减、抗震体系转换式防落梁等曲面减隔震支座的制作方法

本实用新型属于桥梁支座技术领域，尤其涉及一种减、抗震体系转换式防落梁等曲面减隔震支座。

背景技术：

支座是连接桥梁与桥墩的重要部件，除承受桥梁竖向压力、桥梁正常状态下产生的转角和位移外。支座还应承担着一项重要的任务，既，地震来临时，对地震能量进行减弱、隔离或抗震。抗震支座主要是靠加大与墩台或梁底连接的紧固螺栓、增加非滑移方向挡条的厚度等提高支座的抗震能力，也就是平常说的抗震体系。抗震体系的不足主要表现在，桥墩、支座体积庞大、成本高外，最大的缺陷是这种抗震结构与桥墩连接的螺栓在强大地震力作用下，易导致墩台劈裂，桥梁垮塌。我国是一个地震多发区，国家对桥梁抗震、减震系统研究由来已久，随着对地震造成破坏的认识加深，人们逐渐由抗震向减震结构研究。特别是在5.12汶川大地震之后，国家对桥梁抗震设防目标提出了在地震中保证桥梁梁体不坠落、桥梁整体不倒塌或产生严重的结构损伤并经过临时加固后可供维持应急交通使用的明确要求。作为桥梁、桥墩的连接部件，支座起着至关重要的作用。为此，目前桥梁研究人员和支座生产企业，由原来研究抗震体系转为进行减隔震体系的研究，随机出现了多种结构的减、隔震支座，如：橡胶减隔震支座、双曲面减隔震支座等，以减少或隔离地震力对桥梁造成的损坏。弥补抗震体系的不足。这些减隔震结构支座，在减震、隔震，减少桥梁破坏方面起到了一定作用。但所有减、隔震支座虽然有一定的减、隔震作用，但由于地震力的强大威力往往是不可估量的，目前的减隔震支座都是理想设计，一旦地震力超出理论设计，仍会有强大的地震力冲击梁体和桥墩，造成墩台破坏，桥梁垮塌。目前有部分支座增加了抗震元素，但大多都是刚性抗震结构。最终对桥墩依然会造成破坏，严重者导致整体桥梁垮塌。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题就是提供一种既能实现支座正常功能又具有减震功能，还具有柔性抗震以及防落梁，实现减震体系向刚性体系转化的减、抗震体系转换式防落梁等曲面减隔震支座。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案为：包括底面设有上凹面的上座板，顶面设有上凸面、底面设有下凸面的中间衬板，顶面设有下凹面的下座板，上凹面和上凸面间设有上摩擦副，下凹面和下凸面间设有下摩擦副，所述上座板的底部设置有环绕在下座板外侧的抗震圈，上座板与下座板通过体系转换器相连接，体系转换器由阻尼橡胶体、多个钢环和两端的连接件组成。

其附加技术特征为：所述的抗震圈通过螺栓与上座板相连接，抗震圈与下座板间存在间隙；

所述的体系转换器为对称设置的一对、两对或多对，连接件通过螺栓与上座板、下座板相连接。

本实用新型所提供的减、抗震体系转换式防落梁等曲面减隔震支座，中间衬板顶面的上凸面、底面的下凸面为曲率半径相等的球面，上凹面和上凸面间、下凹面和下凸面间设置滑板构成上摩擦副、下摩擦副，抗震圈为钢制圈，体系转换器的连接件通过螺栓与上座板、下座板相连接。

在桥梁正常运行时，充分利用中间衬板在上座板、下座板之间滑动时支座高度几乎无变化的特点，支座通过中间衬板在上座板、下座板之间的相对滑动满足支座转角和正常位移需求；体系转换器通过多个钢环间的间隙变化，随上座板一起移动，不影响支座正常功能。地震来临时，当桥梁所承受的水平力小于设计水平力时，支座通过上座板上的抗震圈抗震。当桥梁所承受的水平力大于设计水平力时，抗震圈被破坏，这时支座进入减、隔震状态，支座通过中间衬板在上座板、下座板之间的相对滑动实现摩擦减震，中间衬板滑移至某一设计位置时，与上座板、下座板连接的体系转换器上的阻尼橡胶体进入拉伸减震状态，和中间衬板滑移减震共同作用建立起了消能较强的支座减震体系。中间衬板在地震力作用下滑移至上座板、下座板边缘时，阻尼橡胶体里的钢环与钢环间的间隙变为零，阻尼橡胶体由拉伸减震状态转换成钢环与钢环刚性相连，体系转换器完成了支座减震向抗震的转换。由于体系转换器与上座板、下座板相连接，上座板与梁体连接，下座板与桥墩连接，此时，在体系转换器多个钢环刚性连接作用下，梁体、支座、桥墩三者形成一个刚性整体，防止了梁体坠落。由于中间衬板滑移减震和体系转换器减震共同作用，地震力大大得到减弱，此时支座转入抗震状态，减小了支座与墩台连接螺栓对墩台的局部冲击，防止了桥墩局部劈裂，保护了桥墩。

地震过后，在梁体自重和体系转换器的阻尼橡胶体自恢复力的作用下，各个支座恢复至原位。此时，只需更换与上座板通过螺栓连接的抗震圈，支座便可正常工作。

本实用新型所提供的减、抗震体系转换式防落梁等曲面减隔震支座，在理论设计的减隔震结构的基础上，增加附加减震结构，在附加减震结构的基础上再引进抗震体系。实现柔性抗震。进一步减少地震力对桥墩的冲击，防止桥墩劈裂、桥梁垮塌。减少地震力带来的损失。通过一种减、抗震体系转换式防落梁减隔震结构解决桥墩破坏、桥梁垮塌。本实用新型所提供的减、抗震体系转换式防落梁等曲面减隔震支座，结构简单，造价低廉，减震转换为抗震，体系转换明显，解决了目前橡胶减隔震和双曲减隔震等减隔震支座的不足。实际应用中可以实现减隔震和双曲面支座以及抗震支座无法达到的效果，能有效的防止梁体垮塌、防止墩台劈裂。为震后救援提供了抢救生命通道。

附图说明

图1为本实用新型减、抗震体系转换式防落梁等曲面减隔震支座的结构示意图；

图2为体系转换器的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型所提供的减、抗震体系转换式防落梁等曲面减隔震支座的具体结构做进一步说明。

如图1所示，本实用新型所提供的减、抗震体系转换式防落梁等曲面减隔震支座包括上座板1、中间衬板2、下座板3，上座板底面设有上凹面11，中间衬板2顶面设有上凸面21、底面设有下凸面22，下座板3顶面设有下凹面31，上凹面11和上凸面21间设有上摩擦副4，下凹面31和下凸面22间设有下摩擦副5，上座板1的底部设置有环绕在下座板3外侧的抗震圈6，抗震圈6通过螺栓与上座板1相连接，抗震圈6与下座板3间存在间隙，上座板1与下座板3通过体系转换器7相连接，体系转换器7为对称设置的一对、两对或多对。

如图2所示，体系转换器7由阻尼橡胶体71、多个钢环72和两端的连接件73组成。

本实用新型所提供的减、抗震体系转换式防落梁等曲面减隔震支座，中间衬板2顶面的上凸面21、底面的下凸面22为曲率半径相等的球面，上凹面11和上凸面21间、下凹面31和下凸面22间设置滑板构成上摩擦副4、下摩擦副5，抗震圈6为钢制圈，体系转换器7的连接件73通过螺栓与上座板1、下座板3相连接。

在桥梁正常运行时，充分利用中间衬板2在上座板1、下座板3之间滑动时支座高度几乎无变化的特点，支座通过中间衬板2在上座板1、下座板3之间的相对滑动满足支座转角和正常位移需求；体系转换器7通过多个钢环72间的间隙变化，随上座板1一起移动，不影响支座正常功能。地震来临时，当桥梁所承受的水平力小于设计水平力时，支座通过上座板1上的抗震圈6抗震。当桥梁所承受的水平力大于设计水平力时，抗震圈6被破坏，这时支座进入减、隔震状态，支座通过中间衬板2在上座板1、下座板3之间的相对滑动实现摩擦减震，中间衬板2滑移至某一设计位置时，与上座板1、下座板3连接的体系转换器7上的阻尼橡胶体71进入拉伸减震状态，和中间衬板2滑移减震共同作用建立起了消能较强的支座减震体系。中间衬板2在地震力作用下滑移至上座板1、下座板3边缘时，阻尼橡胶体71里的钢环72与钢环72间的间隙变为零，阻尼橡胶体71由拉伸减震状态转换成钢环72与钢环72刚性相连，体系转换器7完成了支座减震向抗震的转换。由于体系转换器7与上座板1、下座板3相连接，上座板1与梁体连接，下座板3与桥墩连接，此时，在体系转换器7多个钢环72刚性连接作用下，梁体、支座、桥墩三者形成一个刚性整体，防止了梁体坠落。由于中间衬板2滑移减震和体系转换器7减震共同作用，地震力大大得到减弱，此时支座转入抗震状态，减小了支座与墩台连接螺栓对墩台的局部冲击，防止了桥墩局部劈裂，保护了桥墩。

地震过后，在梁体自重和体系转换器7的阻尼橡胶体71自恢复力的作用下，各个支座恢复至原位。此时，只需更换与上座板1通过螺栓连接的抗震圈6，支座便可正常工作。

本实用新型所提供的减、抗震体系转换式防落梁等曲面减隔震支座，并不局限于上述的具体实施方式，上述具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以作出很多形式的具体变换，这些均属于本实用新型的保护范围之内。