一种功能分离式摩擦摆支座的制作方法

1.本实用新型涉及减隔震领域，特别涉及一种功能分离式摩擦摆支座。


背景技术：

2.减隔震技术在桥梁建设领域具有广泛的应用，在遭遇地震时，利用减隔震装置能够有效提高桥梁安全性，减轻结构破坏。现阶段主流的减隔震装置为摩擦摆减隔震支座，其结构原理为：在满足桥梁正常功能需求的同时，通过摩擦摆面间的相互滑动延迟结构周期以达到隔震效果，同时摆面之间的摩擦耗能具有减震效果。
3.传统的摩擦摆支座虽能满足桥梁的减隔震需求，但由于正常工况下的位移由摆面间的滑动副提供，导致正常工况下会产生梁体的抬升，不利于桥梁的正常运营。并且，传统的摩擦摆支座在识别地震方面也不够精准，无法做到协同受力和多墩联动减隔震的效果。因此，本领域人员研发出了速度锁定器加摩擦摆支座的组合形式，该支座在原有基础上，加装速度锁定器，使其精准识别地震启动时机，实现多墩协同减隔震的效果。
4.但是，因为速度锁定型摩擦摆支座，其速度锁定器需要承受较大的地震力，导致整体组合结构安装尺寸过大，锁定器密封要求高，设备成本高，不利用推广应用。


技术实现要素：

5.对于上述现有技术存在的问题，本实用新型提出一种功能分离式摩擦摆支座，将地震水平力二次传递至第一滑动副，减少速度锁定器的的承受力，从而缩减速度锁定器的尺寸，优化摩擦摆支座整体组合结构，并且大大降低了设备成本，同时便于安装。
6.本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：
7.一种功能分离式摩擦摆支座，该支座至少包括支座本体、与所述支座本体连接的感应装置，所述支座本体包括第一滑动副、第二滑动副、第三滑动副、抗剪组件，所述摩擦摆支座还包括与所述感应装置连接的机械止动装置；
8.正常工况时，所述抗剪组件约束所述第一滑动副；
9.地震工况时，所述感应装置锁住，且所述机械止动装置对所述第三滑动副锁定，所述抗剪组件熔断并释放所述第一滑动副。
10.作为优选方式，所述机械止动装置包括导杆、固定在所述导杆上的止动组件、设置在所述止动组件上的弹性件；
11.其中，所述导杆与所述感应装置轴向连接，所述弹性件预压在所述止动组件与所述支座本体之间；所述止动组件用于在地震工况时，将所述第三滑动副锁定。
12.作为优选方式，所述止动组件包括卡齿、齿条、抗剪螺栓、挡条；所述卡齿通过所述挡条和所述抗剪螺栓固定在所述导杆上；
13.正常工况下，所述感应装置与所述支座本体一致运动；地震工况时，所述感应装置锁定，所述抗剪螺栓被剪断，所述卡齿与所述支座本体间竖向约束接触，在所述弹性件和重力的作用下，所述卡齿下落并与所述齿条啮合，所述第三滑动副被锁定，而所述抗剪组件熔
断并释放所述第一滑动副。需要说明的是，当感应装置在地震中锁定时，只需要抗剪螺栓断掉，机械止动装置就可以发挥作用，在实际应用时，设计触发机械制动装置的力的大小可能不同，这时，只需要适配不同规格的抗剪螺栓即可，无须对整个机械止动装置进行改动。
14.作为优选方式，所述第一滑动副包括上支座板、上曲面滑板，所述上曲面滑板镶嵌于所述第二滑动副上，地震工况时，所述上曲面滑板与所述上支座板配合用于减隔震耗能。
15.作为优选方式，所述第二滑动副包括球冠衬板与中间曲面滑板；所述中间曲面滑板镶嵌于所述盆座内面凹槽处，所述中间曲面滑板与所述球冠衬板配合为所述支座本体提供转动。
16.作为优选方式，所述第三滑动副包括下平面滑板与底面滑板；所述下平面滑板镶嵌于所述盆座下表面凹槽处，所述底面滑板固定在所述底板上；正常工况下，所述下平面滑板与所述底面滑板配合为所述支座本体提供位移。
17.作为优选方式，所述滑板的制作材料为聚四氟乙烯或改性聚四氟乙烯或超高分子量聚乙烯或超高性能聚四氟乙烯。前三中材料都是成熟的产品，在使用摩擦时都要涂抹硅脂，而第四种材料超高性能聚四氟乙烯，利用该种材料制作的滑板不仅耐磨性更好，且使用时可以不涂抹硅脂。
18.作为优选方式，所述抗剪组件包括抗剪销和抗剪挡块；所述抗剪挡块环设在所述盆座外围，所述抗剪销设置在所述抗剪挡块上表面上且嵌入所述第一滑动副；正常工况时，所述抗剪销与所述抗剪挡块配合，束缚所述第一滑动副；地震工况时，所述抗剪销断开，释放所述第一滑动副。抗剪销和抗剪挡块结构简单，在实现基本功能的同时，还可以有效控制成本。
19.作为优选方式，所述感应装置为高空防坠器。防坠器的强度大、耐磨、耐用、耐霉烂、耐酸碱，简易轻便，适用于装设在野外环境的桥梁。
20.作为优选方式，所述感应装置为速度锁定器。在正常情况下，速度锁定器几乎不发挥作用，可以允许梁体转角及变形引起的水平位移，在地震载荷作用下，速度锁定器会自动锁定，配合机械止动装置将载荷二次传递上去，使得结构的受力更均匀，性能更稳定，且能有效降低工程造价。
21.本实用新型的摩擦摆支座结构新颖，通过速度锁定器或者高空防坠器识别地震，之后机械锁定装置对第三滑动副进行锁定，使第一滑动副被释放，用于地震时的减隔震耗能，其中速度锁定器只需要承受数值较小的触发力，而不需要承担地震水平力。这样设计的好处在于，在不影响对地震的精准识别的同时，大幅缩减速度锁定器2的设计尺寸，将传统速度锁定器2的减隔震耗能的功能分离出去，降低设备成本，具有显著经济性；在工业生产时，速度锁定器2的触发力可以实际情况进行设计，灵活便捷，适应性好。并且，优化后的结构，可靠性很高，速度锁定器2也趋于标准化、模块化，适合量产。以上种种，使得功能分离式摩擦摆支座不局限于理论，具有广泛的适应性以及实际使用价值。
附图说明
22.为了更清楚地说明本实用新型实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，
还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
23.图1为功能分离式摩擦摆支座整体示意图；
24.图2为功能分离式摩擦摆支座剖面示意图；
25.图3为功能分离式摩擦摆支座剖面示意图；
26.图4为功能分离式摩擦摆支座的机械锁定装置示意图。
[0027]1‑
支座本体、101
‑
上支座板、102
‑
上曲面滑板、103
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球冠衬板、104
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中间曲面滑板、105
‑
盆座、106
‑
下平面滑板、107
‑
抗剪挡块、108
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抗剪销、109
‑
底面滑板、110
‑
底板、111
‑
底盆侧端盖2
‑
速度锁定器2、3
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机械止动装置、301
‑
导杆、302
‑
卡齿、303
‑
齿条、304
‑
预压弹簧、305
‑
抗剪螺栓、306
‑
挡条。
具体实施方式
[0028]
下面结合附图进一步详细描述本实用新型的技术方案，但本实用新型的保护范围不局限于以下所述。
[0029]
为使本实用新型实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。
[0030]
实施例一
[0031]
如图1、图2、图3、图4所示，是一种能分离式摩擦摆支座，相较于传统安装的支座，本实施例中的支座是发明人经过探索，发现传统的速度锁定型摩擦摆支座，地震发生时，大部分水平地震力作用在速度锁定器上，因其需要承受较大的水平地震力，速度锁定器尺寸较大，导致摩擦摆支座整体组合结构安装尺寸过大，且锁定器密封要求高，造成设备成本高，不利于该摩擦摆支座的推广应用。基于此，发明人在传统摩擦摆支座的基础上作出改进，设计出如附图所示的一种新型的功能分离式摩擦摆支座，速度锁定器仍用于精准识别地震，区别在于，本方案的速度锁定器只需承受较小的触发力，大部分的水平地震力经过二次传递至第一滑动副，通过第一滑动副实现减隔震耗能。
[0032]
具体地说，上述提到的一种功能分离式摩擦摆支座，该支座包括支座本体1、与所述支座本体1连接的感应装置以及与所述感应装置连接的机械止动装置3。所述支座本体1包括第一滑动副、第二滑动副、盆座105、底板110、第三滑动副、抗剪组件以及两个底盆侧端盖111，正常工况时，所述抗剪组件约束所述第一滑动副；地震工况时，所述感应装置锁住，且所述机械止动装置3对所述第三滑动副锁定，所述抗剪组件熔断并释放所述第一滑动副。
[0033]
需要说明的是，速度锁定器2还可以由高空防坠器来代替，而这两种均可以作为识别地震的感应装置，本实施例以速度锁定器2作为具体感应装置进行详细说明，其他能够实现相同识别作用的机器设备依然属于本方案的保护范围，本实施例在此不做展开叙述。
[0034]
本实施例的速度锁定器2设定一个较小的触发力，没有地震发生的时候，速度锁定
器2与机械止动装置3不发挥作用，通过抗剪组件将第一滑动副约束住，使其不产生相对位移。第二滑动副相对位移适应桥梁的转动，第三滑动副适应桥梁的正常位移，从而满足桥梁正常位移和转动需求，需要说明的是，桥梁虽然会有转动，但是其变化幅度微小，对于桥梁整体高度的影响几乎可以忽略不计，因此，摩擦摆支座整体高度可以近似看做没有发生变化，上部桥梁几乎未发生抬升。当地震来临或发生时，速度锁定器2锁住，然后使机械止动装置3对第三滑动副进行锁定，从而将载荷传递至抗剪组件处使其被剪断，使第一滑动副被释放，此时第一滑动副能够相对滑动，实现减隔震耗能。这样设计的好处在于，在不影响对地震的精准识别的同时，大幅缩减速度锁定器2的设计尺寸，将传统速度锁定器2的减隔震耗能的功能分离出去，降低设备成本，具有显著经济性；在工业生产时，速度锁定器2的触发力可以实际情况进行设计，灵活便捷，适应性好。并且，优化后的结构，可靠性很高，速度锁定器2也趋于标准化、模块化，适合量产。以上种种，使得功能分离式摩擦摆支座不局限于理论，具有广泛的适应性以及实际使用价值。
[0035]
详细的说，上述提到的机械止动装置3括导杆、固定在所述导杆301上的止动组件、设置在所述止动组件上的弹性件；其中，止动组件包括卡齿302、齿条303、抗剪螺栓305、挡条306；
[0036]
导杆301与所述感应装置轴向连接，所述弹性件预压在所述止动组件与所述支座本体之间；所述止动组件用于在地震工况时，将所述第三滑动副锁定。
[0037]
常见的是，弹性件一般选用预压弹簧304，本实施例以预压弹簧304为例进行说明。卡齿302通过所述挡条306和所述抗剪螺栓305固定在所述导杆301上；预压弹簧304预压在卡齿302与所述支座本体1之间。
[0038]
正常工况下，所述速度锁定器2与所述支座本体1一致运动；地震工况时，所述速度锁定器2锁定，所述抗剪螺栓305被剪断，所述卡齿302与所述支座本体1间竖向约束接触，在所述与压弹簧304和重力的作用下，所述卡齿302下落并与所述齿条303啮合，所述第三滑动副被锁定，而所述抗剪销108被剪断。
[0039]
具体的说，所述第一滑动副包括上支座板101、上曲面滑板102，所述上曲面滑板102镶嵌于所述第二滑动副上，地震工况时，所述上曲面滑板102与所述上支座板101配合用于减隔震耗能。
[0040]
第二滑动副包括球冠衬板103与中间曲面滑板104；所述中间曲面滑板104镶嵌于所述盆座105内面凹槽处，所述中间曲面滑板104与所述球冠衬板103配合为所述支座本体1提供转动。
[0041]
至于第三滑动副，结合附图可知，第三滑动副包括下平面滑板106与底面滑板109；
[0042]
所述下平面滑板106镶嵌于所述盆座105下表面凹槽处，所述底面滑板109固定在所述底板110上；正常工况下，所述下平面滑板106与所述底面滑板109配合为所述支座本体1提供位移。需要说明的是，本实施例中的滑板(包括但不限于上曲面滑板102、中间曲面滑板104、下平面滑板106、底面滑板109)其制作材料可以为聚四氟乙烯或改性聚四氟乙烯或超高分子量聚乙烯或超高性能聚四氟乙烯。前三中材料都是成熟的产品，在使用摩擦时都要涂抹硅脂，而第四种材料超高性能聚四氟乙烯，利用该种材料制作的滑板不仅耐磨性更好，且使用时可以不涂抹硅脂。
[0043]
另外，所述抗剪组件包括抗剪销108和抗剪挡块107；所述抗剪挡块107环设在所述
盆座105外围，所述抗剪销108设置在所述抗剪挡块107上表面上且嵌入所述第一滑动副，具体地说，是嵌入装在上支座板101。所述抗剪销108与所述抗剪挡块107配合，用于在正常工况下束缚第一滑动副；而在地震工况时，所述抗剪销108断开，释放所述第一滑动副去减隔震耗能。
[0044]
整体来说，第二、第三滑动副满足桥梁在正常工况下的位移和转动需求，且支座整体高度几乎不会发生变化，上部桥梁不会发生明显抬升，而第一滑动副被抗剪销108和抗剪挡块107束缚住，不产生滑动。地震时，速度锁定器2锁住，然后使机械止动装置3对第三滑动副进行锁定，从而载荷传递至抗剪销108处使其被剪断，抗剪挡块107对其约束解除，第一滑动副相对滑动，实现减隔震耗能。
[0045]
综上所述，本实用新型的功能分离式摩擦摆支座结构新颖，通过速度锁定器2或者高空防坠器识别地震，而第一滑动副用于地震时的减隔震耗能，速度锁定器2或者高空防坠器只需要承受较小的抗剪螺栓305剪断力，而不需要承担地震水平力，从而实现功能分离，其结构尺寸和锁定力相对固定，可以实现模块化和标准化。
[0046]
相较于传统摩擦摆支座，本方案这样设计的好处在于，在不影响对地震的精准识别的同时，大幅缩减速度锁定器2的设计尺寸，将传统速度锁定器2的减隔震耗能的功能分离出去，降低设备成本，具有显著经济性；其二，在工业生产时，速度锁定器2的触发力可以实际情况进行设计，灵活便捷，适应性好。并且，优化后的结构，可靠性很高，速度锁定器2也趋于标准化、模块化，适合量产。以上种种，使得功能分离式摩擦摆支座不局限于理论，具有广泛的适应性以及实际使用价值。
[0047]
尽管已描述了本实用新型的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本实用新型范围的所有变更和修改。以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，应当指出的是，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。