桥梁减震支座的制作方法
【专利摘要】本实用新型属于桥梁支座【技术领域】，具体地讲公开了一种桥梁减震支座。其主要技术方案：其结构包括能够与梁体固定连接的上支座板、能够与桥墩固定连接的上板面为球形面的下支座板，在上述上、下支座板间设置有上板面为矩形状、下板面为球面状的中间滑动块和双球面转动块。该结构的桥梁减震支座可利于桥梁地震摆动时所产生的动能和势能间的转换消耗，消减了地震能量对墩台的破坏，满足了地震时的抗震隔离消能阻尼功能。
【专利说明】桥梁减震支座
【技术领域】
[0001 ] 本实用新型属于桥梁支座【技术领域】，具体地讲公开了 一种桥梁减震支座。
【背景技术】
[0002]在桥梁结构中，支座是连接桥梁上部结构与下部结构的重要部件，首先必须具有足够的承载力以保证安全可靠的将支座反力(垂直力和水平力)传递给下部结构；其次支座对桥梁变形(位移和转角)的约束应尽可能的小以适应梁体的自由伸缩和转动的需要，否则对于超静定结构其内部将会产生次内力，对结构造成损伤，大大缩短结构使用寿命。当遇到地震尤其是地震等级较大时，桥梁的上部结构相对于桥墩有一定的位移和速度，由此导致梁体与桥墩间有力的作用，如果支座没有良好的减震、隔震作用，将会对梁体造成较大的损害并极有可能造成墩底的断裂和落梁事故的发生。传统的摩擦摆减隔震支座，通过钟摆原理延长桥梁自振周期实现了隔震的目的；改性超高分子量与不锈钢板的摩擦具有一定的耗能作用，但摩擦系数较小，减震效果不明显，且无法满足非震时结构温变位移等要求。
[0003]实用新型的内容
[0004]本实用新型的目的就是提供一种具有抗震消能的桥梁减震支座。
[0005]实现本实用新型上述目的所提出的技术方案为:
[0006]一种桥梁减震支座，其结构包括能够与梁体固定连接的上支座板、能够与桥墩固定连接的上板面为球形面的下支座板，在所述上、下支座板间设置有上板面为矩形状、下板面为球面状的中间滑动块和双球面转动块。
[0007]构成上述一种桥梁减震支座的附加技术特征还包括:
[0008]-所述上支座板的周圈设置有挡圈；
[0009]——所述上支座板挡圈的内侧向设有不锈钢板；
[0010]—在所述下支座板的上板面周圈设置有限位环；
[0011]—所述限位环通过卡环紧固螺丝螺栓与所述下支座板固定连接；
[0012]—所述上支座板与中间滑动块之间设置有由不锈钢钢板构成的平面摩擦副，所述中间滑动块与双球面转动块中间设置有由超高分子量聚乙烯板构成的对应的球面摩擦畐O，所述双球面转动块与下支座板中间设置有第二球面摩擦副；
[0013]—构成的所述第二球面摩擦副由设置于所述双球面转动块下板面上的陶瓷涂层以及设置于所述下支座板的上板面上的镀铬层构成；
[0014]—构成所述下支座板上板面的曲面半径大于与之滑动连接的所述双球面转动块下板面的曲面半径；
[0015]—构成所述双球面转动块上板面的球冠面大于与之滑动连接的所述中间滑动块下板面的球冠面；
[0016]—制备上述一种桥梁减震支座双球面转动块下板面上的陶瓷涂层的方法的步骤为:首先，对所述双球面转动块下板面进行表面预处理，即先净化处理以除去工件表面的污垢，再粗化处理以增加涂层与基材间的接触面、增大涂层与基材的机械咬合力、提高涂层与基材的结合强度。第二，工件预热(温度一般控制在60-120°C )，消除工件表面的水分和湿气、提高喷涂粒子与工件接触时的界面温度、减少因基材与涂层材料的热膨胀差异造成的应力而导致的涂层开裂。第三，喷涂，选用等离子喷涂方法。第四，涂层后处理，对喷涂层进行重熔处理使多孔的且与基体仅以机械结合的涂层变为与基材呈冶金结合的致密涂层。
[0017]本实用新型所提供的一种桥梁减震支座，与现有技术相比具有以下优点:其一，由于构成该减震支座的上下支座板间设置了中间滑动块与限位环、双球面转动块配合布置，在满足桥梁结构的日常温变位移要求的同时还减少了次内力对结构物的损伤，结构合理、安全适用；其二，由于在构成该桥梁减震支座的下支座板的上板面以及中间滑动块的下板面为球形曲面，使得双球面转动快能够在二者间产生摆动位移，以便于动能和势能间的转换消耗，消耗地震所产生的能量，消减了地震能量对墩台的破坏，满足了地震时的抗震隔离消能阻尼功能；其三，由于构成下支座板上板面的曲面半径大于与之滑动连接的双球面转动块下板面的曲面半径，构成上述双球面转动块上板面的球冠面大于与之滑动连接的所述中间滑动块下板面的球冠面，以使得双球面转动块在下上支座板板面上能够产生摆动位移，以便于动能和势能间的转换消耗；其四，由于在双球面转动块的下表面形成的陶瓷涂层与下支座板的上板面间的镀铬面配合形成的球面摩擦副，其摩擦系数能达到0.04且稳定，具有摩擦耗能明显和减震效果更好的特点。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1:本实用新型所提供的桥梁减震支座的结构示意图。
【具体实施方式】
[0019]下面结合附图对本实用新型提供的一种桥梁减震支座的结构作进一步的详细说明:
[0020]如图1所示为实用新型提供的桥梁减震支座的结构示意图，其结构包括能够与梁体固定连接的并周圈设置有挡圈11的上支座板1、能够与桥墩固定连接的上板面为球形面81的下支座板8、和设置于两者间的卡在上述上支座板挡圈11中的中间滑动块3和下球面与下支座板的球形面81能够相对滑动的双球面转动块6构成；在构成上述减震支座的结构中，上支座板与中间滑动块之间设置有平面摩擦副2、中间滑动块与双球面转动块中间设置有第一球面摩擦副4、双球面转动块与下支座板中间设置有第二球面摩擦副7，在下支座板的上板面周圈设置有限位环5。
[0021]该结构的桥梁减震支座，一方面可以起到普通支座的作用，即将桥梁上部荷载通过上、下支座板1、8以及设置于二者间的中间滑动块3和双球面转动块6均匀的传递给下部结构，以及在水平向的横轴竖轴向发生位移时，上支座板与中间滑动块间通过设置于二者的平面摩擦副能够适应上部结构因收缩徐变引起的位移及温变位移等引起的变形要求，避免结构内部产生较大的次内力，从而减少对桥梁结构的损害，延长使用寿命；另一方面可以起到减隔震作用，即地震发生时，一旦地震水平力以及垂直力大于限位环5的设计抗剪力时该限位环断开，中间滑动块在下支座板上和双球面转动块与中间滑动块间的水平向往返移动，即通过间滑动块与下支座板间和中间滑动块与双球面转动块的圆弧面来延长桥梁自振周期，降低上支座板和下支座板间的震动位移幅度,从而实现隔震的效果；并通过中间滑动块与下支座板间和双球面转动块与中间滑动块间的两个球面摩擦副的摩擦将地震能量转化为热能，以达到地震能量的消耗目的。
[0022]在上述桥梁减震支座的结构中，
[0023]—上支座板的侧向挡圈11与中间滑动块3的接触面设有不锈钢板12，且中间滑动块对应的侧面设有滑动铜条31，同时上述上支座板和中间滑动块的下表面设有不锈钢板构成平面摩擦副，以便于二者间水平面上的横向力和纵向力引起的二者间的相对滑动；
[0024]——在中间滑动块和双球面转动块的上表面设置由超高分子量聚乙烯板构成的第一球面摩擦副4，以及在双球面转动块的下表面设置有通过等离子喷涂技术处理形成陶瓷涂层和下支座板设置的由表面镀铬层构成的第二球面摩擦副7，可以实现中间滑动块和双球面转动块在下支座板的球形面的上板面中滑动时，地震形成的势能与摩擦能之间的转换，同时有利于构成支座的中间滑动块、双球面转动块以及下支座板对热能的吸收，防止造成接触面热量的聚集，对支座的形状结构造成破坏。
[0025]—在上述结构中，限位环与下支座板间通过卡环紧固螺丝螺栓51连接，以便于地震的位移能将其撞裂破坏实现抗震功能，而且便于震后的维修；二者间即便是焊接，也必须是间隔电焊，使得二者的结合具有一定的强度，又要保证设计震级下二者间能够被中间滑动块和双球面转动块将其撞裂；
[0026]—构成上述下支座板上板面的曲面半径大于与之滑动连接的双球面转动块下板面的曲面半径，以使得双球面转动块在下上支座板板面上能够产生摆动位移，以便于动能和势能间的转换消耗；
[0027]—构成上述双球面转动块上板面的球冠面大于与之滑动连接的所述中间滑动块下板面的球冠面，同样是使得中间滑动块能够在双球面转动块的上板面上能够产生摆动位移，以便于动能和势能间的转换消耗；
[0028]—在双球面转动块的下表面设置有通过等离子喷涂技术处理形成陶瓷涂层的具体步骤:
[0029]首先，对构成桥梁减震支座的双球面转动块工件的下板面进行表面预处理，即先通过溶剂清洗、蒸汽清洗、碱液清洗和加热脱脂的净化处理工序以除去工件表面的污垢；
[0030]然后，再通过喷砂工序对其表面进行粗化处理，以增加所涂涂层与工件基材间的接触面、增大涂层与基材的机械咬合力、提高涂层与基材的结合强度；
[0031]第三，对工件加热至60_120°C进行预热，以消除工件表面的水分和湿气、提高喷涂粒子与工件接触时的界面温度、避免因工件与涂层材料的热膨胀系数的差异造成的应力而导致的涂层开裂；
[0032]第四，喷涂，选用等离子喷涂方法；
[0033]第四，涂层后处理，对喷涂层进行重熔处理使多孔的且与基体仅以机械结合的涂层变为与基材呈冶金结合的致密陶瓷涂层。
[0034]上述通过在双球面转动块的下表面形成的陶瓷涂层与下支座板的上板面间的镀铬面配合形成的球面摩擦副，其摩擦系数能达到0.04且稳定，摩擦耗能明显，减震效果更好。
【权利要求】
1.一种桥梁减震支座，其结构包括能够与梁体固定连接的上支座板、能够与桥墩固定连接的上板面为球形面的下支座板，其特征在于:在所述上、下支座板间设置有上板面为矩形状、下板面为球面状的中间滑动块和双球面转动块。
2.如权利要求1所述的一种桥梁减震支座，其特征在于:所述上支座板的周圈设置有挡圈。
3.如权利要求2所述的一种桥梁减震支座，其特征在于:所述上支座板挡圈的内侧向设有不锈钢板。
4.如权利要求1所述的一种桥梁减震支座，其特征在于:在所述下支座板的上板面周圈设置有限位环。
5.如权利要求4所述的一种桥梁减震支座，其特征在于:所述限位环通过卡环紧固螺丝螺栓与所述下支座板固定连接。
6.如权利要求1所述的一种桥梁减震支座，其特征在于:所述上支座板与中间滑动块之间设置有由不锈钢钢板构成的平面摩擦副，所述中间滑动块与双球面转动块中间设置有由超高分子量聚乙烯板构成的对应的球面摩擦副，所述双球面转动块与下支座板中间设置有第二球面摩擦副。
7.如权利要求6所述的一种桥梁减震支座，其特征在于:构成的所述第二球面摩擦副由设置于所述双球面转动块下板面上的陶瓷涂层以及设置于所述下支座板的上板面上的镀铬层构成。
8.如权利要求1所述的一种桥梁减震支座，其特征在于:构成所述下支座板上板面的曲面半径大于与之滑动连接的所述双球面转动块下板面的曲面半径。
9.如权利要求1所述的一种桥梁减震支座，其特征在于:构成所述双球面转动块上板面的球冠面大于与之滑动连接的所述中间滑动块下板面的球冠面。
【文档编号】E01D19/04GK203475299SQ201320359584
【公开日】2014年3月12日 申请日期:2013年6月23日 优先权日:2013年6月23日
【发明者】刘兴达, 高双全, 宫小能, 张保忠, 魏安生, 季文涛, 李英娣, 周笑, 孙其战, 刘井通, 郭勇, 邓乃伏, 石新英 申请人:衡水中铁建工程橡胶有限责任公司