一種曲面疊層鋼板自復位摩擦減振支座的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種曲面疊層鋼板自復位摩擦減振支座，包括上座、下座和位于所述上座、下座之間的曲面板，所述曲面板至少有二個并上下層疊設置，位于最下端的所述曲面板設置在所述下座上，位于最上端的所述曲面板與所述上座相接觸并支撐所述上座。本發(fā)明的有益效果是：通過層疊設置曲面板，使相鄰的曲面板之間形成曲面摩擦副，使位于最上端的曲面板與上座形成第二摩擦副，使位于最下端的所述曲面板與下座形成第三摩擦副，通過疊層的曲面板之間的相互摩擦消耗車輛沖擊、地震能量，利用曲面板的復位能力來實現(xiàn)自復位，結(jié)構(gòu)形式簡單，傳力機制明確，成本低，減震效果穩(wěn)定，耐久性好，尤其對受車輛沖擊荷載影響大的支座，減振效果明顯。
【專利說明】一種曲面疊層鋼板自復位摩擦減振支座

【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明涉及橋梁結(jié)構(gòu)減振領域，尤其涉及橋梁結(jié)構(gòu)減振領域中的一種曲面疊層鋼板自復位摩擦減振支座。

【背景技術(shù)】
[0002]作為經(jīng)濟發(fā)展的紐帶，橋梁在我國經(jīng)濟振興、尤其是西部山區(qū)經(jīng)濟的發(fā)展中起著不可替代的作用。作為橋梁工程上下結(jié)構(gòu)的連接、傳力構(gòu)件，橋梁支座的力學性能直接影響了橋梁的整體穩(wěn)定性及安全性。
[0003]橋梁支座主要受上、下部結(jié)構(gòu)傳來的荷載的影響。針對如何減弱下部荷載(主要是地震荷載)的影響，當前國內(nèi)外學者已經(jīng)開展了大量的研究并取得了豐富的研究成果，在工程上也設計、制作并安裝了大量的減隔振支座；而對于如何削弱上部荷載(主要是風荷載和車輛沖擊荷載)的影響，當前并未開展充分有效的研究。車輛沖擊荷載主要表現(xiàn)為脈沖型水平力，該水平力與車輛自重疊加，形成指向沿橋梁縱向，斜下方的合力，其力學性質(zhì)與地震荷載存在很大差異。
[0004]當前對橋梁減隔振支座大多采用橡膠支座和摩擦支座。橡膠支座主要通過延長結(jié)構(gòu)自振周期，使其遠離地震波特征周期，實現(xiàn)隔震的目的。該支座對于減弱地震作用效果顯著，但其對車輛沖擊荷載的效果尚待研究；同時，該支座過于依賴橡膠特性，一方面，支座在制作過程中，質(zhì)量極難控制，另一方面，服役過程中，支座老化問題比較嚴重，其預期的性能參數(shù)將大幅下降，剩余壽命難以估計。
[0005]傳統(tǒng)的摩擦減振技術(shù)通常利用摩擦副水平方向的相對運動，進行摩擦耗能，從而實現(xiàn)能量的耗散。但是，該類型支座通常需要額外設置復位裝置，增加了施工難度和成本；同時，滑移過程中支座上部結(jié)構(gòu)水平向位移過大，會對限位裝置造成破壞，嚴重的會使得支座受力產(chǎn)生整體偏心,加大橋墩的傾覆隱患。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了克服已有減振支座存在的使用壽命短、側(cè)向傾覆隱患、且大多不具備自復位功能的不足之處，本發(fā)明基于盆式支座，提供一種使用壽命長的，減振效果穩(wěn)定，水平方向零偏心，并且具備一定自復位功能的曲面疊層鋼板自復位摩擦減振支座。
[0007]本發(fā)明提供了一種曲面疊層鋼板自復位摩擦減振支座，包括上座、下座和位于所述上座、下座之間的曲面板，所述曲面板至少有二個并上下層疊設置，位于最下端的所述曲面板設置在所述下座上，位于最上端的所述曲面板與所述上座相接觸并支撐所述上座。
[0008]作為本發(fā)明的進一步改進，所述曲面板包括兩側(cè)的支撐平板部和中間的曲面凸起部。
[0009]作為本發(fā)明的進一步改進，位于最下端的所述曲面板的支撐平板部設置在所述下座上，位于最上端的所述曲面板的曲面凸起部與所述上座相接觸并支撐所述上座。
[0010]作為本發(fā)明的進一步改進，所述上座的底部設有上凹槽，所述下座的頂部設置在所述上凹槽內(nèi)，所述下座的頂部設有下凹槽，位于最下端的所述曲面板的支撐平板部設置在所述下座的下凹槽的槽底，位于最上端的所述曲面板的曲面凸起部與所述上座的上凹槽的槽底相接觸并支撐所述上座。
[0011]作為本發(fā)明的進一步改進，所述上座的上凹槽的槽底與所述曲面板的曲面凸起部相接觸的部位設有第一硫化橡膠層。
[0012]作為本發(fā)明的進一步改進，所述上座的上凹槽的槽內(nèi)側(cè)面與所述下座的外側(cè)面之間設有分隔所述上座、下座的第二硫化橡膠層。
[0013]作為本發(fā)明的進一步改進，所述下凹槽的槽底設有曲面板定位柱，所述曲面板的支撐平板部設有定位孔，每一層的所述曲面板均通過其上的定位孔串設在所述曲面板定位柱上。
[0014]作為本發(fā)明的進一步改進，所述上凹槽的槽內(nèi)側(cè)面設有限位柱，所述下座的側(cè)面設有限制所述上座上下移動的限位孔，所述限位柱設置在所述限位孔內(nèi)。
[0015]作為本發(fā)明的進一步改進，所述上凹槽的兩側(cè)設有對位凹槽，所述下凹槽的兩側(cè)設有與所述對位凹槽相配合的對位凸塊。
[0016]作為本發(fā)明的進一步改進，所述曲面板為曲面鋼板。
[0017]本發(fā)明的有益效果是:通過上述方案，通過層疊設置曲面板，使相鄰的曲面板之間形成曲面摩擦副，使位于最上端的曲面板與上座形成第二摩擦副，使位于最下端的所述曲面板與下座形成第三摩擦副，通過疊層的曲面板之間的相互摩擦消耗車輛沖擊、地震能量，利用曲面板的復位能力來實現(xiàn)自復位，結(jié)構(gòu)形式簡單，傳力機制明確，成本低，減震效果穩(wěn)定，耐久性好，尤其對受車輛沖擊荷載影響大的支座，減振效果明顯。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1是本發(fā)明一種曲面疊層鋼板自復位摩擦減振支座的分解結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是本發(fā)明一種曲面疊層鋼板自復位摩擦減振支座的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實施方式】
[0019]下面結(jié)合【專利附圖】

【附圖說明】及【具體實施方式】對本發(fā)明進一步說明。
[0020]圖1至圖2中的附圖標號為:上座I ;上凹槽11 ;限位柱12 ;對位凹槽13 ;第一硫化橡膠層14 ；曲面板2 ；曲面凸起部21 ;支撐平板部22 ;下座3 ;下凹槽31 ;限位孔32 ;對位凸塊33 ；曲面板定位柱34。
[0021]如圖1至圖2所示，一種曲面疊層鋼板自復位摩擦減振支座，包括上座1、下座3和位于所述上座1、下座3之間的曲面板2，所述曲面板2至少有二個并上下層疊設置，位于最下端的所述曲面板2設置在所述下座3上，位于最上端的所述曲面板2與所述上座I相接觸并支撐所述上座1，所述上座I在所述曲面板2的支撐作用下，懸于所述下座I之上。
[0022]所述曲面板2自上而下依次疊放，相鄰的所述曲面板2之間直接接觸。
[0023]如圖1至圖2所示，所述曲面板2包括兩側(cè)的支撐平板部22和中間的曲面凸起部21。
[0024]如圖1至圖2所示，相鄰的所述曲面板2的支撐平板部22相接觸，相鄰的所述曲面板2的曲面凸起部21相接觸。
[0025]如圖1至圖2所示，所述曲面板2的曲面凸起部21優(yōu)選為弧形拱起，即曲面凸起部21與下座3的頂部之間具有空間，近似拱橋狀或者弓形。
[0026]如圖1至圖2所示，位于最下端的所述曲面板2的支撐平板部22設置在所述下座3上，位于最上端的所述曲面板2的曲面凸起部21與所述上座I相接觸并支撐所述上座I。
[0027]如圖1至圖2所示，所述上座I的底部設有上凹槽11，所述下座3的頂部設置在所述上凹槽11內(nèi)，所述下座3的頂部設有下凹槽31，位于最下端的所述曲面板2的支撐平板部22設置在所述下座3的下凹槽31的槽底，位于最上端的所述曲面板2的曲面凸起部21與所述上座I的上凹槽11的槽底相接觸并支撐所述上座I。
[0028]如圖1至圖2所示，所述上座I的上凹槽11的槽底與所述曲面板2的曲面凸起部相接觸的部位設有第一硫化橡膠層14，所述第一硫化橡膠層14可以緩解上座I與曲面板2之間的應力集中。
[0029]如圖1至圖2所示，所述上座I的上凹槽11的槽內(nèi)側(cè)面與所述下座3的外側(cè)面之間設有分隔所述上座1、下座3的第二硫化橡膠層，所述第二硫化橡膠層可防止上座1、下座3相摩擦，其中，所述第二硫化橡膠層可以設置在所述上座I的上凹槽11的槽內(nèi)側(cè)面，也可以設置在下座3的外側(cè)面，也可以分別設置在上座I的上凹槽11的槽內(nèi)側(cè)面、下座3的外側(cè)面。
[0030]如圖1至圖2所示，所述下凹槽31的槽底設有曲面板定位柱34，所述曲面板2的支撐平板部22設有定位孔，每一層的所述曲面板2均通過其上的定位孔串設在所述曲面板定位柱34上，所述曲面板定位柱34使所述曲面板2僅發(fā)生X方向的相對滑動，所述曲面板定位柱34優(yōu)選為銷栓，所述曲面板定位柱34固定在下座3上，且其凸出于所述下座3的高度略小于曲面板2的支撐平板部22的層疊總厚度，即所述曲面板定位柱34不突出于位于最上端的曲面板2的支撐平板部22。
[0031]如圖1至圖2所示，所述上凹槽11的槽內(nèi)側(cè)面設有限位柱12，所述下座3的側(cè)面設有限制所述上座I上下移動的限位孔32，所述限位柱12設置在所述限位孔32內(nèi)，可以抵抗有可能發(fā)生的豎向地震所引起的上座1、下座3之間的脫離。
[0032]如圖1至圖2所示，所述上凹槽11的兩側(cè)設有對位凹槽13，所述下凹槽31的兩側(cè)設有與所述對位凹槽13相配合的對位凸塊33。
[0033]如圖1至圖2所示，所述曲面板2優(yōu)選為曲面鋼板。
[0034]本發(fā)明提供的一種曲面疊層鋼板自復位摩擦減振支座，通過層疊設置曲面板2，使相鄰的曲面板2之間形成曲面摩擦副，使位于最上端的曲面板2與上座I形成第二摩擦副，使位于最下端的所述曲面板2與下座3形成第三摩擦副，可增強整體耗能性能，通過疊層的曲面板2之間的相互摩擦消耗車輛沖擊、地震能量，利用曲面板2的復位能力來實現(xiàn)自復位，結(jié)構(gòu)形式簡單，傳力機制明確，成本低，減震效果穩(wěn)定，耐久性好，尤其對受車輛沖擊荷載影響大的支座，減振效果明顯。
[0035]在正常使用狀況下，本發(fā)明提供的一種曲面疊層鋼板自復位摩擦減振支座將橋梁上部荷載均勻地傳遞到下部結(jié)構(gòu)；在車輛沖擊荷載作用下，上座I受到指向斜下方的壓力，該壓力由上座I傳到層疊的曲面板2上，層疊的曲面板2受擠壓，從而產(chǎn)生層間位移，進行能量耗散，達到減振的目的；在受到斜下方?jīng)_擊荷載的時候，層疊的曲面板2會將該荷載轉(zhuǎn)換為豎向荷載，因此產(chǎn)生非常小的水平向偏心，可以認為偏心量為零；曲面板2定型為曲面，因此具有一定的自復位能力，使得該曲面疊層鋼板自復位摩擦減振支座可以在沖擊荷載作用下反復耗能。
[0036]本發(fā)明所提供的一種曲面疊層鋼板自復位摩擦減振支座，與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點:
1.上座1、下座3之間設置限位柱12，可以抵抗豎向地震引起的上座I的脫落問題；
2.采用曲面鋼板代替常用的平面鋼板，對車輛沖擊荷載具有良好的減振效果；
3.采用曲面鋼板，自身具有彈性，可以為支座提供自復位能力；
4.采用疊層的曲面鋼板之間的相互摩擦進行耗能，相較于常用的橡膠減振支座而言，鋼材性能更加穩(wěn)定。因此，該支座減振效果更穩(wěn)定，服役壽命更長，極大減少了更換支座以及因為更換支座所引起的交通停滯造成的經(jīng)濟成本；
5.在實際應用中，該曲面疊層鋼板自復位摩擦減振支座可單獨使用，亦可多個支座組成模組共同使用。
[0037]本發(fā)明所提供的一種曲面疊層鋼板自復位摩擦減振支座為橋梁支座，用于橋梁建設。
[0038]以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實施方式對本發(fā)明所作的進一步詳細說明，不能認定本發(fā)明的具體實施只局限于這些說明。對于本發(fā)明所屬【技術(shù)領域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應當視為屬于本發(fā)明的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種曲面疊層鋼板自復位摩擦減振支座，其特征在于:包括上座、下座和位于所述上座、下座之間的曲面板，所述曲面板至少有二個并上下層疊設置，位于最下端的所述曲面板設置在所述下座上，位于最上端的所述曲面板與所述上座相接觸并支撐所述上座。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的曲面疊層鋼板自復位摩擦減振支座，其特征在于:所述曲面板包括兩側(cè)的支撐平板部和中間的曲面凸起部。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的曲面疊層鋼板自復位摩擦減振支座，其特征在于:位于最下端的所述曲面板的支撐平板部設置在所述下座上，位于最上端的所述曲面板的曲面凸起部與所述上座相接觸并支撐所述上座。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的曲面疊層鋼板自復位摩擦減振支座，其特征在于:所述上座的底部設有上凹槽，所述下座的頂部設置在所述上凹槽內(nèi)，所述下座的頂部設有下凹槽，位于最下端的所述曲面板的支撐平板部設置在所述下座的下凹槽的槽底，位于最上端的所述曲面板的曲面凸起部與所述上座的上凹槽的槽底相接觸并支撐所述上座。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的曲面疊層鋼板自復位摩擦減振支座，其特征在于:所述上座的上凹槽的槽底與所述曲面板的曲面凸起部相接觸的部位設有第一硫化橡膠層。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的曲面疊層鋼板自復位摩擦減振支座，其特征在于:所述上座的上凹槽的槽內(nèi)側(cè)面與所述下座的外側(cè)面之間設有分隔所述上座、下座的第二硫化橡膠層。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的曲面疊層鋼板自復位摩擦減振支座，其特征在于:所述下凹槽的槽底設有曲面板定位柱，所述曲面板的支撐平板部設有定位孔，每一層的所述曲面板均通過其上的定位孔串設在所述曲面板定位柱上。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的曲面疊層鋼板自復位摩擦減振支座，其特征在于:所述上凹槽的槽內(nèi)側(cè)面設有限位柱，所述下座的側(cè)面設有限制所述上座上下移動的限位孔，所述限位柱設置在所述限位孔內(nèi)。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的曲面疊層鋼板自復位摩擦減振支座，其特征在于:所述上凹槽的兩側(cè)設有對位凹槽，所述下凹槽的兩側(cè)設有與所述對位凹槽相配合的對位凸塊。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項所述的曲面疊層鋼板自復位摩擦減振支座，其特征在于:所述曲面板為曲面鋼板。
【文檔編號】E01D19/04GK104372734SQ201410615162
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2014年11月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月5日
【發(fā)明者】林坤, 劉紅軍, 劉海濤 申請人:哈爾濱工業(yè)大學深圳研究生院