本发明涉及一种适合桥梁的支座，尤其是涉及一种具有竖向位移的扭转支座。
背景技术：
桥梁的桥面板通常支撑于桥墩之上，在桥梁的使用过程中，桥梁受到横向风、地震、桥面动载等作用,容易产生桥面板和桥墩的相对扭转运动。影响桥梁的正常使用，甚至会引起桥梁结构出现疲劳破坏，严重时还会导致桥梁结构的整体破坏,对桥梁结构的安全以及桥上车辆的运行安全和旅客的乘坐舒适度带来很大的影响。故扭转支座对于解决此类问题具有重要意义。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种具有竖向位移的扭转支座，该支座用于桥梁的桥墩和桥面之间，该支座可提供绕x轴、y轴、z轴及三者耦合的转角位移及垂向平动位移，起到控制桥面的扭转幅度，改变桥梁的扭转振动特性的效果。
为了解决现有技术存在的问题，本发明采用的技术方案是：
一种具有竖向位移的扭转支座，包括有支座顶板、支座底板、控位弹簧，所述支座顶板的底面中心处设置有球头底座球头底座上安装有支撑球头；所述支座底板的中心处设置有支撑底座，支撑球头置于支撑底座中，二者球形铰接；所述控位弹簧为四个，以支撑底座为中心沿周向均匀布置在支座底板和支座顶板之间，拉接支座顶板和支座底板。
进一步地，所述支座顶板整体呈圆饼状，四个固定孔以球头底座为中心沿周向均匀排布于支座顶板边缘处并贯穿支座顶板；支座顶板底面与控位弹簧相对应的位置处布置有四个弹簧固定座。
进一步地，所述球头底座呈圆柱形并固接于支座顶板底面中心处，支撑球头上部与球头底座连接，其是圆柱结构，支撑球头下部是直径小于球头底座的半球结构。
进一步地，所述支座底板整体呈圆饼状，四个固定孔以支撑底座为中心沿周向均匀排布于支座底板边缘处并贯穿支座底板，支座底板顶面沿周向均匀布置有四个弹簧固定座。
进一步地，所述支撑底座包括有底座外壁、底座球窝和竖向弹性支架，底座外壁呈圆筒状固定于支座底板顶面中心处，底座球窝和竖向弹性支架置于底座外壁内部，底座球窝置于竖向弹性支架之上。
进一步地，所述底座球窝外檐是环形的球窝外壁，其外径近似于底座外壁的内径，两者可相对滑动，底座球窝内部是球窝底仓，用于放置支撑球头，其半径近似于支撑球头半径，支撑球头可以在球窝底仓内自由转动，球窝底仓底部置于竖向弹性支架上。
进一步地，所述竖向弹性支架包括有支架顶环、支架底环和支架弹性侧板，支架顶环和支架底环上下布置，二者中心线连线竖直，支架底环外径近似于底座外壁的内径，支架顶环外径小于底座外壁的内径用于安置球窝底仓，支架弹性侧板形状似弯曲的半环形均匀对称地布置在支架顶环与支架底环之间，并与二者刚接。
进一步地，所述支架弹性侧板由高弹性软钢材质制作。
进一步地，所述控位弹簧采用拉伸弹簧，其上下端均通过弹簧固定座分别固定于支座顶板和支座底板上，每根控位弹簧的规格及预拉力相同，在其拉结作用下支座顶板和支座底板初始状态下保持平行。
本发明所具有的优点与有益效果是：
本发明一种具有竖向位移的扭转支座，适用于桥梁的桥墩和桥面之间，可提供绕x轴、y轴、z轴及三者耦合的转角位移及垂向平动位移，起到控制桥面的扭转幅度，改变桥梁的扭转振动特性的效果，并有效避免桥墩与桥面连接处的脆性破坏，增强桥梁的安全性。该支座具有足够的初始扭转刚度和初始垂向位移刚度，在小的扭转振动，及垂向振动下，支座确保桥面稳定。在大扭转振动及垂向振动下，可有效降低、消耗外界能量输入，当震动结束时支座能够自动复位。该支座具有适用性广、便于安装、自动复位、零部件可更换等优点。
附图说明
图1为本发明一种具有竖向位移的扭转支座的整体结构图。
图2为支座顶板的结构示意图。
图3为支座底板的结构示意图。
图4为支撑底座的结构示意图。
图5为支撑底座的局部示意图。
图中：1支座顶板；2支座底板；3控位弹簧；4球头底座；5支撑球头；6弹簧固定座；7固定孔；8支撑底座；9底座外壁；10底座球窝；11竖向弹性支架；12球窝外壁；13球窝底仓；14支架顶环；15支架底环；16支架弹性侧板。
具体实施方式
为了进一步说明本发明，下面结合附图及实施例对本发明进行详细地描述，但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。
如图1所示，本发明一种具有竖向位移的扭转支座，可提供绕x轴、y轴、z轴及三者耦合的转角位移及垂向平动位移，并具有自动复位功能。该支座从上至下由三部分组成：支座顶板1、控位弹簧3、支座底板2。支座顶板1和支座底板2均呈扁圆柱状，上下排布，二者水平投影面积相同，于二者中心处支座底板2通过支撑托举支座顶板1，同时多个控位弹簧3以支撑为中心呈中心对称地均匀布置在支座顶板1和支座底板2周边，上下分别固定于支座顶板1和支座底板2的弹簧固定座6上，拉结二者，以提供扭转刚度及扭转恢复力。控位弹簧3采用拉伸弹簧，每个控位弹簧3的规格及预拉力相同。于两板中心的支撑处，支座顶板1的支撑球头5放置于支座底板2的支撑底座8中，二者球形铰接，可自由转动，并可上下相对滑动。
如图2所示，支座顶板1整体呈扁圆柱状，四个固定孔7呈中心对称排布于边缘处贯穿支座顶板。支座顶板1底面布置有一个支撑和多个弹簧固定座6。支撑在支座顶板1底面中间设置，由球头底座4和支撑球头5组成。球头底座4呈圆柱形固接于支座顶板1底面中心。支撑球头5上部是扁圆柱结构与球头底座4连接，支撑球头5上部的半径小于球头底座的半径。支撑球头5下部是直径小于球头底座4的半球结构。
如图3所示，支座底板2整体呈扁圆柱状，四个固定孔7呈中心对称排布于边缘处贯穿底板。支座底板2顶面布置有一个支撑底座8和多个弹簧固定座6。支撑底座8在支座底板2顶面中间设置。
如图4、5所示，支撑底座8由底座外壁9、底座球窝10、竖向弹性支架11组成。底座外壁9呈圆筒状固定于支座底板2顶面中心。底座球窝10和竖向弹性支架11置于底座外壁9内部。底座球窝10外檐是环形的球窝外壁12，其外径近似于底座外壁9的内径，可相对滑动，内部是球窝底仓13，用于放置支撑球头5，其半径近似与球头半径，以保证支撑球头5在其内自由转动。竖向弹性支架11由支架顶环14、支架底环15、支架弹性侧板16构成，同时可提供竖向的弹、塑位移。支架顶环14、支架底环15做固定、支撑作用，支架弹性侧板16提供弹、塑性变形。支架顶环14和支架底环15上下布置，二者中心线连线竖直。支架底环15外径近似于底座外壁9的内径，支架顶环14外径小于底座外壁9的内径用于安置球窝底仓13，支架弹性侧板16形状似弯曲的半环形均匀对称地布置在支架顶环14与支架底环15之间，并与二者刚接。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。