一种限位装置可更换减隔震支座的制作方法

本实用新型涉及桥梁及建筑结构技术领域，尤其涉及一种限位装置可更换减隔震支座。

背景技术：

地震是人类遭受的最惨重的自然灾害之一，地震灾害具有突发性和毁灭性，往往在片刻之间就造成惨重的灾难。我国是一个多地震国家，相当广阔的地区处在亚欧地震带和环太平洋地震带上，是世界上多地震国家之一。强烈地震不仅会直接造成人类生命财产的严重损失，次生灾害也会带来严重的伤亡、经济损失乃至社会问题。例如生命线工程设施的破坏，就会间接地带来更大的灾难。交通运输系统对地震灾后救援、疏散和重建等工作极为重要，而作为生命线工程的重要组成部分的桥梁，尤其是大规模使用的简支梁桥，一旦震坏，将造成交通阻塞甚至中断，严重影响震后救援和重建等工作的开展，使次生灾害加剧，导致更大的损失。桥梁支座的快速修复或更换就变得尤为重要。

目前，减隔震支座在限位方向分别设置了限位装置。对减隔震支座而言，其限位装置是通过剪切销或抗剪螺栓与支座相关座板连接。限位装置的功能是在正常情况和多遇地震情况下，限位装置起到限位作用；当支座所受地震力大于限位装置水平极限承载力时，限位装置被剪断减隔震支座开始滑动，减隔震支座发挥减隔震功能作用。

位于地震区的桥梁支座在地震时发生破坏的工程实例举不胜举，减隔震支座地震中限位装置被剪断后，由于剪切销或抗剪螺栓和上座板均是紧配合或是螺纹连接，限位装置被剪断后，残留在支座主体内部的剪切销或抗剪螺钉的部分很难去除，对减隔震支座修复非常困难，只能通过支座更换才能恢复减隔震支座的正常使用功能，给减隔震支座的修复、更换带来非常大的困难。

技术实现要素：

为克服现有技术中存在的地震后不能及时修复减隔震支座的问题，本实用新型提供了一种限位装置可更换减隔震支座。

一种限位装置可更换减隔震支座，其特征在于包括下座板组合、中座板组合、限位装置、上座板组合、顶座板组合，下座板组合是由下座板上焊接曲面不锈钢构成，中座板组合是由中座板上下表面镶嵌非金属滑板构成，上座板组合是由上座板曲面焊接不锈钢，平面镶嵌非金属滑板构成；顶座板组合是顶座板上焊接平面不锈钢构成；其中下座板组合曲面不锈钢与中座板非金属滑板构成曲面摩擦副，上座板组合曲面不锈钢与中座板组合另一面非金属滑板构成曲面摩擦副，上座板组合平面非金属滑板与顶座板组合平面不锈钢滑板构成平面摩擦副。

在本实用新型一优选实施例中，所述限位装置包括更换板、限位板、剪切销、抗拔螺钉ⅰ和抗拔螺钉ⅱ。

在本实用新型一优选实施例中，所述限位板整体呈梯形或矩形形状，且设置有连接剪切销的销孔、连接抗拔螺钉ⅰ的圆柱孔。

在本实用新型一优选实施例中，所述更换板设置有连接剪切销的销孔、连接抗拔螺钉ⅰ的螺纹孔和抗拔螺钉ⅱ圆柱孔。

在本实用新型一优选实施例中，所述限位板和更换板通过剪切销和抗拔螺钉ⅰ连接。其中剪切销与限位板和更换板均以紧配合方式连接；抗拔螺钉ⅰ的螺帽压在限位板的内镶圆台上，抗拔螺钉ⅰ的螺杆部分与限位板的圆柱孔之间留有适量间隙；抗拔螺钉ⅰ与更换板通过螺纹连接。

在本实用新型一优选实施例中，所述更换板和下座板组合通过抗拔螺钉ⅱ连接；其中抗拔螺钉ⅱ的螺帽压在更换板的内镶圆台上，抗拔螺钉ⅱ的螺杆部分与更换板的圆柱孔之间留有适量间隙；抗拔螺钉ⅱ与下座板通过螺纹连接。

在本实用新型一优选实施例中，所述下座板组合在凹球面的端部设置有安装抗拔螺钉ⅱ的螺纹孔和配合更换板的凹槽。

在本实用新型一优选实施例中，所述下座板组合两个方向上或四个方向上安装限位装置。

在本实用新型一优选实施例中，所述支座下座板组合与墩台连接，支座顶座板组合与梁体连接。

在本实用新型一优选实施例中，更换限位装置的步骤为，通过拧出抗拔螺钉ⅱ，取出更换板，将新的剪切销和新的抗拔螺钉ⅰ连接新的更换板和限位板的组合体，用特制扳手，将抗拔螺钉ⅱ通过更换板的圆柱孔，旋入下座板组合。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

(1)本实用新型的结构设计巧妙，实现了减隔震支座限位装置剪切销仅受到支座水平力剪切作用，支座水平力对限位板形成的弯矩作用通过抗拔螺钉ⅰ进行消除，保证了剪切销在水平力下受到纯剪切而不受弯矩作用，限位装置的水平极限承载力由剪切销的抗剪力决定，确保限位装置水平极限承载力的准确控制，发挥减隔震支座由硬抗式支座向减隔震支座的功能转化作用；

(2)地震过程中，剪切销剪断破坏，抗拔螺钉也随后破坏，这样限位板失去限位作用，支座通过双曲面的合成作用实现水平往复滑动，在往复滑动过程中，通过滑动面的摩擦阻力耗散地震能力，并延长结构自振周期，达到减隔震效果；

(3)地震过后，上部结构自重形成恢复力，使支座复位；

(4)地震过后，通过拧出抗拔螺钉ⅱ，抽出更换板，将新的剪切销和抗拔螺钉ⅰ连接好的更换板和限位板组合，将抗拔螺钉ⅱ旋入下座板即可实现限位装置桥上可更换，无需支座整体更换，大大节省更换费用，保证震后桥梁的快速恢复通行。

附图说明

图1是本申请一种限位装置可更换减隔震支座一优选实施例的结构示意图；

图2是本申请一种限位装置可更换减隔震支座一优选实施例的限位装置中a部分局部放大图；

图3是本申请一种限位装置可更换减隔震支座一优选实施例的限位装置中b部分局部放大图；

图4是本申请一种限位装置可更换减隔震支座一优选实施例的限位装置被破坏后a部分局部放大图；

图5是本申请一种限位装置可更换减隔震支座一优选实施例的限位装置被破坏后b部分局部放大图；

图中：1-下座板组合；2-中座板组合；3-限位装置；4-上座板组合；5-顶座板组合；6-更换板；7-限位板；8-剪切销；9-抗拔螺钉ⅰ；10-抗拔螺钉ⅱ。

具体实施方式

以下结合附图和实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例1：

请参看图1、图2、图3，是本申请一种限位装置可更换减隔震支座一优选实施例的结构示意图，一种限位装置可更换减隔震支座，包括下座板组合1，中座板组合2，限位装置3，上座板组合4，顶座板组合5。下座板组合1是由下座板上焊接曲面不锈钢构成，中座板组合2是由中座板上下表面镶嵌非金属滑板构成，上座板组合3是由上座板曲面焊接不锈钢，平面镶嵌非金属滑板构成；顶座板组合5是顶座板上焊接平面不锈钢构成；其中下座板组合1曲面不锈钢与中座板2非金属滑板构成曲面摩擦副，上座板组合4曲面不锈钢与中座板组合2另一面非金属滑板构成曲面摩擦副，上座板组合4平面非金属滑板与顶座板组合5平面不锈钢滑板构成平面摩擦副。支座的上、中、下及顶座板组合、支座的曲面摩擦副和平面摩擦副共同实现支座的竖向承载、滑移、转动和减隔震功能。

在本实施例中，所述上座板组合4的端部设置有限位装置3，所述的限位装置3对应下座板组合1设置；限位装置3包括更换板6，限位板7，剪切销8，抗拔螺钉ⅰ9和抗拔螺钉ⅱ10，实现双曲面球型减隔震支座限位方向限位作用。

进一步的，在本实施例中，限位板7整体呈梯形，且设置有连接剪切销8的销孔、连接抗拔螺钉ⅰ9的圆柱孔。

进一步的，在本实施例中，更换板6设置有连接剪切销8的销孔、连接抗拔螺钉ⅰ9的螺纹孔和抗拔螺钉ⅱ10圆柱孔。

进一步的，在本实施例中，限位板7和更换板6通过剪切销8和抗拔螺钉ⅰ9连接。其中剪切销8与限位板7和更换板6均以紧配合方式连接；抗拔螺钉ⅰ9的螺帽压在限位板7的内镶圆台上，抗拔螺钉ⅰ9的螺杆部分与限位板7的圆柱孔之间留有适量间隙；抗拔螺钉ⅰ9与更换板6通过螺纹连接。

进一步的，在本实施例中，更换板6和下座板组合1通过抗拔螺钉ⅱ10连接；其中抗拔螺钉ⅱ10的螺帽压在更换板6的内镶圆台上，抗拔螺钉ⅱ10的螺杆部分与更换板6的圆柱孔之间留有适量间隙；抗拔螺钉ⅱ10与下座板6通过螺纹连接。

进一步的，在本实施例中，下座板组合1在凹球面的端部设置有安装抗拔螺钉ⅱ10的螺纹孔和配合更换板6的凹槽。

进一步的，在本实施例中，在下座板组合1两个方向上安装限位装置3。

在本实施例中，支座下座板组合1与墩台连接，支座顶座板组合5与梁体连接。

地震作用下，水平力通过支座顶座板组合1和上座板组合传递到下座板组合上安装的限位装置3，当水平力小于限位装置3水平极限承载力时，限位装置3起到限位作用，此时减隔震支座在仍为普通硬抗式支座。

当支座所受地震水平力大于限位装置3水平极限承载力时，限位装置3中的剪切销8和抗拔螺钉ⅰ9先后剪断破坏，限位板7与更换板6的连接功能去除，请参看图4和图5，即支座限位功能去除，支座通过双曲面的合成作用实现水平往复滑动。在往复滑动过程中，通过滑动面的摩擦阻力耗散地震能量，并延长结构自振周期，达到减隔震效果。地震过后，上部结构自重形成恢复力，使支座复位。

地震后，请参看图4和图5，通过拧出抗拔螺钉ⅱ10，取出更换板6，将新的剪切销8和新的抗拔螺钉ⅰ9连接新的更换板6和限位板7的组合体，用特制扳手，将抗拔螺钉ⅱ10通过更换板6的圆柱孔，旋入下座板组合1即可实现限位装置3的桥上可更换。

实施例2：

实施例2与实施例1有相同结构，区别在于，限位板7整体呈矩形形状，在下座板组合1四个方向上安装限位装置3。

实施例3：

实施例3与实施例1的结构相似，区别在于，在抗拔螺钉ⅱ10的螺杆部分与更换板6的圆柱孔之间的空隙中，添加剪切增稠液，由于剪切增稠液受缓慢作用力时，为流体状，可缓慢变形，受高速作用力时，为刚性状，不产生变形，从而对抗拔螺钉ⅱ10、更换板6、下座板组合1进行加固。

本实施例的剪切增稠液的制备方法为，以纳米二氧化硅粒子等纳米粒子为剪切增稠液的固相成分，以乙二醇、聚乙二醇等非挥发性液体介质和乙醇、乙酸乙酯等挥发性稀释溶剂配制成混合溶液，在搅拌和超声分散作用下，将纳米粒子分散到混合溶液中形成乳液，然后在恒温箱内加热，再抽真空直至乳液没有气泡不沸腾，以去除挥发性稀释溶剂，得到均一、透明、稳定的剪切增稠液体。

通过本实用新型，实现了减隔震支座限位装置剪切销仅受到支座水平力剪切作用，支座水平力对限位板形成的弯矩作用通过抗拔螺钉ⅰ进行消除。这样保证了剪切销在水平力下受到纯剪切而不受弯矩作用，限位装置的水平极限承载力由剪切销的抗剪力决定，确保限位装置水平极限承载力的准确控制，发挥减隔震支座由硬抗式支座向减隔震支座的功能转化作用。

地震过程中，剪切销剪断破坏，抗拔螺钉也随后破坏，这样限位板失去限位作用，支座通过双曲面的合成作用实现水平往复滑动。在往复滑动过程中，通过滑动面得摩擦阻力耗散地震能力，并延长结构自振周期，达到减隔震效果。地震过后，上部结构自重形成恢复力，使支座复位。

震后，通过拧出抗拔螺钉ⅱ，抽出更换板，将新的剪切销和抗拔螺钉ⅰ连接好的更换板和限位板组合，将抗拔螺钉ⅱ旋入下座板即可实现限位装置桥上可更换，无需支座整体更换，大大节省更换费用，保证震后桥梁的快速恢复通行。

上述说明示出并描述了本实用新型的优选实施例，如前所述，应当理解本实用新型并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述实用新型构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本实用新型的精神和范围，则都应在本实用新型所附权利要求的保护范围内。