支座连接结构的制作方法

本发明涉及一种土木工程领域连桥的支座连接结构，尤其是涉及一种缓解连桥变形的支座连接结构。

背景技术：

目前，常规的用于连桥的支座连接结构为：在连桥一端设置单个或两个可三向转动的固定铰支座，连桥另一端设置单个或两个可三向转动并且能够沿连桥纵向滑动的滑动铰支座。例如，CN201410670965.1号专利所揭示的支座体系。此支座连接方式较适合连桥跨度小，结构形式简单，平面呈直线形状的连桥。

另一方面，大跨度连桥已普遍应用于高层建筑中，起到各个单体间空中交通的作用，同时起到装饰整体建筑的作用。例如，华能上海大厦的两栋主楼(1号楼、2号楼)之间在4～11层高度范围通过设置连桥连接，连桥跨度约40米。由于建筑立面有逐层收进效果，所以连桥在每个楼面的平面布置均有变化。为满足建筑平面造型要求，该连桥平面为弧形结构，中间最窄处约3.4米，最宽处6.7米。

当连桥跨度较大，且平面、立面呈曲线或其他不规则形状时，连桥在地震或其他外力作用下，会产生不可忽略的平动、转动变形；且不规则平面导致竖向荷载作用下连桥在横向产生较大的倾覆力矩。由于高层建筑各单体在作为连桥两端支座的同时，又须保证各单体在地震作用下互相不影响，此时连桥的平动、转动变形需要通过合理的支座连接形式予以释放。

现有支座连接结构不能达到上述要求，需要改进。

技术实现要素：

为了克服上述缺陷，本发明提供了一种用于连桥的支座连接机构，能够有效缓解地震引起的连桥变形或倾覆风险。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种支座连接结构，用于连接连桥与第一、第二主体，所述支座连接结构包括依次设置在第一主体上的第一铰支座、第二铰支座、第三铰支座，及依次设置在第二主体上的第四铰支座、第五铰支座及第六铰支座，其中第二铰支座为三向固定铰支座，其他铰支座为三向铰支座。

进一步的，定义第一及第二主体的水平方向为X方向，定义第一及第二主体的垂直方向为Y方向。

进一步的，所述第一铰支座、第三铰支座、第四铰支座及第六铰支座能够在X方向及Y方向滑动，与第二铰支座相对的第五铰支座能够在X方向滑动。

进一步的，所述铰支座为橡胶或钢材材质。

进一步的，第一或第二主体在X方向发生变形量△X，该支座连接结构的第四铰支座、第五铰支座、第六铰支座相对于第二主体在X方向上滑移△Xz，△X＝△Xz；第一铰支座、第二铰支座及第三铰支座相对于第一主体保持不动。

进一步的，当第二主体在Y方向发生变形量△Y时，该支座连接结构的第二铰支座保持不动，左侧的第五铰支座相对于第二主体水平滑移，其他铰支座在X方向及Y方向两个方向转动，相当于带动连桥绕第二铰支座转动一定角度。

进一步的，定义上述角度的正切值为a，第五铰支座在Y方向的位移等于第二主体在Y方向位移，即为△Y，第二铰支座与第五铰支座之间的长度为L，△Y＝L*a。

进一步的，当第一主体在Y方向发生变形量△Y时，支座连接结构的滑动方式相当于带动连桥一起绕第五铰支座转动一定角度。

进一步的，第一或第二主体发生扭曲变形能够分解为X向和Y向的变形量。

进一步的，以横向为主方向，连桥刚心为零点，竖向荷载作用下对连桥产生的倾覆力矩为M，连桥两侧的三个支座横向反力分别为F1、F2、F3，其中压力为正，拉力为负，每个支座距离刚心的距离分别为X1、X2、X3，连桥可能倾覆方向为正方向，则有以下表达式：M＝F1*X1+F2*X2+F3*X3，增大X1、X2、X3，使各支座受力更加均匀。

本发明所提供的支座连接结构通过合理的支座布置形式，能够释放连桥变形以及两侧主体结构在地震或其他外力作用下的相互影响；也可以抵抗曲线梁桥横向较大的倾覆力矩作用，减小或消除支座中的拉力，保证整个工程结构的安全性。

附图说明

本发明上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变的更加明显，在附图中相同的附图标记始终表示相同的特征，其中：

图1为本发明设置在连桥两侧的支座连接结构示意图。

图2为本发明支座连接结构在两侧单体结构X向变形情况下的移动示意图。

图3为本发明支座连接结构在两侧单体结构Y向变形情况下的移动示意图。

图4为本发明支座连接结构在两侧单体结构扭转变形情况下的移动示意图。

图5为本发明支座连接结构抵抗横向倾覆力矩的受力示意图。

图面标号说明：

连桥2；左侧主体3；右侧主体4；支座连接结构1；第一铰支座11；第二铰支座12；第三铰支座13；第四铰支座14；第五铰支座15；第六铰支座16。

具体实施方式

现在将详细参考附图描述本发明的实施例。现在将详细参考本发明的优选实施例，其示例在附图中示出。在任何可能的情况下，在所有附图中将使用相同的标记来表示相同或相似的部分。此外，尽管本发明中所使用的术语是从公知公用的术语中选择的，但是本发明说明书中所提及的一些术语可能是申请人按他或她的判断来选择的，其详细含义在本文的描述的相关部分中说明。此外，要求不仅仅通过所使用的实际术语，而是还要通过每个术语所蕴含的意义来理解本发明。

为了克服常规连桥支座设置形式较难释放连桥变形，较难抵抗连桥横向倾覆弯矩，不适用于大跨度及平面不规则连桥的不足，本发明提出了一种连桥的支座连接结构。通过研究证实，该连接结构可以较好的释放连桥本身的平动和扭转变形，提高支座抵抗横向倾覆力矩的能力，且能消除高层建筑两单体间的相互影响。

结合图1及图2所示，连桥2设置在两单体之间，对应为图1中的左侧主体3与右侧主体4之间，支座连接结构1用于连接连桥2与左、右侧主体3、4。本发明的支座连接结构1在左、右侧主体3、4各设置三个支座，见图1所示，所述支座可为橡胶材质或钢材。右侧支座依次分别为第一铰支座11、第二铰支座12、第三铰支座13；左侧支座依次分别为第四铰支座14、第五铰支座15、第六铰支座16。其中，第二铰支座12为三向固定铰支座，其他铰支座11、13、14、15、16均为三向铰支座。右侧主体4也可称为第一主体，左侧主体3也可称为第二主体。

定义左、右侧主体3、4的水平方向为X方向，定义左、右侧主体3、4的垂直方向为Y方向。其中，靠近连桥2边缘的第一铰支座11、第三铰支座13、第四铰支座14及第六铰支座16可以在X方向、Y方向滑动，即可以释放X、Y方向的应力。第二铰支座12为固定铰支座，不能滑动；与第二铰支座12相对的第五铰支座15可以在X方向滑动，即可以释放X方向的应力。

下面将结合图2至图5，分析地震导致左侧主体3、右侧主体4变形时，支座连接结构1释放连桥2应力的具体方式，图中的虚线表示各个结构变形后的位置。

第一种情况，水平方向变形。图2-1显示左侧主体3水平方向变形△X，支座连接结构1的滑动情况为：第四铰支座14、第五铰支座15、第六铰支座16相应地相对于左侧主体3在X方向上滑移△Xz，△Xz＝△X，释放X方向的应力，避免因为左侧主体3的位移而挤压或拉扯连桥2。图2-2显示的是右侧主体4水平方向有变形△X，同样，第四铰支座14、第五铰支座15、第六铰支座16相应地相对于左侧主体3在X方向上滑移△Xz，△Xz＝△X，释放该X方向的应力。左、右侧主体3、4发生水平方向变形时，右侧的第一铰支座11、第二铰支座12及第三铰支座13相对于右侧主体4是保持不动的。

第二种情况，垂直方向变形。图3-1显示左侧主体3在Y方向有变形△Y，支座连接结构1的滑动情况为：右侧的第二铰支座12保持不动，左侧的第五铰支座15相对于左侧主体3水平滑移，其他铰支座11、13、14、16可以在X方向及Y方向两个方向转动，相当于带动连桥2一起绕第二铰支座12转动一定角度，该角度的正切值为a。其中第五铰支座15在Y方向的位移等于左侧主体3在Y方向位移，即为△Y，第二铰支座12与第五铰支座15之间的长度为L，依据△Y＝L*a可确定角度。图3-2显示的是右侧主体4在Y方向有变形△Y，各个铰支座的移动方式是类似的，相当于带动连桥2一起绕第五铰支座15转动一定角度。

第三种情况，扭曲变形，即在垂直及水平方向均有变形。图4-1显示左侧主体3发生扭转，该扭转变形可以分解为X向和Y向变形。支座连接结构1的滑动情况为上述第一种情况与第二种情况的结合。其中Y向变形可以依据左侧主体3扭转角度来计算，假设左侧主体3扭转角度的正切值为c，扭转中心与第五铰支座15的距离为D，△Y＝D*c，得出Y向的变形量。设连桥2转动的角度的正切值为b，第二铰支座12与第五铰支座15之间的长度仍然为L，再依据上述第二种情况的分析方式可知，D*c＝△Y＝L*b。从而确定连桥2的旋转角度。图4-2显示左侧主体3发生扭转，与前面左侧主体3发生扭转的情况类似，不再赘述。

另外，本发明支座连接结构1还可以防止连桥2倾覆，图5为本发明支座连接结构1抵抗横向倾覆力矩受力示意图。以横向为主方向，刚心为零点，竖向荷载作用下产生的倾覆力矩为M。连桥2两侧的三个支座横向反力分别为F1、F2、F3，其中压力为正，拉力为负。每个支座距离刚心的距离分别为X1、X2、X3，连桥2可能倾覆方向为正方向，则有以下表达式：

M＝F1*X1+F2*X2+F3*X3。

当支座间距合理时，在有限空间内增大X1、X2、X3，可以使得各支座受力更加均匀，支座的抗拔力减小或消失。

本发明用于连桥的支座连接结构通过合理的支座布置形式，能够释放连桥2变形以及两侧主体结构3、4在地震或其他外力作用下的相互影响；也可以抵抗曲线梁桥横向较大的倾覆力矩作用，减小或消除支座中的拉力，保证整个工程结构的安全性。

以上结合具体实例描述了本发明的技术原理。这些描述只为了解释本发明的技术原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。