一种具有新型限位装置的防落梁减隔震支座的制作方法

本实用新型属于桥梁及建筑结构领域，具体说的是一种具有新型限位装置的防落梁减隔震支座。

背景技术：

桥梁在抗震救灾和灾后重建中起着关键作用，提高桥梁及附属结构的抗震性一直是一个重要命题。减隔震支座是根据摩擦摆原理设计的，具有承载能力大、减隔震效果好、耐久性优异、梁体震后能复位等优点。国内减隔震支座产品往往需要设置相应的限位装置，正常情况和多遇地震情况下，限位装置起着限位约束作用并承受来自桥梁上部结构的水平力。当地震发生时，地震力大于限位装置水平极限承载力，限位装置需剪断破坏且不影响支座滑动，限位约束作用解除，支座进行钟摆式滑动，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。因此，限位装置是实现减隔震支座由普通硬抗式支座向减隔震支座功能转化的重要载体。同时，震后支座的限位装置已破坏，需要在不顶梁，不更换支座的条件下，能快速顺利更换限位装置，保证震后支座的正常运行。

目前设计中，支座限位装置往往由剪切销和限位板（zl专利号201520599761.3）、或抗剪螺栓和限位环组成（zl专利号200420010939.8）。两种设计方法均是由剪切销或抗剪螺栓的剪切强度作为限位装置设计水平力，在支座限位板上沿直线排列多个剪切销或抗剪螺栓，在限位环上圆周排列多个剪切销或抗剪螺栓。支座在某个方向受力时，则限位装置在该受力方向设置的剪切销或抗剪螺栓受力较大，而远离该方向或相反方向的受力较小，造成剪切销或抗剪螺栓的受力分布极不均匀，限位装置水平极限承载力设计较难控制。

由于剪切销或抗剪螺栓和支座座板均是紧配合或是螺纹连接，支座地震后限位装置破坏去除，剪切销或抗剪螺栓剪断，残留在支座座板内部的部分很难去除，导致支座限位装置更换非常困难，经常需要更换整体支座，造成资源浪费，增大工程量。

大部分的减隔震支座类型的在地震发生时的减隔震功能完备，但是对于极端情况下，地震位移超出支座最大设计位移时，并不具备防止落梁的功能，梁体有可能塌落造成更大事故。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种具有新型限位装置的防落梁减隔震支座，改善各部件的受力状态，使限位装置的水平极限承载力设计更加精确可控。保证支座限位装置在小于设定的水平力下限位，超过设定水平力即剪断破坏的功能作用，破坏后支座限位装置能实现在桥梁上的快速可更换，无需顶梁和更换整体支座。同时，支座还具备防落梁的功能，保护桥梁安全。

为实现上述技术目的，所采用的技术方案是：一种具有新型限位装置的防落梁减隔震支座，包括从上至下依次设置的上座板、中座板和下座板，顶座板的底面和上座板的顶面为相配合的单向或双向滑动结构，上座板的底面和中座板的顶面为相配合的转动结构，中座板的底面和下座板的顶面为相配合的转动结构，支座还包括至少两个限位装置，下座板的上表面上开设有多个用于安装限位装置的安装孔，限位装置为柱形结构，其中间部分直径小于上半部分和下半部分的直径，限位装置的下半部分设置在安装孔内并与安装孔相配合，限位装置的上半部分与上座板的外侧面限位配合。

安装孔为光孔或螺纹孔。

限位装置的上半部分与上座板的外侧面留有一定间隙，或者线接触，或者面接触。

上座板的底面和下座板的顶面设有具有深度的凹面。

上座板的上部为方台下部为圆台，上座板的圆台的外侧面与限位装置的上半部分限位配合。

下座板的上部为圆台下部为方台，下座板的圆台的外端设置有凸台，凸台上开设有安装孔。

本实用新型有益效果是：

通过以上发明，将每个方向上限位装置的剪切销数量降到1，限位装置的水平极限承载力由单个剪切销的抗剪力决定，实现了使限位装置的水平极限承载力设计更加精确可控，保证支座限位装置在小于设定的水平力下限位，超过设定水平力即剪断破坏的功能作用。

地震过程中，限位装置的剪切销剪断破坏失去限位作用，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。

地震后，通过在断后的剪切销顶面加工螺纹，拧入螺丝，即可将残余部分在下座板上拔出或拧出，将新的剪切销装入下座板孔中，实现限位装置在桥梁上的快速可更换，无需顶梁和更换整体支座。

通过加深支座上座板和下座板安装曲面不锈钢的凹面深度，形成限制中座板过大位移的挡块，使支座具备了防落梁的功能，保护桥梁安全。

通过对上座板和下座板进行改进，降低支座的整体重量，同时，还能实现限位和防护效果。

附图说明

图1为实施例1中具有新型限位装置的防落梁减隔震支座剖面图。

图2为实施例1中上座板立体结构示意图。

图3为实施例1中下座板与限位装置配合立体结构示意图。

图4为实施例2中具有新型限位装置的防落梁减隔震支座剖面图。

图5为实施例2中上座板立体结构示意图。

图6为实施例2中下座板与限位装置配合立体结构示意图。

图7为限位装置的立体结构示意图。

图中：1、顶座板，2、平面不锈钢滑板，3、平面非金属滑板，4、导向非金属滑板，5、导向不锈钢滑板，6、上座板，7、限位装置，8、下座板，9、曲面不锈钢滑板，10、曲面非金属滑板，11、中座板。

具体实施方式

一种具有新型限位装置的防落梁减隔震支座，包括从上至下依次设置的上座板6、中座板11和下座板8，上座板6可以四周加入与梁体连接的螺栓孔，或者在上座板6上方再加入顶座板，顶座板1的底面和上座板6的顶面为相配合的单向或双向滑动结构，上座板6的底面和中座板11的顶面为相配合的转动结构，即采用球面转动或柱面转动，中座板11的底面和下座板8的顶面为相配合的转动结构，两个凹面围成的空间内设有相配合的双曲面中座板11。

支座还包括至少两个限位装置7，限位装置7均匀的设置在各个方向，最优设置2个或4个，当为2个时，两个限位装置7处于支座运动的同一直线上，当为4个时，两两为一组，相对的两个限位装置7处于支座运动的同一直线上，下座板8的上表面上开设有多个用于安装限位装置7的安装孔，安装孔的个数与限位装置7的个数一致或者多于限位装置7的个数，可根据所需要的限位位置安装限位装置，限位装置7为柱形结构，其中间部分直径小于上半部分和下半部分的直径，限位装置7的下半部分设置在安装孔内并与安装孔相配合，限位装置7的上半部分与上座板6的外侧面限位配合。

安装孔为光孔或螺纹孔，下半部分不加工螺纹时与下座板是紧配合，加工有螺纹时与下座板为螺纹配合。

限位配合的形式有：限位装置7的上半部分与上座板6的外侧面留有一定间隙，或者线接触，或者面接触。

上座板6的底面和下座板8的顶面设有具有深度的凹面。即凹面的外侧形成围挡式限位。

上座板6的上部为方台下部为圆台，上座板6的圆台的外侧面与限位装置7的上半部分限位配合，圆台结构即可保证与限位装置的配合，同时可节省上座板材料。

下座板8的上部为圆台下部为方台，下座板8的圆台的外端设置有凸台，凸台上开设有安装孔，凸台与下座板8的圆台等高，此种设置，可以即保证对中座板过大位移进行限制，同时节省了下座板8的材料，减轻了支座的整体重量。

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：

实施例1

给出的具有新型限位装置的防落梁减隔震支座，属于活动支座，正常使用情况下可在纵横桥梁发生平面位移，如图1所示，主要由顶座板1，平面不锈钢滑板2，平面非金属滑板3，导向非金属滑板4，导向不锈钢滑板5，上座板6，限位装置7，下座板8，曲面不锈钢滑板9，曲面非金属滑板10、中座板11等组成。在顶座板1下表面上焊接平面不锈钢滑板2和在上座板6上表面镶嵌的平面非金属滑板3形成平面摩擦副，在顶座板1导向板内表面上焊接导向不锈钢滑板5和在上座板6侧面镶嵌的导向非金属滑板4形成导向摩擦副。在上座板6凹面处焊接的曲面不锈钢滑板9和在中座板4上镶嵌的非金属滑板2形成上曲面摩擦副；在下座板8凹面处焊接的曲面不锈钢滑板9和在中座板4上镶嵌的非金属滑板2形成下曲面摩擦副；支座顶、上、中、下座板、平面摩擦副和两个曲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。限位装置7与上座板6配合，实现减隔震支座限位方向限位作用。上座板6凹面形成的空腔和下座板8凹面形成的空腔与中座板11配合，实现减隔震支座防落梁的作用。

上座板6整体为上方台下圆台结构。方台顶面加工安装平面非金属滑板3的凹槽，两侧加工安装导向非金属滑板4的凹槽；圆台下表面为凹面，用于安装曲面不锈钢滑板9，凹面有一定深度。

所述下座板8整体为上圆台下方台结构。圆台上表面为凹面，用于安装曲面不锈钢滑板9，凹面有一定深度；圆台外端设置安装限位装置7的凸台，凸台数量为2，凸台与圆台等高，凸台顶面加工一定深度的光孔或螺纹孔。下方台加工与墩台连接的螺栓孔。

所述限位装置7剪切销的数量为2，剪切销分上半部分和下半部分，中间部分直径较小，上半部分圆柱与上座板6配合且留有一定间隙，下半部分不加工螺纹时与下座板8是紧配合，加工有螺纹时与下座板8为螺纹配合。

支座下座板8与墩台连接，支座顶座板1与梁体连接。地震作用下，水平力通过支座下座板8传递到与下座板8连接的限位装置7，当水平力小于限位装置7剪切销水平极限承载力时，限位装置7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7剪切销水平极限承载力时，限位装置7中的剪切销剪断破坏，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，通过在断后的限位装置7剪切销顶面加工螺纹，拧入螺丝，即可将残余部分在下座板8上拔出或拧出，将新的剪切销装入下座板8孔中，实现限位装置7在桥梁上的快速可更换，无需顶梁和更换整体支座。

通过加深支座上座板6和下座板8安装曲面不锈钢滑板9的凹面深度，形成限制中座板11过大位移的挡块，使支座具备了防落梁的功能，保护桥梁安全。

实施例1

给出的具有新型限位装置的防落梁减隔震支座，属于固定支座，正常使用情况下不会在纵横桥梁发生平面位移，如图4所示，主要由上座板6，限位装置7，下座板,8，曲面不锈钢滑板9，曲面非金属滑板10、中座板11等组成。在上座板6凹面处焊接的曲面不锈钢滑板9和在中座板4上镶嵌的非金属滑板2形成上曲面摩擦副；在下座板8凹面处焊接的曲面不锈钢滑板9和在中座板4上镶嵌的非金属滑板2形成下曲面摩擦副；支座顶、上、中、下座板、平面摩擦副和两个曲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。限位装置7与上座板6配合，实现减隔震支座限位方向限位作用。上座板6凹面形成的空腔和下座板8凹面形成的空腔与中座板11配合，实现减隔震支座防落梁的作用。

上座板6整体为上方台下圆台结构。方台顶面加工与梁体连接的螺栓孔；圆台下表面为凹面，用于安装曲面不锈钢滑板9，凹面有一定深度。

所述下座板8整体为上圆台下方台结构。圆台上表面为凹面，用于安装曲面不锈钢滑板9，凹面有一定深度；圆台外端设置安装限位装置7的凸台，凸台数量为4，沿圆周均匀分布，凸台与圆台等高，凸台顶面加工一定深度的光孔或螺纹孔。下方台加工与墩台连接的螺栓孔。

所述限位装置7剪切销的数量为4，剪切销分上半部分和下半部分，中间部分直径较小，上半部分圆柱与上座板6配合且留有一定间隙，下半部分不加工螺纹时与下座板8是紧配合，加工有螺纹时与下座板8为螺纹配合。

支座下座板8与墩台连接，支座上座板6与梁体连接。地震作用下，水平力通过支座下座板8传递到与下座板8连接的限位装置7，当水平力小于限位装置7剪切销水平极限承载力时，限位装置7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7剪切销水平极限承载力时，限位装置7中的剪切销剪断破坏，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，通过在断后的限位装置7剪切销顶面加工螺纹，拧入螺丝，即可将残余部分在下座板8上拔出或拧出，将新的剪切销装入下座板8孔中，实现限位装置7在桥梁上的快速可更换，无需顶梁和更换整体支座。

通过加深支座上座板6和下座板8安装曲面不锈钢滑板9的凹面深度，形成限制中座板11过大位移的挡块，使支座具备了防落梁的功能，保护桥梁安全。