桥梁建设用水平向刚度可调节支座的制作方法

1.本实用新型涉及公路、城市道路桥梁建设技术领域，尤其是涉及一种桥梁建设用水平向刚度可调节支座。


背景技术：

2.桥梁支座是桥梁结构中非常重要的组成部分，是桥梁上部结构与下部结构的连接与纽带，是保障桥梁安全的重要传力构件。在桥梁的动力学行为中，桥梁上部结构振动产生的惯性力是通过桥梁支座传递给下部结构，这在抗震分析中尤为重要；通过对国内外各类相关文献的调研发现，在结构抗震过程中，由于桥梁支座作为上下部结构间主要的传力构件，因此其水平向性能主要决定了振动位移与惯性力的传递方式，进而决定了桥梁结构的抗震性能，而在桥梁支座所有的水平向性能中，水平向刚度是决定结构传力方式的重要因素。
3.桥梁支座的水平向刚度定义为支座的上顶面和下底面发生单位相对水平位移时所需施加的水平力大小，代表着传力构件位移与力的相关关系。桥梁支座的水平刚度越小，在同等地震力作用下，支座处的位移就越大，此时上部结构的振动位移就越小，传递到上部结构的地震力也越小，但由于较大的支座位移会导致其上下部结构之间的联系薄弱，容易发生落梁破坏；反之，桥梁支座的水平刚度越大，在同等地震力作用下，支座处的位移就越小，此时就会导致传递到上部结构的地震力越大，从而造成结构出现失效风险；因此，在抗震分析中，为了保证结构的安全，平衡位移与惯性力之间的关系是确定合适水平向刚度的桥梁支座的重要分析原则。
4.现有常用的桥梁抗震支座主要有：铅芯橡胶支座、高阻尼橡胶支座和摩擦摆式支座。上述桥梁支座的水平向刚度主要由支座本身的材料性能，以及结构、尺寸、形状等参数决定，桥梁支座出厂后，其水平向刚度即为一个恒定值，无法变更，因此已难以适应当今复杂多变的公路及城市道路桥梁建设施工环境。


技术实现要素：

5.本实用新型目的在于提供一种桥梁建设用水平向刚度可调节支座。
6.为实现上述目的，本实用新型可采取下述技术方案：
7.本实用新型所述的桥梁建设用水平向刚度可调节支座，包括：
8.底座，支固于桥墩的墩顶，所述底座上具有一水平的上顶面；
9.上支撑钢板，水平贴固于桥梁梁体底面上；
10.下支撑钢板，水平贴固于所述底座的上顶面上，且，所述下支撑钢板的顶面与所述上支撑钢板的底面相贴合；及
11.水平向刚度调节组件，为四组，两两对称的设置于所述底座的前、后侧壁和左、右侧壁上；
12.其中，每组所述水平向刚度调节组件均包括一水平连接柱、一刚度调节弹簧以及
一l形支柱，所述水平连接柱垂直固连于所述底座的侧壁上，所述刚度调节弹簧同轴固连于所述水平连接柱外端，所述l形支柱的横杆端同轴固连于刚度调节弹簧的外端，其纵杆端螺接固连于所述上支撑钢板上。
13.优选的，所述底座呈矩形结构，支固于所述桥墩的墩顶中心处，所述上支撑钢板和所述下支撑钢板均呈矩形结构，上支撑钢板和下支撑钢板的中心轴线与底座的中心轴线一致。
14.优选的，每组所述水平向刚度调节组件上均设置有用于隔挡灰尘落至所述刚度调节弹簧上的防尘网罩；所述防尘网罩为一侧开口的矩形结构，防尘网罩的开口侧朝向所述底座，其与开口侧相对的另一侧固连于所述l形支柱上，所述刚度调节弹簧位于防尘网罩的内腔中。
15.本实用新型优点在于通过两两对称的设置于底座前、后侧壁和左、右侧壁上的四组水平向刚度调节组件来连接底座和上支撑钢板，从而使贴固于桥梁梁体底面上的上支撑钢板在座放于下支撑钢板上的同时，能够抵消部分桥梁梁体在受到震动时产生的横向荷载，并将桥梁梁体的横向荷载均匀的分配到每一布设有水平向刚度可调节支座的桥墩上，从而使桥梁结构受力更加均匀、合理，弥补现有桥梁横桥向荷载仅由固定支座承担而导致固定支座加速破坏的缺点，达到提升桥梁抗震性能的目的，在桥梁抗震设计领域上具有广阔的应用前景和推广前景。
附图说明
16.图1是本实用新型的结构示意图。
17.图2是图1的俯视图。
18.图3是图1中防尘网罩的轴侧图。
具体实施方式
19.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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例，都属于本实用新型保护的范围。
20.需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
21.如图1所示，本实用新型所述的桥梁建设用水平向刚度可调节支座，包括底座1、上支撑钢板2、下支撑钢板3及水平向刚度调节组件。
22.其中，底座1呈矩形结构，支固于桥墩的墩顶中心处，底座1上具有一水平的上顶面。
23.上支撑钢板2呈矩形结构，水平贴固于桥梁梁体底面上，并保证上支撑钢板2的中心轴线与底座1的中心轴线保持一致；另外，为使上支撑钢板2能够轻松固连在桥梁梁体上，如图2所示，可在上支撑钢板2的四角处开设连接孔4，从而能够通过连接螺栓来穿过连接孔4，从而将上支撑钢板2固连在桥梁梁体的底面上。
24.下支撑钢板3呈矩形结构，水平贴固于底座1的上顶面上，同样的下支撑钢板3的中心轴线也应与底座1的中心轴线保持一致，并且下支撑钢板3的顶面还应与上支撑钢板2的底面相贴合，从而实现桥墩对桥梁梁体的承托。
25.水平向刚度调节组件为四组，两两对称的设置于底座1的前、后侧壁和左、右侧壁上，即在底座1的前、后、左、右侧壁中心处各设置一组水平向刚度调节组件，并保证底座1前、后侧壁上的水平向刚度调节组件相互对称，而底座1左、右侧壁上的水平向刚度调节组件相互对称。每组水平向刚度调节组件均包括一水平连接柱5、一刚度调节弹簧6以及一l形支柱7；其中，水平连接柱5垂直固连于底座1的侧壁中心处，而刚度调节弹簧6则同轴固连于水平连接柱5外端，l形支柱7的横杆端同轴固连于刚度调节弹簧6的外端，而l形支柱7的纵杆端则螺接固连于上支撑钢板2上；实际加工时先将四组l形支柱7螺接固连在上支撑钢板2上事先开设好的定位孔8中，然后再将l形支柱7的横杆端与刚度调节弹簧6固连。
26.进一步的，为避免长时间的使用过程中刚度调节弹簧6上落灰严重导致簧力衰减或扭力衰减，因此还可在每组水平向刚度调节组件上均设置一用于隔挡灰尘落至刚度调节弹簧6上的防尘网罩9；具体的，如图3所示，防尘网罩9为一侧开口的矩形结构，防尘网罩9的开口侧朝向底座1，其与开口侧相对的另一侧固连于l形支柱7的横杆上，此时刚度调节弹簧6应固连于防尘网罩9的内腔中，并且需保证防尘网罩9的内腔长度应大于刚度调节弹簧6的最大拉伸长度，而防尘网罩9的宽度则应大于刚度调节弹簧6的最大水平弯折宽度。
27.本实用新型的加工及安装原理如下：
28.第一步，首先按桥梁的抗震设计要求建立桥梁模型，并进行震型分析，从而计算出桥梁的震动模态，利用桥梁设计加速度反应谱计算得出地震力；然后根据荷载平均分配原则分别计算每个桥墩和本实用新型所述的水平向刚度可调节支座的组合刚度，之后按照桥墩顺桥向抗弯刚度与水平向刚度可调节支座水平刚度的串联模型，从而计算出水平向刚度可调节支座处的水平刚度。
29.第二步，在工厂预制底座1、上支撑钢板2、下支撑钢板3、水平连接柱5、刚度调节弹簧6、l形支柱7及防尘网罩9，并在上支撑钢板2上预留好连接孔4和定位孔8，定位孔8中加工内螺纹，l形支柱7的纵杆上端加工与定位孔8中的内螺纹相匹配的外螺纹。
30.第三步，按照第一步计算得出的水平向刚度可调节支座的水平刚度来调整刚度调节弹簧6（即裁切出合适长度的刚度调节弹簧6）；然后便可将l形支柱7螺接固连在上支撑钢板2的定位孔8中，四个定位孔8匹配四个l形支柱7；之后将防尘网罩9套装于l形支柱7的横杆上，并将刚度调节弹簧6安装于防尘网罩9内，保证刚度调节弹簧6与l形支柱7的横杆轴向一致；之后再在刚度调节弹簧6的外端同轴固连水平连接柱5，并将水平连接柱5的另一端与底座1的侧壁垂直固连，从而完成本实用新型所述水平向刚度可调节支座的安装。
31.第四步，待桥墩施工完成后，将组装完成的水平向刚度可调节支座按照定位位置安装至对应的桥墩墩顶中心处上。
32.第五步，重复第三步和第四步，依次完成每一桥墩墩顶上的水平向刚度可调节支座的安装。
33.第六步，将桥梁梁体坐放于桥墩墩顶的水平向刚度可调节支座上，即坐放于水平向刚度可调节支座的上支撑钢板2上，并用连接螺栓穿过连接孔4将上支撑钢板2固连在桥梁梁体的底面上，完成本装置的安装。
34.上述步骤所安装的水平向刚度可调节支座能够抵消部分桥梁梁体在受到震动时产生的横向荷载，并将桥梁梁体的横向荷载均匀的分配到每一布设有水平向刚度可调节支座的桥墩上，从而使桥梁结构受力更加均匀、合理，弥补现有桥梁横桥向荷载仅由固定支座承担而导致固定支座加速破坏的缺点，达到提升桥梁抗震性能的目的。