一种多级限位拉索减震支座的制作方法

1.本实用新型属于土木工程、抗震领域，具体地说涉及一种多级限位拉索减震支座。


背景技术：

2.地震灾害是一种对人类社会影响极大的自然灾害，具有突发性和不可预测性。为保证人民的生命财产安全，工程师致力于结构的抗震设计，桥梁结构的减隔震设计是桥梁抗震设计的主要手段，而基于支座的减隔震设计也不断的得到发展与应用。目前，国内外主要的支座形式有盆式橡胶支座、球钢支座、双曲面(摩擦摆)支座、铅芯橡胶支座、高阻尼橡胶支座以及板式橡胶支座。在上述常用的桥梁支座中，球钢支座与盆式橡胶支座由于竖向承载力高、支座性能稳定而得到广泛的应用，但是这种支座缺乏位移约束装置，地震下容易发生落梁灾害，在地震高烈度区的应用受到制约；双曲面(摩擦摆)支座是一种减隔震支座，具有较好的自复位能力与摩擦耗能能力，但是正常运营阶段会发生抬梁现象，于结构受力不利；对于铅芯与高阻尼橡胶支座，一般用于支座竖向承载力不大需求不大的情况，在具有多频谱效应地震动中存在减隔震效率不高的问题，而且铅是一种对人体有毒的物质，容易对环境造成污染；对于板式橡胶支座，在中小跨径桥梁中应用广泛，由于地震作用下支座容易发生滑动，导致支座位移的不可控，容易发生落梁灾害。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于提供一种多级设防、多级限位并防落梁的减隔震支座，支座的设计与应用符合基于性能的抗震设防思想。
4.为达到以上目的，本实用新型采用的解决方案是：普通球钢支座的基础上增加支座的球面滑动面，每个滑动面均设置限位拉索，控制滑动面的滑动位移，并合理设置剪力部件，保证支座的滑动面按设计要求的不同水平力级别下发生滑动，实现多级设防、多级限位。
5.一种多级限位拉索减震支座，其特征在于，包括支座本体、上盖板(3)、下盖板(4)、上层限位拉索(10)、下层限位拉索(11)剪力部件(12)，
6.所述支座本体由上至下包括上座板(1)、上平面聚四氟乙烯板(5)、球冠(6)、球面聚四氟乙烯板(7)、座腔(8)、球面滑板(9)及其下座板(2)；
7.其中，
8.上座板(1)与上平面聚四氟乙烯板(5)形成上平面滑动面，球面滑板(9) 与其下座板(2)形成球面滑动面；
9.球冠(6)的上平面位于上座板(1)下，两者之间设置上平面聚四氟乙烯板 (5)；
10.球冠(6)的下球面位于座腔(8)的内球面，两者之间设置球面聚四氟乙烯板(7)；
11.上座板(1)开设纵向通长槽道，纵向通长槽道数目与上层限位拉索(10) 根数相同，上层限位拉索(10)穿过上座板(1)开设的纵向通长槽道，其两端通过拉索接头(15)固定于座腔(8)上；
12.下座板(2)开设纵向通长槽道，纵向通长槽道数目与下层限位拉索(11) 根数相同，下层限位拉索(11)穿过下座板(2)开设的纵向通长槽道，其两端也通过拉索接头(15)固定于座腔(8)上；
13.剪力部件(12)置于座腔(8)外围，且位于下座板(2)之上，剪力部件(12) 与下座板(2)之间的接触处保持贴合；
14.剪力部件(12)、下座板(2)、下盖板(4)三者固定；
15.上层限位拉索(10)可约束上平面滑动面的滑动位移，下层限位拉索(11) 可约束球面滑动面的滑动位移。结构地震响应较小时，支座由上平面滑动面发生滑动，延长结构周期以发挥减隔震作用，剪力部件(12)可约束支座的球面滑动面的滑动，结构地震响应进一步增大时，剪力部件(12)剪断，球面滑动面发生剪切滑移，进一步发挥减隔震作用。滑动位移的设计允许值由拉索设计长度决定，应根据不同设防水准下的地震要求确定。
16.进一步限定，上座板(1)、下座板(2)开设的纵向通长槽道尺寸应分别大于(略大于)上层限位拉索(10)、下层限位拉索(11)，以保证拉索能在槽道内沿轴向滑动。
17.支座本体是双向活动型、单向活动型或固定型中任一种。
18.所述拉索由钢绞线、高强度钢丝绳或碳纤维束制成。
19.本实用新型中，支座本体可以是双向活动型、单向活动型或固定型中任一种。
20.本实用新型中，所述拉索由钢绞线、高强度钢丝绳或碳纤维束制成。
21.本实用新型中，限位拉索在座板两侧均匀等长布置，也可以交错不等长布置。
22.本实用新型中，限位拉索数目不定，可根据需要设置不同的数量。
23.本实用新型中，不同滑动面可根据功能要求不同，设置不同的滑动摩擦系数。
24.本实用新型提供的技术方案的优点：
25.正常使用状态与普通球钢支座受力特性基本一致，支座受力稳定、传力明确、耐久性好。通过增设滑动面、限位拉索，可根据不同设防水准下的地震要求设置不同的位移限制值，满足不同设防水准下的抗震性能目标，实现多级限位、多级设防。
26.支座设置由多个滑动面，每个滑动面均设置限位拉索，控制滑动面的滑动位移，并设置剪力部件，保证支座的滑动面按设计要求的不同水平力级别下发生滑动，实现多级设防、多级限位。
27.支座具备多个滑动面，适应结构正常使用的滑动面可采用较小的摩擦系数，地震下的滑动面可以采用较大的摩擦系数，增加地震下的摩擦耗能，滑动面可采用聚四氟乙烯板也可以采用其它材料。
28.相比于混凝土或者钢结构挡块等限位装置，本技术技术方案中拉索限位与软钢缓冲耗能的力学本构关系清晰，传力途径明确，可通过计算(本领域通用的计算方法)确定设计位移，实现力与位移的平衡，保护墩底不发生弯曲破坏和剪切破坏。
29.本实用新型适用于铁路桥、公路桥、城市高架桥以及各种大型悬架结构之类的建筑物上，起减隔震作用。
附图说明
30.图1为本实用新型(剖)立面图示。
31.图2为本实用新型平(剖)面图示。
32.图中标号：
33.1为上座板，2为下座板，3为上盖板，4为下盖板，5为上平面聚四氟乙烯板，6为球冠，7为球面聚四氟乙烯板，8为座腔，9为球面滑板；
34.10为上层限位拉索，11为下层限位拉索，15为拉索接头；
35.12为剪力部件；
36.13为上固定螺栓，14为下固定螺栓
具体实施方式
37.为了使专利局的审查员尤其是公众能够更加清楚地理解本实用新型的技术实质和有益效果，申请人将在下面以实施例的方式结合附图作详细说明。但是对实施例的描述均不是对本实用新型方案的限制，任何依据本实用新型构思所作出的仅仅为形式上的而非实质性的等效变换都应视为本实用新型的技术方案范畴。
38.鉴于现有技术中不同类型支座的特点以及支座存在的种种不足，在拉索减震支座的基础上，本技术设计了一种多级设防、多级限位能力的拉索减震支座。该支座的竖向承载力高、允许位移大、转动能力好、传力性能稳定可靠的特点，通过设置双层滑动面与双层限位拉索，可以满足桥梁结构在多遇或者常遇地震作用下，支座上层滑动面发生滑动，延长结构周期并摩擦耗能，发挥减隔震作用，并依靠上层拉索限位，控制支座的滑动位移在限定范围内；当结构遭遇罕遇地震作用时，为避免结构内力过大，支座的下层滑动层发生滑动，进一步发挥减隔震作用，并由下层限位拉索控制下层滑动面的滑动位移，防止落梁灾害发生。该支座的分级滑动并限位特点符合了基于性能的抗震设计思想，是一种可多级设防、多级限位防落梁的减隔震支座。
39.实施例1
40.请见图1、图2，下座板2在使用状态下与桥梁的桥墩固定，上座板1与上部梁体固定。由上至下分别为上座板(1)、上平面聚四氟乙烯板(5)、球冠(6)、球面聚四氟乙烯板(7)、座腔(8)、球面滑板(9)及其下座板(2)；本实施例未设置水平抗剪组件，属于多向活动支座。支座本体两侧设置上层限位拉索(10)、下层限位拉索(11)。
41.本实用新型的技术方案的技术要点之一是普通球钢支座的基础上增加支座的球面滑动面，每个滑动面均设置限位拉索，控制滑动面的滑动位移，并合理设置剪力部件(12)，保证支座的滑动面按设计要求的不同水平力级别下发生滑动，实现多级设防、多级限位。上座板(1)开设纵向通长槽道，纵向通长槽道数目与上层限位拉索(10)根数相同，上层限位拉索(10)穿过上座板(1)开设的纵向通长槽道，其两端通过拉索接头(15)固定于座腔(8)上；下座板(2)开设纵向通长槽道，纵向通长槽道数目与下层限位拉索(11)根数相同，下层限位拉索(11)穿过下座板(2)开设的纵向通长槽道，其两端通过拉索接头(15) 固定于座腔(8)上。上座板(1)、下座板(2)开设的纵向通长槽道尺寸应分别略大于上层限位拉索(10)、下层限位拉索(11)，以保证拉索能在槽道内沿轴向滑动。上层限位拉索(10)可约束上平面滑动面的滑动位移，下层限位拉索(11) 可约束球面滑动面的滑动位移。结构地震响应较小时，支座由上平面滑动面发生滑动，延长结构周期发挥减隔震作用，剪力部件(12)可约束支座的球面滑动面的滑动，结构地震响应进一步增大时，剪力部件(12)剪断，球面滑动面发生剪切滑移，进一步发挥减隔震作用。滑动位移的设计允许值由拉索设计长度决定，应根
据不同设防水准下的地震要求确定。
42.图中，上固定螺栓(13)、下固定螺栓(14)、拉索接头(15)三个连接件说明：
43.本技术支座通过上固定螺栓(13)将上座板连接于外部结构。
44.本技术支座通过下固定螺栓(14)将剪力部件(12)、下座板(2)、下盖板 (4)固定。
45.本技术支座通过拉索接头(15)将上层限位拉索(10)、下层限位拉索(11) 连接至座腔(8)上。
46.支座设置由上平面滑动面、球面滑动面，上平面滑动面一般需适应结构正常使用的滑动要求，采用较小的摩擦系数；支座的球面滑动面仅在地震下发生滑动位移，地可以采用较大的摩擦系数，增加地震下的摩擦耗能。
47.作为本实用新型实施例的一种变换，支座本体可以是双向活动型，也可以是单向活动型及固定型。单向活动型可通过设置单向抗剪挡块实现，固定型可通过设置双向抗剪挡块实现。
48.作为本实用新型实施例的一种变换，所述限位拉索数量不定，可根据需要设置不同的数量。
49.上述的对实施例的描述均不是对本实用新型方案的限制，因此，本实用新型的保护范围不仅仅局限于上述实施例，任何依据本实用新型构思所作出的仅仅为形式上的而非实质性的各种修改和改进，都应视为落在本实用新型的保护范围之内。