一种地震识别型抗冲击支座的制作方法

1.本发明涉及桥梁支座技术领域，具体而言，涉及一种地震识别型抗冲击支座，本发明用于沪渝高蓉高铁长江北支大桥项目。


背景技术：

2.目前，在桥梁工程中采用的大水平力支座基本上都是一级抗震类型，即支座按照设计提出的水平承载力要求，在支座的下支座板两边各设置一个挡块，挡块与上支座板固结来承受水平荷载。而一旦地震等偶发因素所产生水平力超过挡块的极限承载力时，挡块就被剪坏，失去了水平约束构造，此时对于斜拉桥或悬索桥或许不会造成落梁的情况(因为有拉索把梁体拉住)，而对于拱桥和简支梁来说就极为不利，第一限位失效后没有任何可以再次依赖的措施。
3.业内已有一种二级抗震类型球型钢支座，在普通支座的基础上再增加一道限位保护构造，在一定程度上对结构实现分级限位功能，但在第一级和第二级限位保护构造之间是一段无刚度的滑移区，第一级限位保护构造失效后，第二级挡块需要承载很大的冲击载荷，因此第二级挡块很容易被冲击破坏。


技术实现要素：

4.本发明旨在提供一种地震识别型抗冲击支座，以解决现有的二级抗震类型球型钢支座中，第一级和第二级限位保护构造之间是一段无刚度的滑移区，第一级限位保护构造失效后，第二级挡块需要承载很大的冲击载荷，第二级挡块很容易被冲击破坏的问题。
5.本发明是采用以下的技术方案实现的：
6.一种地震识别型抗冲击支座，包括从上至下依次设置的上支座板、球冠衬板、下支座板，所述上支座板与所述球冠衬板之间设有球面滑板，所述球冠衬板与所述下支座板之间设有平面滑板；
7.所述下支座板在横桥向上的两侧均设有内挡块和外挡块，所述内挡块位于所述上支座板与所述外挡块之间；
8.所述内挡块与所述下支座板之间连接有剪力销；
9.所述内挡块和所述外挡块之间形成有腔室，所述腔室内容纳有缓冲件。
10.由上述内容可知，所述内挡块较所述外挡块更靠近所述上支座板，在地震等特殊状态下，梁体在横桥向上发生位移，本发明通过所述内挡块和所述外挡块在横桥向上进行抵挡，避免发生落梁等危险情况。
11.由于所述内挡块与所述下支座板之间连接有剪力销，剪力销破断前的刚度作为构造的第一段刚度，具有一定的抗冲击能力，但如果当内挡块所受到的冲击力超过所述剪力销的强度时，剪力销破断，所述内挡块将对所述外挡块造成冲击，本发明在所述内挡块和所述外挡块之间设置腔室，在腔室内设置缓冲件，因此，所述内挡块和所述外挡块之间不是无刚度的滑移区，缓冲件能够吸收、消纳一部分地震能量，减轻对所述外挡块的冲击作用，减
小对所述外挡块的冲击载荷，提高了桥梁结构的安全性能。
12.作为优选的技术方案：
13.所述内挡块与所述上支座板之间设置有转动套，所述转动套套设于所述上支座板的外侧。
14.设置转动套是为了避免由转角造成内挡块受力集中，导致剪力销未在设计状态破断。
15.作为优选的技术方案：
16.所述内挡块的顶部连接有压板，所述压板部分伸出所述内挡块设置，并压接于所述转动套的顶部。
17.所述压板压接于所述转动套的顶部，能够限位所述转动套。
18.作为优选的技术方案：
19.所述压板与所述内挡块通过螺栓相连接。
20.作为优选的技术方案：
21.所述缓冲件为弹性材质构件或流体材质构件。
22.作为优选的技术方案：
23.所述弹性材质构件为橡胶、钢弹片等。
24.用于增加结构横向刚度。
25.作为优选的技术方案：
26.所述流体材质构件包括油囊，所述油囊内充填有流体缓冲材料，所述油囊受挤压发生破裂。
27.流体缓冲材料采用油囊设计进行包裹，避免在正常状态下流失。但在地震等特殊状态下，油囊在外力作用下会发生破裂，实现流体缓冲材料的对外流动。
28.作为优选的技术方案：
29.所述流体缓冲材料为硅油、液压油等。
30.作为优选的技术方案：
31.所述内挡块和所述外挡块上均设有两级台阶，二者的台阶面相对设置，所述外挡块与所述内挡块相配合，二者之间形成有两个腔室，分别为第一腔室和第二腔室，所述第一腔室的顶部通过所述压板封闭。
32.所述内挡块和所述外挡块的台阶面相配合，具体的，二者的台阶面相对，且中间留有一定的间隙，因此，二者之间将会形成一个完全封闭的腔室和一个顶部开口的腔室，利用压板恰好可以将顶部开口的腔室封闭。
33.作为优选的技术方案：
34.所述第一腔室和所述第二腔室内均设有所述弹性材质构件。
35.所述弹性材质构件具有弹性缓冲作用，能够吸收、消纳一部分地震能量，从而减轻对外挡块的冲击作用。
36.作为优选的技术方案：
37.所述第一腔室和所述第二腔室内均设有所述流体材质构件，所述压板上开设有第一排流孔，所述第一排流孔与所述第一腔室相连通；
38.所述外挡块上开设有第二排流孔，所述第二排流孔与所述第二腔室相连通。
39.所述第一排流孔用于将所述第一腔室与外部相连通，所述第二排流孔用于将所述第二腔室与外部相连通，便于油囊受挤压发生破裂后，流体缓冲材料通过所述第一排流孔和所述第二排流孔溢出挡块空间，为结构提供第二段刚度。
40.作为优选的技术方案：
41.所述第一腔室内设置所述弹性材质构件，所述第二腔室内设置所述流体材质构件；
42.或者所述第一腔室内设置所述流体材质构件，所述第二腔室内设置所述弹性材质构件。
43.本发明可以将两种材质进行组合，分别设置在所述第一腔室和所述第二腔室内，设置弹性材质构件的腔室无需开设排流孔，设置所述流体材质构件的腔室相应地开设排流孔即可。
44.作为优选的技术方案：
45.所述第二腔室内设置有所述流体材质构件，所述第一腔室和所述第二腔室之间通过连通孔相连通，所述压板上开设有第一排流孔，所述第一排流孔与所述第一腔室相连通。
46.仅在所述第二腔室内设置所述流体材质构件，油囊受挤压发生破裂后，流体缓冲材料通过所述连通孔进入所述第一腔室内，然后从第一排流孔排出。在上述过程中，第一段刚度是剪力销破断前的刚度，第二段的刚度是第二腔室承载时流体缓冲材料从第二腔室排向第一腔室的刚度，第三段刚度是第一腔室与第二腔室同时承载将流体缓冲材料排向结构外的刚度。以上三段刚度，增加了结构的安全性。
47.作为优选的技术方案：
48.所述剪力销依次穿过所述外挡块、所述内挡块、所述下支座板设置。
49.作为优选的技术方案：
50.所述上支座板和所述下支座板可通过锚固件与外部构造相连接，也可以直接与外部构造相连接，如焊接等，所述上支座板用于与梁体相连接，所述下支座板用于与墩台相连接。
51.作为优选的技术方案：
52.所述下支座板上设有镜面不锈钢板，所述镜面不锈钢板与所述平面滑板形成滑动副。
53.综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
54.本发明所述的地震识别型抗冲击支座上设置有内挡块和外挡块，即两级限位保护构造，在地震等特殊状态下，梁体在横桥向上发生位移，本发明通过所述内挡块和所述外挡块在横桥向上进行抵挡，避免发生落梁等危险情况。所述内挡块与所述下支座板之间连接有剪力销，剪力销破断前的刚度作为构造的第一段刚度，具有一定的抗冲击能力，但如果当内挡块所受到的冲击力超过所述剪力销的强度时，剪力销破断，所述内挡块将对所述外挡块造成冲击，本发明在所述内挡块和所述外挡块之间设置腔室，在腔室内设置缓冲件，因此，所述内挡块和所述外挡块之间不是无刚度的滑移区，实现在所述内挡块失效后，在向所述外挡块位移的过程中能有效缓冲，减轻对所述外挡块的冲击作用，减小对所述外挡块的冲击载荷，避免所述外挡块被冲击破坏，提高了桥梁结构的安全性能。
附图说明
55.图1为本发明实施例1所述的地震识别型抗冲击支座的结构示意图。
56.图2为本发明实施例2所述的地震识别型抗冲击支座的结构示意图。
57.图3为本发明实施例3所述的地震识别型抗冲击支座的结构示意图。
58.图4为本发明实施例4所述的地震识别型抗冲击支座的结构示意图。
59.图标：1-上支座板，2-球冠衬板，3-下支座板，4-球面滑板，5-平面滑板，6-镜面不锈钢板，7-锚固件，8-内挡块，9-外挡块，10-台阶面，11-第一腔室，12-第二腔室，13-弹性材质构件，14-流体材质构件，15-转动套，16-压板，17-剪力销，18-第一排流孔，19-第二排流孔，20-连通孔。
具体实施方式
60.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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。
61.实施例1
62.如图1所示，本实施例提出一种地震识别型抗冲击支座，包括从上至下依次设置的上支座板1、球冠衬板2、下支座板3，所述上支座板1与所述球冠衬板2之间设有球面滑板4，所述球面滑板4位于所述上支座板1上的凹槽中，所述球面滑板4与所述球冠衬板2之间形成转动副，所述球冠衬板2与所述下支座板3之间设有平面滑板5，所述平面滑板5位于所述球冠衬板2上的止口中，所述下支座板3上固定有镜面不锈钢板6，所述镜面不锈钢板6与所述平面滑板5形成滑动副。
63.所述上支座板1和所述下支座板3可通过锚固件7与外部构造相连接，也可以直接与外部构造相连接，如焊接等，所述上支座板1用于与梁体相连接，所述下支座板3用于与墩台相连接。
64.所述下支座板3在横桥向上的两侧均设有内挡块8和外挡块9，所述内挡块8位于所述上支座板1与所述外挡块9之间，即所述内挡块8较所述外挡块9更靠近所述上支座板1。在地震等特殊状态下，梁体在横桥向上发生位移，通过所述内挡块8和所述外挡块9在横桥向上进行抵挡，避免发生落梁等危险情况。
65.所述内挡块8与所述下支座板3之间连接有剪力销17，所述剪力销17依次穿过所述外挡块9、所述内挡块8、所述下支座板3设置。
66.为避免所述内挡块8受力集中，导致剪力销17未在设计状态破断，在所述内挡块8与所述上支座板1之间设置有转动套15，所述转动套15套设于所述上支座板1的外侧。
67.所述内挡块8的顶部连接有压板16，所述压板16部分伸出所述内挡块8的侧面，并压接于所述转动套15的顶部，用于限位所述转动套15。在本实施例中，所述压板16与所述内挡块8通过螺栓相连接。
68.所述内挡块8和所述外挡块9上均设有两级台阶，二者的台阶面10相对设置，且二者之间留有一定的间距，所述外挡块9与所述内挡块8相配合，二者之间形成一个顶部开口的腔室和一个完全封闭的腔室，分别为第一腔室11和第二腔室12，所述第一腔室11较所述
第二腔室12更靠近所述上支座板1，所述第一腔室11的顶部通过所述压板16封闭。
69.所述第一腔室11和所述第二腔室12内均设有弹性材质构件13，所述弹性材质构件13为橡胶、钢弹片等。所述弹性材质构件13具有弹性缓冲作用，能够吸收、消纳一部分地震能量，从而减轻对外挡块9的冲击作用。
70.由于所述内挡块8与所述下支座板3之间连接有剪力销17，剪力销17破断前的刚度作为构造的第一段刚度，具有一定的抗冲击能力，但如果当内挡块8所受到的冲击力超过所述剪力销17的强度时，剪力销17破断，所述内挡块8将对所述外挡块9造成冲击，因此，所述剪力销17能够控制工作时机。由于所述内挡块8与所述外挡块9之间设有所述弹性材质构件13，因此，所述内挡块8和所述外挡块9之间不是无刚度的滑移区，所述弹性材质构件13作为构造的第二段刚度，实现了在内挡块8失效后向外挡块9位移的过程中能够有效缓冲减轻对所述外挡块9的冲击作用，减小对所述外挡块9的冲击载荷，提高了桥梁结构的安全性能。
71.本实施例所提供的地震识别型抗冲击支座能够在内挡块8和外挡块9间实现减震特性、速度相关特性、缓冲特性来降低在地震等特殊状态下对外挡块9的载荷冲击。
72.实施例2
73.本实施例与实施例1的区别在于：
74.如图2所示，所述第一腔室11和所述第二腔室12内均设有流体材质构件14，所述流体材质构件14包括油囊，所述油囊内充填有流体缓冲材料，所述油囊受挤压发生破裂。流体缓冲材料采用油囊设计进行包裹，避免在正常状态下流失。所述流体缓冲材料为硅油、液压油等。
75.所述压板16上开设有第一排流孔18，所述第一排流孔18与所述第一腔室11相连通；所述外挡块9上开设有第二排流孔19，所述第二排流孔19与所述第二腔室12相连通。所述第一排流孔18用于将所述第一腔室11与挡块外部相连通，所述第二排流孔19用于将所述第二腔室12与挡块外部相连通，便于油囊受挤压发生破裂后，流体缓冲材料通过所述第一排流孔18和所述第二排流孔19溢出挡块空间，为结构提供第二段刚度。
76.在地震等特殊状态下，当内挡块8失效后，内挡块8对外挡块9造成冲击，二者之间的油囊受压破裂，其中的流体缓冲材料流入腔室中，并且由于压力的作用，腔室中的流体缓冲材料从所述第一排流孔18和所述第二排流孔19排出，实现流体缓冲材料的对外流动，那么，第二段刚度是所述第一腔室11与所述第二腔室12同时承载将流体缓冲材料排向结构外的刚度。
77.实施例3
78.本实施例与实施例2的区别在于：
79.如图3所示，所述第一腔室11内设置所述弹性材质构件13，所述第二腔室12内设置所述流体材质构件14；本实施例将两种材质的构件进行组合，分别设置在所述第一腔室11和所述第二腔室12内，在本实施例中，由于所述第一腔室11内设置的是所述弹性材质构件13，因此无需开设所述第一排流孔18。
80.当然，还可以在所述第一腔室11内设置所述流体材质构件14，所述第二腔室12内设置所述弹性材质构件13。设置弹性材质构件13的腔室无需开设排流孔，设置所述流体材质构件14的腔室相应地开设排流孔即可。
81.实施例4
82.本实施例与实施例2的区别在于：
83.如图4所示，取消实施例2中的第二排流孔19，仅在所述压板16上开设第一排流孔18，所述第一排流孔18与所述第一腔室11相连通，所述第一排流孔18将所述第一腔室11与挡块外部相连通。
84.所述第一腔室11和所述第二腔室12之间通过连通孔20相连通，仅在所述第二腔室12内设置有所述流体材质构件14。
85.由于所述第一腔室11和所述第二腔室12相连通，因此，所述内挡块8失效后，所述内挡块8将朝向所述外挡块9移动，对所述第二腔室12内的油囊造成挤压，油囊破裂后，流体缓冲材料将从所述第二腔室12流入所述第一腔室11中，再通过所述第一排流孔18从所述第一腔室11排出挡块。
86.因此，可以得到构造的三段刚度为：第一段刚度是剪力销17破断前刚度，第二段的刚度是第二腔室12承载时流体缓冲材料从第二腔室12排向第一腔室11的刚度，第三段刚度是第一腔室11与第二腔室12同时承载将流体缓冲材料排向结构外的刚度。以上三段刚度，增加了结构的安全性。
87.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。