根据调节螺杆与楔形块位置的之间的线性对应关系来通过调节螺杆变形确定楔形块的变形，便于实现基于机械方式对支座变形的调节。