可转换抗震模式的减震支座及减震桥梁装置的制作方法

本发明涉及桥梁抗震与桥梁减隔震技术领域，具体而言，涉及可转换抗震模式的减震支座及减震桥梁装置。

背景技术：

地震是地球内部某部分急剧运动而发生的传播振动的现象。大地震爆发时，释放出巨大的地震能量，造成地表和人为工程的大量破坏，严重威胁人民生命和财产安全。而地震对桥梁的破坏直接影响到抗震救灾过程中生命线的畅通程度。因此，如何提高桥梁的抗震能力并降低地震对桥梁的破坏，是十分重要的问题。

不同的桥梁结构形式、细部构造以及所处的场地的地震动特性，造成的桥梁结构破坏性质和程度不同。桥梁支座是桥梁上部结构和下部结构之间重要的连接结构，其作用主要是将上部结构的载荷传递到桥墩上。支座的造价成本在桥梁结构总体成本中只占很小的比例，但是其在桥梁结构中的作用非常大。支座是桥梁结构中相对薄弱的环节，在地震情况下，支座的破坏会对桥梁其它部位产生巨大的影响，使得震害程度加深。因此，支座的性能在一定程度上对桥梁整体的性能有着决定性的作用。

现有的桥梁结构抗震支座，有铅芯橡胶支座、高阻尼橡胶支座、抗震盆式支座、摩擦摆支座等。这几类抗震支座在地震载荷作用下，仍然存在着一些抗震能力不足的问题，比如：抗扭能力差、限位能力不足、抗冲击能力较低等。并且，为提高减隔震支座的性能和可靠度，大部分支座需要与其它阻尼器结构配合使用，使其制造过程复杂，材料性能要求较高，使整个系统的成本大大提高。从环保角度来看，铅芯橡胶支座的污染较为严重。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种可转换抗震模式的减震支座，其结构简单、功能全面、性能稳定，在地震作用下抗扭能力强、多方式耗散地震能量、结构稳定性高。

本发明的另一目的在于提供一种减震桥梁装置，其结构简单、功能全面、性能稳定，在地震作用下抗扭能力强、多方式耗散地震能量、结构稳定性高。

本发明提供一种技术方案：

一种可转换抗震模式的减震支座，包括支座本体、减震组件、液压组件及连接件。支座本体包括第一支座、第二支座及第三支座。减震组件包括弧形减震件，弧形减震件位于第一支座和第二支座之间，且弧形减震件的一端与第二支座连接，弧形减震件的另一端通过连接件与第一支座连接，且弧形减震件可与第一支座相对滑动。液压组件的一端与弧形减震件靠近连接件的一端连接，另一端与第二支座连接。第二支座靠近第三支座的一侧设置有第一连接部，第三支座靠近第二支座的一侧设置有与第一连接部配合的第二连接部。

进一步地，上述弧形减震件包括弧形部和连接于弧形部两端的连接部，弧形部与第二支座连接，连接部分别与第一支座和液压组件连接。

进一步地，上述减震组件还包括抵持组件，抵持组件抵持于弧形部与第二支座之间。

进一步地，上述抵持组件包括抵持座和抵持件，抵持座与第二支座靠近第一支座的一端连接，抵持件抵持于抵持座的另一端和弧形部之间。

进一步地，上述液压组件包括活塞杆、活塞缸、阻尼孔及弹性件，活塞缸与第二支座连接，活塞杆的一端容置于活塞缸内并与活塞缸连接，活塞缸的另一端与弧形减震件连接，活塞杆弹性件抵持于活塞杆远离活塞缸的一端与活塞缸之间。

进一步地，上述弧形减震件设置有与活塞杆连接的限位孔，且限位孔可沿活塞杆滑动。

进一步地，上述第一支座靠近连接件的一端设置有容置空间，容置空间的侧壁上设置有橡胶垫，容置空间可用于容置弧形减震件与连接件连接的端部。

进一步地，上述第一连接部包括卡槽和限位凹槽，第二连接部包括与卡槽配合的凸起部和与限位凹槽配合的限位凸起。

进一步地，上述凸起部与卡槽的侧壁之间抵持有缓冲橡胶块，凸起部与卡槽的底壁之间抵持有减震橡胶块。

一种减震桥梁装置，包括桥梁本体、墩柱及可转换抗震模式的减震支座。可转换抗震模式的减震支座包括支座本体、减震组件、液压组件及连接件。支座本体包括第一支座、第二支座及第三支座。减震组件包括弧形减震件，弧形减震件位于第一支座和第二支座之间，且弧形减震件的一端与第二支座连接，弧形减震件的另一端通过连接件与第一支座连接，且弧形减震件可与第一支座相对滑动。液压组件的一端与弧形减震件靠近连接件的一端连接，另一端与第二支座连接。第二支座靠近第三支座的一侧设置有第一连接部，第三支座靠近第二支座的一侧设置有与第一连接部配合的第二连接部。可转换抗震模式的减震支座位于桥梁本体与墩柱之间，且第一支座与桥梁本体连接，第三支座与墩柱连接。

相比现有技术，本发明提供的可转换抗震模式的减震支座及减震桥梁装置的有益效果是：

在正常情况下时，该可转换抗震模式的减震支座为约束体系。此时，弧形减震件通过连接件与第一支座固定地连接。弧形减震件的一端通过连接件与第一支座连接，弧形减震件的另一端与第二支座连接。液压组件的两端分别与弧形减震件和第二支座连接，并且液压组件与弧形减震件连接的部分还可以对弧形减震件起到支承的作用。此时，连接件用于承受水平剪力，其设计的承载能力可以确保在正常情况、风振以及中小级别地震的情况均不被剪断，而在大地震的作用下被剪断。因此，在正常工况下，弧形减震件在连接件和液压组件的共同作用下维持其结构的稳定性。第一连接部和第二连接部相互连接，可确保第二支座和第三支座之间不会发生水平移位。并且在大风的情况下能够维持结构的稳定性，吸收风振产生的能量。在大地震情况下时，由于弧形减震件受到很大的瞬间冲击力，致使弧形减震件与第一支座连接的部分产生移位，连接件被剪断，该可转换抗震模式的减震支座转换为减震体系。此时，连接件被剪断，第一支座和弧形减震件之间可以相对滑动。液压组件可以吸收连接件断裂时产生的瞬时冲击能量以及地震过程中传递到支座的能量。液压组件与弧形减震件连接的一端在受到挤压后，致使液压组件内的粘性阻尼介质流动，并吸收部分载荷。由于粘性阻尼介质在短时间内不能进行大量流动，从而使液压组件在短时间内不能产生移动，进而将整个结构锁定为刚性状态，增强系统的强度。由于在地震过程中会产生较大的扭转力，使得第二支座与第三支座发生相对转动。第三支座上的第二连接部和第二支座上的第一连接部可以限制第二支座和第三支座在水平方向上的转动角度。当地震消失以后，液压组件靠近第一支座的一端受到的压力减小，并逐步进行复位。因此，弧形减震件在一定程度上恢复到较为稳定的位置，以维持支座的基本功能。第三支座由于在第一连接部和第二连接部的作用下，产生的移位较小，同时受到反向力的作用，逐步向初始位置移动。使得在地震消失后，可转换抗震模式的减震支座能在一定程度上保持其支承上部结构的功能，维持抗震救灾生命线的畅通。本发明提供的可转换抗震模式的减震支座及减震桥梁装置的结构简单、功能全面、性能稳定，在地震作用下抗扭能力强、多方式耗散地震能量、结构稳定性高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定。对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明的第一实施例提供的可转换抗震模式的减震支座的结构示意图；

图2为本发明的第一实施例提供的弧形减震件的结构示意图；

图3为本发明的第一实施例提供的抵持组件的结构示意图；

图4为本发明的第一实施例提供的抵持座的结构示意图；

图5为本发明的第一实施例提供的液压组件的结构示意图；

图6为本发明的第一实施例提供的缓冲橡胶块的结构示意图；

图7为本发明的第一实施例提供的第一连接部和第二连接部的结构示意图。

图标：100-可转换抗震模式的减震支座；110-支座本体；111-第一支座；1111-安装凹槽；112-第二支座；1121-第一连接部；11211-卡槽；11212-限位凹槽；1122-安装槽；113-第三支座；1131-第二连接部；11311-凸起部；11312-限位凸起；114-容置空间；115-橡胶垫；116-减震橡胶块；117-缓冲橡胶块；120-减震组件；121-弧形减震件；1211-弧形部；12111-第二连接孔；1212-连接部；12121-第一连接孔；12122-限位孔；122-抵持组件；1221-抵持座；12211-第一连接座；12212-第二连接座；1222-抵持件；123-第三连接孔；130-液压组件；131-活塞杆；132-活塞缸；133-弹性件；140-连接件；141-橡胶筒；150-摩擦垫层。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，“设置”、“连接”等术语应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细说明。

第一实施例

请参阅图1，本实施例提供了一种可转换抗震模式的减震支座100，其结构简单、功能全面、性能稳定，在地震作用下抗扭能力强、多方式耗散地震能量、结构稳定性高。

本实施例提供的可转换抗震模式的减震支座100包括支座本体110、减震组件120、液压组件130及连接件140。支座本体110包括第一支座111、第二支座112及第三支座113。减震组件120包括弧形减震件121，弧形减震件121位于第一支座111和第二支座112之间，且弧形减震件121的一端与第二支座112连接，弧形减震件121的另一端通过连接件140与第一支座111连接，且弧形减震件121可与第一支座111相对滑动。液压组件130的一端与弧形减震件121靠近连接件140的一端连接，另一端与第二支座112连接。第二支座112靠近第三支座113的一侧设置有第一连接部1121，第三支座113靠近第二支座112的一侧设置有与第一连接部1121配合的第二连接部1131。

需要说明的是，在正常情况下，弧形减震件121通过连接件140与第一支座111固定连接；当连接件140承受的剪切应力过大，连接件140被剪断，此时弧形减震件121可以相对第一支座111滑动。

请结合参阅图1和图2，在本实施例中，弧形减震件121包括弧形部1211和连接于弧形部1211两端的连接部1212，弧形部1211与第二支座112连接，连接部1212分别与第一支座111和液压组件130连接。

在本实施例中，减震组件120还包括抵持于弧形部1211与第二支座112之间的抵持组件122。

在本实施例中，弧形减震件121由一整块钢板制成。当然，并不仅限于此，在本发明的其他实施例中，弧形减震件121也可以由其他的方式制成，比如多个钢块进行弯折形成。

可以理解的是，弧形减震件121的数量既可以为一个，也可以为多个，本实施例对弧形减震件121的数量不做具体限定。同时，多个弧形减震件121既可以相互独立，也可以依次连接在一起。

在本实施例中，连接部1212设置有与第一支座111连接的第一连接孔12121和可与液压组件130滑动连接的限位孔12122。弧形部1211设置有与第二支座112连接的第二连接孔12111。并且，在本实施例中，多个弧形减震件121相互依次连接，并在相邻两个弧形减震件121之间设置可与抵持组件122连接的第三连接孔123。

需要说明的是，在本实施例中，为了使连接部1212与第一支座111更加稳定地连接，第一支座111还设置有与连接部1212配合的安装凹槽1111。连接部1212可部分容置于安装凹槽1111内，安装凹槽1111的侧壁可对连接部1212进行限位。

请参阅图3，抵持组件122包括抵持座1221和抵持件1222，抵持座1221与第二支座112靠近第一支座111的一端连接，抵持件1222抵持于抵持座1221的另一端和弧形部1211之间。

请参阅图4，抵持座1221包括相互依次连接的多个第一连接座12211和多个第二连接座12212，第一连接座12211与第二支座112连接，第二连接座12212与弧形减震件121连接。抵持件1222抵持于第一连接座12211远离第二支座112的一端和弧形减震件121之间，以在弧形减震件121受力时，起到一定的缓冲作用。优选地，抵持件1222由弹性材料制成，比如橡胶等。

在本实施例中，第二支座112设置有与第一连接座12211连接的安装槽1122，安装槽1122的形状和结构与第一连接座12211相匹配，以将第一连接座12211更稳定地安装于第二支座112。同时，在本实施例中，第二连接座12212与第三连接孔123卡接。

请参阅图5，液压组件130包括活塞杆131、活塞缸132及弹性件133，活塞缸132与第二支座112连接，活塞杆131的一端容置于活塞缸132内并与活塞缸132连接，活塞缸132的另一端与弧形减震件121连接，活塞杆131弹性件133抵持于活塞杆131远离活塞缸132的一端与活塞缸132之间。

在本实施例中，活塞杆131与弧形减震件121设置的限位孔12122连接，且当连接件140被剪断后，连接部1212可带动限位孔12122沿活塞杆131滑动。

可以理解的是，活塞杆131靠近第一支座111的一端在受到挤压后，致使活塞杆131相对活塞缸132产生移位，活塞缸132内的粘性阻尼介质在上下腔室内流动，吸收通过活塞杆131传递过来的载荷。位于活塞杆131与活塞缸132之间的弹性件133能够吸收一部分能量，避免液压组件130受到瞬时冲击力以后发生故障。由于粘性阻尼介质在短时间内不能大量地在上下腔室内流动，从而使活塞杆131在短时间内不能产生移动，将整个结构锁定为刚性状态，进而增强系统的强度。

在本实施例中，活塞杆131靠近第一支座111的一端部分嵌入第一支座111内，以确保在地震过程中，活塞杆131不会脱离第一支座111。

在本实施例中，连接件140为剪力螺栓，并且在剪力螺栓外还套设有橡胶筒141，以适应在正常工况下弧形减震件121的热变形致使上部两端产生的移位。

在本实施例中，第一支座111靠近连接件140的一端设置有容置空间114，容置空间114的侧壁上设置有橡胶垫115，容置空间114可用于容置弧形减震件121与连接件140连接的端部。

可以理解的是，当连接件140折断后，弧形减震件121分别向两端移动，弧形减震件121的端部向容置空间114的方向移动。容置空间114的作用是为了容置弧形减震件121与连接件140连接的端部，以防止其脱落。容置空间114设置的橡胶垫115可以在弧形减震件121向容置空间114运动时减小冲击，同时在地震过去后，便于弧形减震件121的复位。

请结合参阅图1、图6和图7，在本实施例中，第一连接部1121和第二连接部1131相互配合，以防止第二支座112和第三支座113之间的在水平方向上的相对运动。

在本实施例中，第一连接部1121包括卡槽11211和限位凹槽11212，第二连接部1131包括与卡槽11211配合的凸起部11311和与限位凹槽11212配合的限位凸起11312。

需要说明的是，卡槽11211的高度大于凸起部11311的高度，即在凸起部11311和卡槽11211底壁之间存在一定的空间，该空间可以部分吸收第二支座112或第三支座113在竖直方向发生的位移，进而防止卡槽11211和凸起部11311的损坏，并提高了其寿命。优选地，凸起部11311与卡槽11211的底壁之间抵持有减震橡胶块116。

需要说明的是，卡槽11211的宽度也大于凸起部11311的宽度，并且在凸起部11311与卡槽11211的侧壁之间抵持有缓冲橡胶块117。在正常工况下，缓冲橡胶块117可限制移位，确保结构的稳定性。在地震作用下，缓冲橡胶块117可以避免结构发生过大的转动移位，同时起到缓冲的作用。在地震消失以后，由于橡胶之前受到挤压会产生反向力，此时会推动结构逐渐复位。

在本实施例中，第二支座112靠近第三支座113的一端还设置有减震凹槽，第三支座113靠近第二支座112的一端设置有与减震凹槽配合的减震凸起。

可以理解的是，凸起部11311与第三支座113的连接处是垂直于水平面的，因此其承受水平剪力的能力比较小，在水平剪力过大的情况下容易被剪短，限位凸起11312和限位凹槽11212的配合，可以限制水平移位。也就是说，凸起部11311和卡槽11211主要用于限制第二支座112和第三支座113之间的转动角度，限位凸起11312和限位凹槽11212限制了第二支座112和第三支座113之间的水平位移，并且限位凸起11312和限位凹槽11212的接触面在第二支座112和第三支座113相对转动时，可以通过摩擦耗能。

在本实施例中，限位凸起11312为凸球体，限位凹槽11212为与之配合的凹球体。也就是说，限位凸起11312和限位凹槽11212之间的连接面为球面。球面的接触面积较大，从而可以增强在第二支座112和第三支座113相对转动时，限位凸起11312和限位凹槽11212之间的摩擦耗能的能力。

并且，在本实施例中，第二支座112与第三支座113之间还设置有摩擦垫层150，以增大第二支座112与第三支座113之间的摩擦系数，以防止第二支座112与第三支座113因相互滑动而造成的磨损。

本实施例提供的可转换抗震模式的减震支座100的工作原理及有益效果：在正常情况下时，该可转换抗震模式的减震支座100为约束体系。弧形减震件121的一端通过连接件140与第一支座111连接，弧形减震件121的另一端与第二支座112连接。液压组件130的两端分别与弧形减震件121和第二支座112连接，并且液压组件130与弧形减震件121连接的部分还可以对弧形减震件121起到支承的作用。此时，连接件140用于承受水平剪力，其设计的承载能力可以确保在正常情况、风振以及中小级别地震的情况均不被剪断，而在大地震的作用下被剪断。因此，在正常工况下，弧形减震件121在连接件140和液压组件130的共同作用下维持其结构的稳定性。第一连接部1121和第二连接部1131相互配合，可确保第二支座112和第三支座113之间不会发生水平移位。并且在大风的情况下能够维持结构的稳定性，吸收风振产生的能量。

在大地震情况下时，由于弧形减震件121受到很大的瞬间冲击力，致使弧形减震件121与第一支座111连接的部分产生移位，连接件140被剪断，该可转换抗震模式的减震支座100转换为减震体系。液压组件130可以吸收连接件140断裂时产生的瞬时冲击能量以及地震过程中传递到支座的能量。液压组件130与弧形减震件121连接的一端在受到挤压后，致使液压组件130内的粘性阻尼介质流动，并吸收部分载荷。由于粘性阻尼介质在短时间内不能进行大量流动，从而使液压组件130在短时间内不能产生移动，进而将整个结构锁定为刚性状态，增强系统的强度。

由于在地震过程中会产生较大的扭转力，使得第二支座112与第三支座113发生相对转动。第三支座113上的第二连接部1131和第二支座112上的第一连接部1121可以限制第二支座112和第三支座113在水平方向上的转动角度。当地震消失以后，液压组件130靠近第一支座111的一端受到的压力减小，并逐步进行复位。因此，弧形减震件121在一定程度上恢复到较为稳定的位置，以维持支座的基本功能。第三支座113由于在第一连接部1121和第二连接部1131的作用下，产生的移位较小，同时受到反向力的作用，逐步向初始位置移动。使得在地震消失后，可转换抗震模式的减震支座100能在一定程度上保持其支承上部结构的功能，维持抗震救灾生命线的畅通。

本实施例提供的可转换抗震模式的减震支座100的结构简单、功能全面、性能稳定，在地震作用下抗扭能力强、多方式耗散地震能量、结构稳定性高。

第二实施例

本实施例提供了一种减震桥梁装置(图未示)，包括桥梁本体(图未示)、墩柱(图未示)及可转换抗震模式的减震支座100。可转换抗震模式的减震支座100包括第一支座111、第二支座112、第三支座113、减震组件120、液压组件130及连接件140。减震组件120包括弧形减震件121，弧形减震件121位于第一支座111和第二支座112之间，且弧形减震件121的一端与第二支座112连接，弧形减震件121的另一端通过连接件140与第一支座111连接，且当连接件140脱离时，弧形减震件121与第一支座111可相对滑动。液压组件130的一端与弧形减震件121靠近连接件140的一端连接，另一端与第二支座112连接。第二支座112靠近第三支座113的一侧设置有第一连接部1121，第三支座113靠近第二支座112的一侧设置有与第一连接部1121卡接的第二连接部1131。可转换抗震模式的减震支座100位于桥梁本体与墩柱之间，且第一支座111与桥梁本体连接，第三支座113与墩柱连接。

本实施例提供的减震桥梁装置的结构简单、功能全面、性能稳定，在地震作用下抗扭能力强、多方式耗散地震能量、结构稳定性高。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。