一种装配式分级耗能桥梁支座的制作方法

1.本发明涉及桥梁建筑领域，尤其涉及一种装配式分级耗能桥梁支座。


背景技术：

2.桥梁支座作为桥梁的关节，其可以有效传递桥梁上部结构的竖向荷载、水平荷载，并可以适应主梁自由变形和转动。盆式支座、球型支座等钢支座的结构形式简单、受力清晰、经济性好等优点，广泛应用于大、中跨径桥梁工程中。
3.研究发现，普通盆式支座、球型支座在桥梁服役过程中，主要存在以下不足或缺陷：第一，单向支座、固定支座的限位方向无法释放位移。支座限位方向作为固结方式，在高烈度地震作用下水平力向下传递，增大桥梁下部结构的受力；第二，单向支座、双向支座的滑动方向阻尼耗能能力较小。支座滑动方向无阻尼力，且水平滞回包络面积较小，导致支座的阻尼耗能能力较弱，无法发挥显著的减震耗能功能；第三，单向支座、双向支座不具备防落梁功能，且增加减隔震功能的球型支座、盆式支座的剪力装置被剪断后，无法快速进行更换，增加桥梁支座服役阶段的维养成本。


技术实现要素：

4.针对现有技术中的上述不足，本发明提供的装配式分级耗能桥梁支座决了现有桥梁支座减震能力不足的问题。
5.为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案为：
6.提供一种装配式分级耗能桥梁支座，其包括支座主体和可拆卸的耗能组件；支座主体底部侧面设置连接板。其中耗能组件包括滑动限位板，滑动限位板侧面固定有至少一个弧形耗能结构，滑动限位板上开设有若干安装剪力螺栓的通孔；支座主体相对的两侧通过剪力螺栓对称固定耗能组件；连接板与耗能组件滑动连接。
7.本发明的有益效果为：相较于现有技术中的支座，本方案的装配式分级耗能桥梁支座通过连接板使得上座板可以在限定范围内自由滑动；还具有多级限位耗能组件：剪力螺栓为桥梁受静力工况时的保护组件，当水平力较大时，剪力螺栓被剪断，弧形耗能结构还可以进一步发挥耗能与缓冲功能，并且在耗能组件受损之后还可以直接拆卸更换，在保证桥梁支座减震耗能的条件下降低了桥梁的养护成本。
8.进一步的，支座主体包括底盆、球面滑板、球冠、平面滑板和上座板；球面滑板固定在底盆的凹球面上，球冠安装于球面滑板表面；平面滑板固定于球冠平面；上座板安装于平面滑板表面；安装有球面滑板的球冠与底盆通过球面滑板的凹球面进行转动；连接板安装在底盆侧面；剪力螺栓将上座板底部的防落梁挡块与耗能组件相连。
9.进一步的，连接板上开设有与其长边平行的滑槽，滑动限位板表面具有与所述滑槽配合的连接轴，所述连接轴与滑动限位板装配连接；所述滑动限位板可沿滑槽做往复运动。
10.现有技术中桥梁养护单位经常需要将整个桥梁支座进行拆卸更换，在本方案中，
将连接轴、剪力螺栓以及高强螺栓拆除后，可直接将耗能组件从侧面取出，从而实现了桥梁易损构件快速、便捷更换，降低了桥梁的养护成本。滑槽与连接轴之间的间隙可以实现桥梁在温度、车辆制动力、脉动风等作用下的纵向位移；其横桥向通过滑动连接板中部的滑槽与连接轴的非滑动方向的装配间隙释放主梁的温度位移，从而减小主梁由温度作用引起的附加应力。
11.进一步的，装配式分级耗能桥梁支座还包括防落梁挡块，其通过若干高强螺栓装配于上座板上。耗能组件通过剪力螺栓装配在防落梁挡块中部。防落梁挡块可视作上座板边缘的防落梁保护装置，在支座发生较大位移时限制支座继续滑动，防止上座板部分或完全脱离支座主体而发生落梁风险。
12.进一步的，耗能组件上设置有两个或多个弧形耗能结构。弧形耗能结构的形状可以为1/2圆、3/4圆、u型或双“u”形中的任意一种。圆弧型的结构可以均匀的承受来自多个方向的外力，有助于提升弧形耗能结构的减震能力。
13.进一步的，上座板底部两侧或四周设置有台阶，防落梁挡块与台阶相配合。设置台阶可以进一步将上座板所受到的力传递给防落梁挡块，如不设置台阶，大多数横向剪力将直接施加在螺栓上，可能会减弱防落梁挡块的限位能力。
附图说明
14.图1为装配式分级耗能桥梁支座倒置并局部剖视之后的轴测图；
15.图2为装配式分级耗能桥梁支座局部剖视之后的左视图；
16.图3为装配式分级耗能桥梁支座耗能组件的俯视图；
17.图4为装配式分级耗能桥梁支座的底盆和连接板的俯视图；
18.图中，100
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底盆，101
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球面滑板，102
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球冠，103
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平面滑板，2
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上座板，301
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弧形耗能结构，302
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剪力螺栓，303
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滑动限位板，4
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防落梁挡块，401
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高强螺栓，5
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连接板，501
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滑槽，6
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连接轴。
具体实施方式
19.下面对本发明的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本发明，但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。
20.如图1所示，本方案提供一种装配式分级耗能桥梁支座，其包括支座主体和可拆卸的耗能组件；支座主体底部侧面设置连接作用的连接板5；耗能组件包括滑动限位板303，滑动限位板303侧面设置至少一个弧形耗能结构301，滑动限位板303上开设有若干安装剪力螺栓302的通孔；支座主体相对的两侧通过剪力螺栓302对称固定耗能组件；连接板5与耗能组件滑动连接。
21.相较于现有技术中的支座，本方案的装配式分级耗能桥梁支座通过连接板5使得上座板2可以在限定范围内自由滑动。本实施例还具有多级限位耗能组件：剪力螺栓302为桥梁受静力工况时的限位组件，当水平力较大时，剪力螺栓302被剪断，弧形耗能结构301还可以进一步发挥耗能与缓冲功能，并且在耗能组件受损之后还可以直接拆卸更换，在保证
桥梁支座减震耗能的条件下降低了桥梁的养护成本。
22.如图1和图2所示，支座主体包括底盆100、球面滑板101、球冠102、平面滑板103和上座板2；球面滑板101固定在底盆100的凹球面上，球冠102安装于球面滑板101表面；平面滑板103固定于球冠102平面；上座板2安装于平面滑板103表面；安装有球面滑板101的球冠102与底盆100通过球面滑板101的凹球面滑动连接；连接板5安装在底盆100侧面；剪力螺栓302将上座板2底部的防落梁挡块4与耗能组件相连。
23.如图3和图4所示，连接板5上设有与其长边平行的滑槽501，滑动限位板303设置与滑槽501配合的连接孔，连接孔通过连接轴6与连接板5连接；滑动限位板303可沿滑槽501方向做往复运动。另外连接轴6非滑动方向与滑槽501之间还具有装配间隙。滑槽501与连接轴6之间的间隙可以实现桥梁在温度、车辆制动力、脉动风等作用下的纵向位移；其横桥向通过滑动限位板303中部的滑槽501与连接轴6的非滑动防线的装配间隙释放主梁的温度位移，从而减小主梁由温度作用引起的附加应力。
24.现有技术中桥梁养护单位经常需要将整个桥梁支座进行拆卸更换，在本方案中工作人员将连接轴6、剪力螺栓302以及高强螺栓401拆除后，可直接将耗能组件从侧面取出，从而实现了桥梁易损构件的快速、便捷更换，降低了桥梁的养护成本。
25.如图2所示，本实施例的装配式分级耗能桥梁支座还包括防落梁挡块4，其通过若干高强螺栓401装配于上座板2上；耗能组件通过剪力螺栓302装配在防落梁挡块4上。防落梁挡块4可视作上座板2边缘的防落梁保护装置，在桥面发生较大位移时限制支座继续滑动，防止上座板2部分或完全脱离支座主体而发生落梁风险。
26.如图3所示，耗能组件上设置有两个或多个弧形耗能结构301。弧形耗能结构301的形状为1/2圆形。圆弧型的结构可以均匀的承受来自多个方向的外力，有助于提升弧形耗能结构301的减震能力。
27.在本实施例中，上座板2底部两侧或四周设置有台阶，防落梁挡块4与台阶相配合。设置台阶可以进一步将上座板2所受到的力传递给防落梁挡块4，如不设置台阶，大多数横向剪力将直接施加在螺栓上，可能会减弱防落梁挡块4的限位能力。
28.综上所述，本方案通过在支座本体的底盆与上座板间设置限位耗能装置，可实现支座在温度、汽车荷载、脉动风等静力工况作用下的限位约束，减小主梁的位移；在罕遇地震动力工况作用下，剪力螺栓被剪断，耗能结构发生阻尼耗能变形，实现支座的减震耗能功能。