[实用新型]减隔震拉杆支座

说明书

技术领域

本实用新型涉及桥梁或建筑结构的支承装置，特别涉及一种能减轻地震对桥梁破坏能力的减隔震拉杆支座。

背景技术

桥梁通常都可以区分为下部结构和上部结构两大部分，上、下两部分结构依赖支座来连接。于是，桥梁的抗震措施，支座就成为一个值得关注的节点。桥梁或其它结构物的防震措施，目的在于防止或减轻地震对结构所带来的破坏。早期采用的是加强结构的整体性，采用硬扛的做法，结构可以倒塌，但不会散架。其后，随着研究深入，发现采用柔性的化解手段，更为经济。所谓柔性化解，就是在地震力在结构的传递过程中，设置一些柔性的节点，延缓、减小、或隔断地震力的传递，从而保证了结构的安全，减少生命和财产的损失。

桥梁上的支座，除用来传递上部荷载到下部墩、台，以及适应有限的转角外，按其容许承担水平位移的功能分为3类。a类，固定支座，通常代号为GD，这类支座在顺桥向和横桥向都不容许出现支座上下两部分之间的相对水平位移，可以用来承受因温度，车辆制动所带来的水平力；b类，单向活动支座，通常代号为DX，这类支座仅容许在指定方向出现相对水平位移，在限制出现水平位移的方向，则可以承受水平力；c类，双向活动支座，通常代号为SX，这类支座在任何水平方向都可以出现位移，但不能用来承受水平荷载（在这里，为便于陈述，暂时略去了原始摩阻力的影响）。

以四跨连续梁为例，中间为制动墩，墩上配置1台固定支座GD和1台侧向活动支座DX，其余墩台上，在GD一侧配置顺桥向单向活动支座DX，在另一侧配置双向活动支座SX。如此配置，顺桥向水平力全部由制动墩上的固定支座GD和侧向安装的DX承受，其余的活动支座则承担了水平位移的协调，防止出现温度应力。

平常情况下，这种支座配置方案完全能够满足要求，可是遇到地震，就会出现一些问题。地震给桥梁带来地震水平力，其数值远大于车辆制动力，如果地震力全部分配到唯一的制动墩上，即便支座可以承受，桥墩也得相应加固。为了寻求一个经济合理的抗震方案，目前已经研发、使用了多种减隔震装置。这类装置，有的是利用支座本身所用材料的粘滞性能，也有的是利用支座部件钢材的抗弯或抗剪性能，被称为整体型减隔震装置，例如：铅芯橡胶支座，高阻尼橡胶支座，摩擦摆式减隔震支座。有的是在一般的支座外，另外再加设各种阻尼器，称为分离型减隔震装置，这类装置有：橡胶支座+金属阻尼器，橡胶支座+摩擦阻尼器，橡胶支座+黏性材料阻尼器。利用这种装置，都可以防止固定支座或制动墩承受超限的水平力，也可以在地震中自动提高活动支座的水平抗力，充分利用连续梁下其余墩台的抗震潜能。

摩擦摆式减隔震支座以及其它类似装置，以球形钢支座为主体的减隔震支座，都有两种工作模式：正常使用工作模式和减隔震工作模式，所谓正常使用工作模式，支座的表现和前述固定支座，单向支座，双向支座无异，如一旦进入减隔震工作模式，支座的功能就和正常使用工作模式截然不同，原来的固定支座也能容许出现水平变位，原来的活动支座，在产生水平变位时，其阻力除了原先相对较小的临界滑动摩擦力外，也会增加其它的抗力。如此这般，连续梁体系中，制动墩上支座的水平抗力就会分担到全体支座上，从而发挥了非制动墩的抗地震水平力的潜能，收到避免和减轻震害的效果。

所有这类以球形钢支座为主体的减隔震钢支座，其工作模式的转变，都需要一个激发点。

目前所见，对于其中的固定型减隔震支座，激发点普遍来自在支座中所设置的抗剪销轴，当抗剪销轴被超限的地震水平力剪断，固定支座进入减隔震工作模式，成为一种活动支座。对于其中的活动型减隔震支座，以目前应用较多的摩擦摆式活动支座的构造为例，则需要水平位移和地震力这两个指标同时超限，剪力销轴才能被剪断，进入减隔震工作模式。

对于以球形钢支座为主体的固定型减隔震支座，一旦剪力销轴被剪断，销轴对水平位移的抗力瞬间消失，剩余的只是支座水平摩擦副的临界滑动摩擦力F_max，按相关规范《公路桥梁抗震设计细则》JTG/T B02-01-2008规定，F_max=0.02R，其中R为支座所承担的上部结构重力，0.02为滑动摩擦系数，F_max的数值相对来说比较小的。也就是，抗剪销轴剪断后，使用抗剪轴销的固定型减隔震支座立马转变为简单的活动支座。在这过程中，支座的位移-抗力曲线出现断崖般跌落，出现冲击。