[发明专利]一种新型摩擦摆支座

说明书

本发明公开了一种新型摩擦摆支座，包括上支座板和下支座板，所述上支座板和下支座板上分别设有上滑道和下滑道，所述上滑道和下滑道相互垂直且分别沿桥梁的横桥向和纵桥向设置，在所述上支座板和下支座板之间设有滑块，所述滑块的上下两端分别与上下两侧的所述上滑道和下滑道相配合，在所述滑块的周向沿着横桥向和纵桥向共设有若干个附加挡板，在每个所述附加挡板的两侧均设有挡块，两个所述挡块与对应的所述附加挡板之间具有间隙，所述挡块限制沿横桥向设置的所述附加挡板只能沿横桥向方向进行运动，所述挡块限制沿纵桥向设置的所述附加挡板只能沿纵桥向方向进行运动。本支座将纵向剪力键和横向剪力键分离，且克服了“单边效应”。

技术领域

本发明涉及桥梁工程领域，特别涉及一种新型摩擦摆支座。

背景技术

近年来，桥梁由于遭受地震而受到损害的例子屡见不鲜。桥梁作为我国重要的交通运输载体，承担着巨大的交通运输作用。地震不仅会破坏桥梁本身的结构，同时由于桥梁受损而导致的次生灾害也很常见。因此，桥梁抗震一直是我国桥梁研究的热点。

目前我国建造的桥梁中应用的支座主要有以下几种：

(1)盆式橡胶支座：盆式橡胶支座是在板式橡胶支座的基础上进一步改进后更为完善的一种橡胶支座。该支座的工作原理是利用半封闭钢制盆腔内的弹性橡胶块，在三向受力状态下具有流体的性质，来实现上部结构的转动同时依靠中间钢板上的聚四氟乙烯板与上支座板上的不锈钢板之间的低磨擦系数来实现上部结构的水平位移。因此，盆式橡胶支座具有承载力大、水平位移大、摩擦系数小、转角大、支座建筑高度低、节省钢材等优点。但是，该支座构件中的橡胶容易老化，需要经常进行更换，增加了支座的成本。另一方面，为满足橡胶支座的正常使用，常常在支座周围设置挡块类型的剪力键，而在实际地震作用下，支座的剪力键只有一边断裂而造成单边效应的情况时有发生。

(2)球型钢支座：球型钢支座是在盆式橡胶支座的基础上发展起来的一种新型桥梁支座。其特点是设计转角远大于一般盆式支座。目前球型钢支座已在国内城市立交桥及公路桥梁上广泛使用。而目前球型钢支座的剪力键研究也与盆式橡胶支座类似。

(3)摩擦摆支座：摩擦摆支座作为一种性能优良的新型减隔震装置，由于其隔震效果明显以及自复位的特性，在中小跨度桥梁中应用广泛。该支座的工作原理是上部结构利用自身的重力在摩擦力系数较小的滑动圆弧面上滑动，通过滑动层之间的摩擦力对输入的地震能量进行消耗，亦能减少向上部结构传递的地震能量。但目前国内的桥梁支座设计中对摩擦摆支座的剪力键研究较少，无法分析在纵向地震或是横向地震作用下相应的剪力键断裂的情况，且尚未对桥梁在纵向地震或是横向地震作用下相应的剪力键断裂的状况进行深入研究。

综上所述，目前国内的大部分桥梁支座均有设置剪力键，但无论是哪一种支座，对剪力键部分的改进方案鲜有涉及。目前国内常见支座的剪力键类型主要有以下两种：

(1)挡块或是类似挡块的断裂型剪力键：该类剪力键在橡胶滑板式支座(如聚四氟乙烯滑板橡胶支座)和摩擦摆支座设计中较为常见。该类剪力键能够满足在正常使用工况下和多遇地震工况下支座的位移要求；在罕遇地震作用下，挡块被撞断，支座的上部结构和梁体能够开始运动，从而起到隔震的作用。

但在实际使用过程中，经常会出现只有一侧的挡块被撞断而另一侧的挡块未被撞断的情况。在该情况下，支座的上部结构会偏撞断挡块一侧振动，而不会撞断相对一侧的挡块，即产生“单边效应”。在该类支座的实验过程中，可能还会发生支座与两侧挡块卡住而未能正常移动的情况。

(2)剪切螺栓类剪力键：该类剪力键主要出现于摩擦摆类支座的设计中。该类剪力键通常将支座的上部构件和下部构件通过螺栓锚固连接，从而满足支座在正常使用中的位移限值；在罕遇地震作用下，该支座四周的螺栓同时断裂，支座开始水平运动，从而发挥隔震作用。对于该类剪力键设计，虽然不会出现“单边断裂”的情况，但由于所有的剪力键同时断裂，难以针对纵向地震和横向地震做出不同的行为。