一种双向震后自复位减隔震支座的制作方法

本实用新型涉及工程结构振动控制技术领域，具体说的是一种双向震后自复位减隔震支座。

背景技术：

自从1985年美国的zayas等提出摩擦摆隔震支座(fpb/fps)，摩擦摆隔震因其具有较强的自限位功能、自复位能力，抗平扭能力，造价较低，经久耐用，施工简单，优良的隔震以及耗能机制等优势，近二十余年来已被成功应用于桥梁工程、核电站工程、大型压力容器、一些高层建筑以及高耸结构等重大工程结构。

fpb支座由于摩擦系数的存在，且支座在原始位置的水平恢复力为0，因此支座无法回复到初始位置；地震发生后，支座限位装置已发生破损，需经修复后才能使支座发挥正常功能。

综上所述，有必要开发一种具有减隔震效果，同时震后能够完全复位且不经修复即具备正常使用功能的减隔震支座。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种双向震后自复位减隔震支座，使桥梁、建筑等结构震后不经修复即能回到初始位置且能正常使用，同时震后能够完全复位且不经修复即具备正常使用功能。

为实现上述技术目的，所采用的技术方案是：一种双向震后自复位减隔震支座，包括上坡面板、上座板、中座板、下座板和下坡面板；

上坡面板的上表面为与梁底接触的平面，下表面为对称设置的两个坡面；

上座板设置在上坡面板的下方，上座板的上表面为与上坡面板的下表面相匹配的两个坡面，上座板的下表面为平面，上座板的下部设有圆柱形腔；

中座板设置在上座板的下方，中座板的上表面为与上座板的下表面相匹配的平面，中座板的下表面为凸球面；

下座板设置在中座板的下方，下座板的上表面为与中座板的下表面相匹配的凹球面，下座板的上表面为对称设置的两个坡面，下座板的上部为圆柱凸台，下座板的上部设置在上座板的圆柱形腔内，下座板与上座板的下部之间设有转动间隙；

下坡面板设置在下座板的下方，下坡面板的上表面为与下座板的下表面相匹配的两个坡面，下坡面板的下表面为与垫石接触的平面；

上坡面板的两个坡面的放置方向与下坡面板的两个坡面的放置方向在水平面内相垂直。

上坡面板的两个坡面的横坡方向的两侧上各设有一个限位板，上坡面板的限位板与上座板的上部侧面相接触或设有滑动间隙。

下坡面板的两个坡面的横坡方向的两侧上各设有一个限位板，下坡面板的限位板与下座板的下部侧面相接触或设有滑动间隙。

本实用新型有益效果是：

1、该支座构造简单，传力路径明确，耐久性好，正常使用时，坡面摩擦副在上下坡方向上无相对运动，支座具有竖向承载、水平承载、水平滑移、转动功能。

2、地震作用下，水平力超过限值，上坡面摩擦副与下坡面摩擦副分别在横桥向和纵桥向发生上坡和下坡的往复滑动，将地震动能转化为势能，减弱地震作用，同时在往复滑动过程中得到摩擦阻力耗散地震力，并延长结构自振周期，达到减隔震效果。

3、地震后，支座在重力作用下，结构能够沿纵桥向和横桥向的下坡方向完全自复位，并且不经修复即具备正常使用功能，适用于重大隔震工程结构。

附图说明

图1是本实用新型的固定自复位减隔震支座；

图2是图1的a-a剖面图；

图3是图1的b-b剖面图；

图4是本实用新型的纵向活动自复位减隔震支座a-a剖面图；

图5是本实用新型的纵向活动自复位减隔震支座b-b剖面图；

图6是本实用新型的多向活动自复位减隔震支座a-a剖面图；

图7是本实用新型的多向活动自复位减隔震支座b-b剖面图；

图8是本实用新型的上坡面板的结构示意图；

图9是本实用新型的上座板的结构示意图；

图10是本实用新型的下座板的结构示意图；

图中：1、上坡面板，2、上坡面金属滑板，3、上坡面非金属滑板，4、上座板，5、平面金属滑板，6、平面非金属滑板，7、中座板，8、下坡面板，9、下坡面金属滑板，10、下坡面非金属滑板，11、下座板，12、球面非金属滑板，13、球面金属滑。

具体实施方式

一种双震后自复位减隔震支座，主要包括上坡面板1、上坡面金属滑板2、上坡面非金属滑板3、上座板4、平面金属滑板5、平面非金属滑板6、中座板7、下坡面板8、下坡面金属滑板9、下坡面非金属滑板10、下座板11、球面非金属滑板12和球面金属滑板13。从上至下依次设有上坡面板1、上座板4、中座板7、下坡面板8、下座板11。

上坡面板1的上表面为平面，与梁底接触，另一面为相对称的两个坡面，用于安装上坡面金属滑板2，与上坡面板1的两个坡面的放置方向相垂直的两侧上各设有一个限位板；下坡面板8的下表面为平面，与垫石接触，另一边为相对称的两个坡面，用于安装下坡面金属滑板9，下坡面板8的一侧设置有限位板；上坡面板1和下坡面板8结构相同，放置方向在水平面内垂直。

上座板4的上表面为相对称的两个坡面，与上坡面板1的下表面相配合，安装有上坡面非金属滑板3，与上坡面金属滑板2组成上坡面摩擦副；上座板4的下方为圆柱形空腔，空腔底面安装平面金属滑板5，空腔的环形凸台与下座板11的圆柱凸台配合，并留有适当转动间隙。

与上坡面板1的两个坡面的横坡方向的两侧上各设有一个限位板，上坡面板1的限位板与上座板4的上部侧面相接触（间隙配合）或设有滑动间隙。如图9所示，上座板4上部四周加工有方形翼板，与上坡面板1的限位板相配合，并留有适当间隙。上座板上部也可加工成其它结构，保证相接触时限位与不接触时位移即可。

下座板11上表面加工有凹球面，用于安装球面非金属滑板12，另一面为相对称的两个坡面，与下坡面板8的上表面相配合，用于安装下坡面非金属滑板10，与下坡面金属滑板9组成下坡面摩擦副。

与下坡面板8的两个坡面的横坡方向的两侧上各设有一个限位板，下坡面板8的限位板与下座板11的下部侧面相接触（间隙配合）或设有滑动间隙。如图10所示，下座板下部四周加工有方形翼板，与下坡面板8的限位板相配合，并留有适当间隙。上坡面摩擦副与下坡面摩擦副运动方向垂直。下座板下部也可加工成其它结构，保证相接触时限位与不接触时位移即可。

中座板7的上表面加工有平面凹槽，用于安装平面金属滑板5，与平面金属滑板5组成平面摩擦副；下表面为凸球面，用于安装球面金属滑板13，与面非金属滑板12组成球面摩擦副。

下面结合实施例对发明做进一步说明，但本发明并不局限于以下实施例。

实施例1

给出的双向震后自复位减隔震支座，属于固定支座，如图2和图3所示，主要由上坡面板1、上坡面金属滑板2、上坡面非金属滑板3、上座板4、平面金属滑板5、平面非金属滑板6、中座板7、下坡面板8、下坡面金属滑板9、下坡面非金属滑板10、下座板11、球面非金属滑板12和球面金属滑板13等组成。支座上坡面板1与梁体连接，支座下坡面板8与墩台连接。在上坡面板1坡面处焊接的上坡面金属滑板2和在上座板4上镶嵌的上坡面非金属滑板3形成上坡面摩擦副；在下坡面板8坡面处焊接的下坡面金属滑板9和在下座板11上镶嵌的下坡面非金属滑板10形成下坡面摩擦副；在下座板11凹球面处镶嵌的球面非金属滑板12和在中座板7上焊接的球面金属滑板13形成球面摩擦副；在上座板4凹面处焊接的平面金属滑板5和在中座板7上镶嵌的球面非金属滑板12形成平面摩擦副。支座上下坡面板、上下座板、中座板、上下坡面摩擦副、平面摩擦副和球面摩擦副共同实现支座的竖向承载、横向承载、滑移、转动和减隔震功能。

上坡面板1的限位板与上座板4配合，下坡面板8的限位板与下座板11配合实现支座限位方向限位作用。

正常使用情况下，上坡面摩擦副和下坡面摩擦副无相对位移。

地震作用下，水平力超过限值，上坡面摩擦副与下坡面摩擦副分别在横桥向和纵桥向发生上坡和下坡的往复滑动，将地震动能转化为势能，减弱地震作用，同时在往复滑动过程中得到摩擦阻力耗散地震力，并延长结构自振周期，达到减隔震效果。

地震后，支座在重力作用下，能够沿纵桥向和横桥向的下坡方向完全自复位，并且不经修复即具备正常使用功能。

实施例2

给出的双向震后自复位减隔震支座，属于纵向活动支座，如图4和图5所示，主要由上坡面板1、上坡面金属滑板2、上坡面非金属滑板3、上座板4、平面金属滑板5、平面非金属滑板6、中座板7、下坡面板8、下坡面金属滑板9、下坡面非金属滑板10、下座板11、球面非金属滑板12和球面金属滑板13等组成。支座上坡面板1与梁体连接，支座下坡面板8与墩台连接。在上坡面板1坡面处焊接的上坡面金属滑板2和在上座板4上镶嵌的上坡面非金属滑板3形成上坡面摩擦副；在下坡面板8坡面处焊接的下坡面金属滑板9和在下座板11上镶嵌的下坡面非金属滑板10形成下坡面摩擦副；在下座板11凹球面处镶嵌的球面非金属滑板12和在中座板7上焊接的球面金属滑板13形成球面摩擦副；在上座板4凹面处焊接的平面金属滑板5和在中座板7上镶嵌的球面非金属滑板12形成平面摩擦副。支座上下坡面板、上下座板、中座板、上下坡面摩擦副、平面摩擦副和球面摩擦副共同实现支座的竖向承载、横向承载、滑移、转动和减隔震功能。

上坡面板1的限位板与上座板4配合，留有的间隙实现纵桥向位移滑动；下坡面板8的限位板与下座板11配合实现支座限位方向限位作用。

正常使用情况下，上坡面摩擦副在横坡方向上有相对位移，满足桥梁纵桥向位移要求，下坡面摩擦副无相对位移。

地震作用下，水平力超过限值，上坡面摩擦副在横桥向发生上坡和下坡的往复滑动；当上坡面板在纵桥向滑移到正常位移限值后，下坡面摩擦副在纵桥向发生上坡和下坡的往复滑动，将地震动能转化为势能，减弱地震作用，同时在往复滑动过程中得到摩擦阻力耗散地震力，并延长结构自振周期，达到减隔震效果。

地震后，支座在重力作用下，能够沿纵桥向和横桥向的下坡方向完全自复位，并且不经修复即具备正常使用功能。

实施例3

给出的双向震后自复位减隔震支座，属于多向活动支座，如图4和图5所示，主要由上坡面板1、上坡面金属滑板2、上坡面非金属滑板3、上座板4、平面金属滑板5、平面非金属滑板6、中座板7、下坡面板8、下坡面金属滑板9、下坡面非金属滑板10、下座板11、球面非金属滑板12和球面金属滑板13等组成。支座上坡面板1与梁体连接，支座下坡面板8与墩台连接。在上坡面板1坡面处焊接的上坡面金属滑板2和在上座板4上镶嵌的上坡面非金属滑板3形成上坡面摩擦副；在下坡面板8坡面处焊接的下坡面金属滑板9和在下座板11上镶嵌的下坡面非金属滑板10形成下坡面摩擦副；在下座板11凹球面处镶嵌的球面非金属滑板12和在中座板7上焊接的球面金属滑板13形成球面摩擦副；在上座板4凹面处焊接的平面金属滑板5和在中座板7上镶嵌的球面非金属滑板12形成平面摩擦副。支座上下坡面板、上下座板、中座板、上下坡面摩擦副、平面摩擦副和球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。

上坡面板1的限位板与上座板4配合，留有的间隙实现纵桥向位移滑动；下坡面板8的限位板与下座板11配合，留有的间隙实现横桥向位移滑动。

正常使用情况下，上坡面摩擦副在横坡方向上有相对位移，满足桥梁纵桥向位移要求；下坡面摩擦副在横坡方向上有相对位移，满足桥梁横桥向位移要求。

地震作用下，水平力超过限值，当上坡面板在纵桥向滑移到正常位移限值后，下坡面摩擦副在纵桥向发生上坡和下坡的往复滑动；当下坡面板在横桥向滑移到正常位移限值后，上坡面摩擦副在横桥向发生上坡和下坡的往复滑动，将地震动能转化为势能，减弱地震作用，同时在往复滑动过程中得到摩擦阻力耗散地震力，并延长结构自振周期，达到减隔震效果。

地震后，支座在重力作用下，能够沿纵桥向和横桥向的下坡方向完全自复位，并且不经修复即具备正常使用功能。