[实用新型]一种复合球面抗震耗能支座

说明书

技术领域

本实用新型属于建筑工程的技术领域，具体地说是一种涉及桥梁及其它工程结构使用的复合球面抗震耗能支座，该支座适用于公路桥梁、城市高架桥梁以及轨道交通桥梁，以及上述结构需要减、隔振的场合。

背景技术

桥梁结构由上部结构（主梁及桥面系）与下部结构（墩、台及基础）组成。桥梁上部结构自重与车辆等活载通过支座传递给桥墩(桥台)，最后到达基础。上部结构由于各种原因产生的变形对下部结构的影响，也要依靠支座来缓解。目前在大型桥梁工程中，已经普遍使用球形支座。球形支座主要由上支座板、球冠衬板和下支座板三大金属构件组成，在上支座板和球冠衬板间有平面滑动摩擦副，在球冠衬板和下支座板间有球面转动摩擦副。

为了适应桥梁及建筑工程抗震的要求，近年来陆续出现了各种形式的球形抗震支座。这些支座虽然能满足桥梁和结构抗震耗能的要求，但是在日常正常使用方面，还是存在某些不足。例如，该类支座在满足桥梁热胀冷缩和荷载引起的变形的同时，支座的机构会产生不同程度的抬升现象。一般热胀冷缩和荷载引起的变形在100mm时支座的机构产生的抬升量大致在2~3mm左右。以位移量为150mm、支座的球面半径SR为5000mm的减隔振支座为例，当桥梁结构受到热胀冷缩产生的位移量达到150mm时，该类支座机构会产生约4.5mm的抬升。支座机构产生的抬升，对于普通的简支梁（静定）结构轻则桥面产生行车不平顺现象，重则会引起桥面铺装开裂和损坏，影响桥梁的正常使用。对于一些高次超静定结构，例如，多跨连续梁、斜拉桥等结构，它们对结构的变形非常敏感，局部部位4.5mm的抬升量还会引起结构附加次生内力的改变，对结构产生不利的影响。

因此需要同时能满足桥梁和结构抗震耗能的要求和桥梁热胀冷缩和荷载引起的变形时机构不会产生局部抬升现象的支座。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种复合球面抗震耗能支座，在日常使用过程中，机构不会产生局部抬升现象的支座。

本实用新型提出的复合球面抗震耗能支座，自上而下由第一支座板1、第二支座板2和中间钢衬板3组成，所述第一支座板1和第二支座板2为矩形或圆形结构，所述中间钢衬板3为可活动部件，可在第一支座板1与第二支座板2之间沿X方向或Y方向移动，所述第一支座板1的底面与中间钢衬板3顶面结构相匹配，所述第一支座板1的底面设有柱面半径为R的凹槽，相应的，所述中间钢衬板3顶面为曲面形状，曲面两端对称设置有半径为SR的球面，其中部为半柱状体，该半柱状体半径为R；所述第二支座板2的顶面与中间钢衬板3底面结构相匹配，所述第二支座板2的顶面设有球面半径 为SR的凹坑，相应的，所述中间钢衬板3底面半径为SR的球面。

本实用新型中，所述第一支座板1的Y方向的两侧设有挡块螺栓组件4。

本实用新型中，所述第一支座板1的投影面积大于第二支座板2的投影面积。

本实用新型中，所述第一支座板1的底面在Y方向的凹槽的两端增加与中间钢衬板3相匹配的半径为R的曲面。

本实用新型中，所述中间钢衬板3在Y方向的半柱体的两端设置了半径为SR的球面。所述第一支座板1的底面与中间钢衬板3顶面结构相匹配，设有半径为R的凹槽，凹槽两端对称设置有半径为SR的球面。

实际使用中，第一支座板1和第二支座板2的相对位置可根据桥梁结构的需要进行上下互换。

本实用新型所述的复合球面抗震耗能支座，相对活动部分由一个球面和一个两端带有曲面的半柱面体复合而成。上下支座板分别设置了与之相匹配的球面半径SR凹坑和柱面凹槽。该机构形式，不但满足了桥梁或建筑结构工程因温度及荷载产生的变形的正常使用要求，变形时机构不会产生局部抬升现象；同时在地震发生时，挡块螺栓被剪断，中间钢衬在支座板上运动，通过势能改变和摩擦力做功，产生阻尼，达到消减地震力、减轻地震力的影响，从而达到保护桥梁和工程建筑结构的目的。

本实用新型区别于现有技术在于：现有同类支座的耗能机构采用单一的曲面和球面，使结构在日常使用阶段会产局部抬升现象。此局部抬升现象对结构是有害无益的。

本实用新型复合球面抗震耗能支座耗能机构采用复合的曲面形式，其相对活动部分由一个球面和一个两端带有曲面的半柱面体复合而成。第一支座板1和第二支座板2分别设置了与之相匹配的球面半径SR凹坑和柱面凹槽。本实用新型复合球面抗震耗能支座既满足了桥梁和建筑工程结构日常在温度变化热胀冷缩和荷载引起的变形时机构不会产生局部抬升现象、同时又保证了地震发生时桥梁和结构抗震耗能的要求。

附图说明

图1为本实用新型实施例1中X方向的结构示意图。

图2为本实用新型实施例1中Y方向的结构示意图。