一种响应型变位限制的摩擦摆减隔震支座的制作方法

1.本实用新型属于桥梁支座技术领域，具体的讲涉及一种响应型变位限制的摩擦摆减隔震支座。


背景技术：

2.桥梁支座是桥梁上下部结构的连接点，能够将上部梁体受到的载荷顺适安全的传递到下部墩台，同时在负重载荷、温度变化、外力冲击、混凝土收缩等因素作用下保证桥跨机构的端部实现水平位移、转角和变形，减缓桥墩承受的震动。
3.按照安全规范，八度以上地震区域的公路铁路桥梁需要具有减隔震功能。现阶段比较常见减隔震支座有橡胶减隔震支座，钢阻尼减隔震支座和摩擦摆减隔震支座，摩擦摆减隔震支座依靠其自身重量轻、减隔震机理清晰、耐老化、耐火等优越的性能，被各工程单位广泛使用。
4.普通摩擦摆隔震支座采用减隔震位移和梁体温变位移一体式设计，这样会造成梁体温变产生的支座水平滑动摩擦阻力加大，摩擦摆与水平摩擦副同时受力运动后，梁体的高度出现升降，影响梁体内部结构受力平衡，同时，由于日常水平位移和摩擦摆减隔震两种不同功能缺乏有效分隔限制，在响应地震后，摩擦摆工作又受到水平滑移运动的影响，降低了减隔震效果，因此存在很大的设计缺陷和安全隐患；或者地震时减隔震位移和非地震下的温变位移均由摩擦摆结构来实现，合二为一，非地震状态下，梁体因温度等因素产生的变位会带动支座板滑移，因摩擦摆的双球面形式，会产生梁体起伏并受到强烈的水平分力，严重时造成结构受力失衡和桥面跳凸、梁体错节，行车困难，水平分力还会使支座滑移阻力变大，滑板磨耗变大，影响支座寿命，使用效果特别不理想。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的就是提供一种能够对水平滑动和摩擦摆位移区分限制，正常工况下摩擦摆受限，响应地震后水平摩擦副受限，确保摩擦摆独自工作，不受水平位移影响的新型减隔震支座。
6.为实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案为：
7.一种响应型变位限制的摩擦摆减隔震支座，包括上支座板、中支座板和下支座板；其中，所述上支座板和中支座板之间通过球面衬板构成摩擦摆，所述中支座板与下支座板之间具有平面摩擦副，其特征在于：所述摩擦摆外部套装限制挡环，所述限制挡环通过剪力螺栓安装在所述上支座板或下支座板上，所述下支座板和中支座板之间形成包绕所述平面摩擦副的环型腔隙，所述限制挡环的底部具有嵌压凸台，所述嵌压凸台与所述环型腔隙匹配且垂直对应。
8.构成上述一种响应型变位限制的摩擦摆减隔震支座的附加技术特征还包括：
9.——所述限制挡环的外缘通过所述剪力螺栓固定在所述上支座板的底部，所述嵌压凸台位于所述限制挡环的内缘；所述下支座板呈盆状，所述中支座板位于所述下支座板
内，所述环型腔隙位于所述下支座板和中支座板的圆周侧部；
10.——所述球面衬板的顶面和底面均为凸球面，所述上支座板的底面和中支座板的顶面均为凹球面；
11.——所述上支座板与球面衬板之间通过第一球面滑板构成上摩擦副，所述中支座板与球面衬板之间通过第二球面滑板构成下摩擦副，所述平面摩擦副包括设置在所述中支座板与下支座板之间的平面滑板；
12.——所述平面摩擦副具有线性引导机构，其包括设置在所述中支座板和下支座板之间的导向槽和导向条构成；
13.——所述导向槽设置于所述下支座板的顶面，所述导向条通过连接螺栓安装在所述中支座板的底面；
14.——所述导向条的截面为倒“凸”状，所述导向条的上部宽头置于所述中支座板底面的定位槽内，其下部窄头的底面具有安装所述连接螺栓的沉孔，其下部窄头的两侧面与所述下支座板的导向槽侧壁通过水平滑条构成导向摩擦副。
15.本实用新型所提供的一种响应型变位限制的摩擦摆减隔震支座同现有技术相比，具有以下优点：其一，由于该新型减隔震支座通过采用限制挡环将上支座板、球面衬板、中支座板构成的摩擦摆跟中支座板、下支座板之间的平面摩擦副进行分隔限制，限制挡环在正常工况下单独限制摩擦摆，受到地震响应后单独限制平面摩擦副，使二者功能相互独立，不发生干扰，整体结构紧凑，布局合理，温变位移和减隔震位移效果优异，支座在正常工况和响应地震后都能够安全平稳运行，经济效益好，具有市场推广价值；其二，由于限制挡环通过剪力螺栓安装在上支座板或下支座板上，下支座板和中支座板之间形成包绕平面摩擦副的环型腔隙，限制挡环的底部具有嵌压凸台，嵌压凸台与环型腔隙匹配且垂直对应，即剪力螺栓受地震响应敏感，限制挡环变位动作灵活，能够快速完成摩擦摆与平面摩擦副的相互切换，同时，该变位限制结构抗冲击、耐磨损，便于加工制造，生产成本低，使用寿命长。
附图说明
16.图1为本实用新型一种响应型变位限制的摩擦摆减隔震支座的结构示意图（正常工况
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摩擦摆受限）；
17.图2为图1的俯视图；
18.图3为该新型摩擦摆减隔震支座变位限制后的结构示意图（响应地震
‑‑
平面摩擦副受限）。
具体实施方式
19.下面结合附图对本实用新型所提供的一种响应型变位限制的摩擦摆减隔震支座的结构和工作原理作进一步的详细说明。
20.参见图1
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3，为本实用新型所提供的一种响应型变位限制的摩擦摆减隔震支座的结构示意图。构成该新型减隔震支座的结构包括上支座板1、中支座板2和下支座板3；其中，上支座板1和中支座板2之间通过球面衬板4构成摩擦摆，中支座板2与下支座板3之间具有平面摩擦副，摩擦摆外部套装限制挡环5，限制挡环5通过剪力螺栓61安装在上支座板1或下支座板3上，下支座板3和中支座板2之间形成包绕平面摩擦副的环型腔隙7，限制挡环5的底
部具有嵌压凸台51，嵌压凸台51与环型腔隙7匹配且垂直对应。
21.其工作原理为：该新型摩擦摆减隔震支座的摩擦摆外部套装限制挡环5，限制挡环5通过剪力螺栓61安装在上支座板1或下支座板3上，使减隔震位移和温变位移分开实现，如图1、图2，非地震状态下（正常工况），平面滑动摩擦副发挥作用，不会产生较大阻力和梁体起伏；如图3，当地震发生时，剪力螺栓61断裂，限制挡环5在因重力作用坠落，其嵌压凸台51卡住下支座板3和中支座板2之间，进入包绕平面摩擦副的环型腔隙7内，使平面摩擦副失效，同时减隔震发挥作用，实现减震隔震、减小结构自振周期的目的，真正意义上发挥摩擦摆的减隔震效果。
22.在构成上述响应型变位限制减隔震支座的结构中，
23.——可选的，上述限制挡环5的外缘通过剪力螺栓61固定在上支座板1的底部，嵌压凸台51位于限制挡环5的内缘；对应的，下支座板3呈盆状，中支座板2位于下支座板3内，环型腔隙7位于下支座板3盆壁31和中支座板2的圆周侧部之间，即剪力螺栓61响应地震就发生断裂，限制挡环5坠落，其嵌压凸台51即卡在了环型腔隙7内，完成变向限制动作，该限制挡环和环型腔隙7构成的变向限制结构简单，变向动作灵敏，对摩擦摆和平面摩擦副的限制转换灵活，能够快速响应地震等突发状况，提高了桥梁的安全稳定性能；
24.——具体而言，上述球面衬板4的顶面和底面均为凸球面，上支座板1的底面和中支座板2的顶面均为凹球面，即形成了结构完整的摩擦摆，双球面摩擦位移发挥作用后，减隔震功能得以实现，在往复滑动过程中，将地震能力转换为梁体提升的势能和摩擦热能，并延长结构自振周期，具有显著的减震、隔震效果；
25.——进一步的，上述上支座板1与球面衬板4之间通过第一球面滑板81构成上摩擦副，中支座板2与球面衬板4之间通过第二球面滑板82构成下摩擦副，平面摩擦副包括设置在中支座板2与下支座板3之间的平面滑板83，球面滑板（81、82）和平面滑板83最好用不锈钢制成，表面光滑，运动效果好，耐磨损、尤其适用于高压条件，工作周期长；
26.——作为较佳的实施方式，上述平面摩擦副具有线性引导机构，其包括设置在中支座板2和下支座板3之间的导向槽92和导向条91构成，通过导向条91凸起与导向槽92形成卡榫结构，使减隔震支座只能产生单方向水平位移，既可以补强中支座板2和下支座板3的连接架构，增强了减隔震支座整体紧密度，又能规范水平摩擦副的运动，防止滑移幅度过大或者方向散乱，造成支座结构内部溃散、部件过度磨损；
27.——进一步的，上述导向槽92设置于下支座板3的顶面，导向条91通过连接螺栓82安装在中支座板2的底面，优选地，导向槽92和导向条91设置在平面摩擦副的中心线，兼顾限制和引导功能，确保受力均衡，运动顺畅；对应的，设置在平面摩擦副内的平面滑板83由对称上述中心线的两块构成，其可以固定在预设的槽体内；
28.——可选的，上述导向条91的截面为倒“凸”状，导向条91的上部宽头置于中支座板2底面的定位槽内，提高导向条91的稳定性，其卡合在定位槽内，定位更加牢固，导向条91下部窄头的底面具有安装连接螺栓82的沉孔，导向条91下部窄头的两侧面与下支座板3的导向槽92侧壁通过水平滑条84构成导向摩擦副，减少运动阻尼，提高水平滑移的流畅性，确保直线导向快速精确，优选地，平面摩擦副的平面滑板下部还可以加装一层不锈钢滑板85（沿导向槽92对称布置），该不锈钢滑板85的内边向下扣压与水平滑条83重合，以提高整体的滑动效果。