一种抗震、减震、防落梁三防支座的制作方法

本发明涉及工程设计领域，特别是涉及一种抗震、减震、防落梁三防支座。

背景技术：

地震是对人类生产和生活有着重大影响的地球物理现象，我国处于环太平洋和亚欧两条世界主要地震带的影响地区，是一个地震多发国家。突然而至的强烈地震给人类的生产和生活带来极大的影响，生命和财产的损失难以估计。强烈地震一旦发生，公路桥梁损坏、中断运输，延误救援人员、设备、生活必需品的及时到达，将使受伤人员得不到及时的就医而可能死亡，震灾不能及时处理而蔓延，而桥梁是构成交通运输线的关键部位。为了保证公路桥梁在地震时不破坏而能保持或基本保持其使用功能，促使人们想到通过桥梁增加减隔震装置和采用减隔震设计的方法来解决这一难题。

我国在公路桥梁结构减震装置和设计方法的研究起步较晚，和国外相比，有相当差距，但近几年的高强度地震已经让人们意识到了桥梁研究的重要性。我国近年来也发生了汶川、玉树、雅安等大地震，产生了强烈经济冲击和社会影响。从历次震害可以看出，桥梁结构发生频次最高的破坏形式为落梁破坏。落梁破坏是指桥梁的上部结构与支承其的下部结构脱离，即主梁从桥墩或桥台处脱离，造成主梁悬空、折断，或坠落的现象。

现有防落梁结构大都限于刚性构件单独设置，而桥梁支座作为桥梁结构并不具有防落梁功能，普通支座只能实现抗震功能，减隔震支座可以实现抗震减震功能，在安装施工时需单独安装，大大增加了施工成本。

因此，如何改变现有技术中，桥梁支座自身无法防止落梁的现状，是本领域技术人员亟待解决的问题。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种抗震、减震、防落梁三防支座，以解决上述现有技术存在的问题，使桥梁依靠自身结构有效防止落梁。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种抗震、减震、防落梁三防支座，包括上支座板、下支座板、和减震球摆，所述减震球摆设置于所述上支座板和所述下支座板之间，所述上支座板和所述下支座板与所述减震球摆的接触面均为球形面，所述减震球摆与所述上支座板和所述下支座板构成球面摩擦副，所述上支座板上具有能够限制所述减震球摆位置的上限位销，所述下支座板上具有能够限制所述减震球摆位置的下限位销，所述上支座板与所述下支座板之间具有间隙。

优选地，所述上限位销设置于所述上支座板的下端面的轴线处，所述下限位销设置于所述下支座板的上端面的轴线处，所述上限位销与所述下限位销之间具有间隙。

优选地，所述减震球摆为空心的回转体，所述减震球摆的横截面为环形。

优选地，所述减震球摆的上端开设上限位槽，所述上限位销位于所述上限位槽中，所述减震球摆的下端开设下限位槽，所述下限位销位于所述下限位槽中，所述上限位槽、所述下限位槽均为圆柱状。

优选地，所述上支座板与所述下支座板由剪力销相连。

优选地，所述剪力销设置于所述上支座板、所述下支座板的外部。

优选地，所述剪力销设置于所述上支座板、所述下支座板的内部，所述剪力销的数量不少于四个，若干个所述剪力销呈圆周状均布。

优选地，抗震、减震、防落梁三防支座还包括限定所述下支座板位置的限位挡条，所述限位挡条设置于所述上支座板上。

优选地，所述限位挡条设置于所述上支座板的侧面或下端面。

本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：本发明的抗震、减震、防落梁三防支座，减震球摆与上、下支座板形成球面摩擦副，当桥梁遇到较大震动时，减震球摆在上下座板内摆动消耗震动能，使桥梁上部结构与墩台分离，防止震动力传至梁体起到减震作用；在上支座板与下支座板上分别设置限位销，当震动超过支座设防目标时，限位销限制减震球摆继续移动，能够保证梁体不掉落，在不增加成本的前提下，实现支座自身的防落梁目的。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明抗震、减震、防落梁三防支座的结构剖切示意图；

图2为本发明抗震、减震、防落梁三防支座中减震球摆包括上、下限位槽的结构示意图；

图3为本发明抗震、减震、防落梁三防支座剪力销内置时的机构示意图；

图4为本发明抗震、减震、防落梁三防支座限位挡条设置在上支座板侧面时的结构示意图；

图5为本发明抗震、减震、防落梁三防支座限位挡条设置在上支座板下端面时的结构示意图；

其中，1为上支座板，101为上限位销，2为下支座板，201为下限位销，3为减震球摆，301为上限位槽，302为下限位槽，4为剪力销，5为限位挡条。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。

本发明的目的是提供一种抗震、减震、防落梁三防支座，以解决上述现有技术存在的问题，使桥梁依靠自身结构有效防止落梁。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

请参考图1至图5，图1为本发明抗震、减震、防落梁三防支座的结构剖切示意图，图2为本发明抗震、减震、防落梁三防支座中减震球摆包括上、下限位槽的结构示意图，图3为本发明抗震、减震、防落梁三防支座剪力销内置时的机构示意图，图4为本发明抗震、减震、防落梁三防支座限位挡条设置在上支座板侧面时的结构示意图，图5为本发明抗震、减震、防落梁三防支座限位挡条设置在上支座板下端面时的结构示意图。

本发明提供一种抗震、减震、防落梁三防支座，包括上支座板1、下支座板2、和减震球摆3，减震球摆3设置于上支座板1和下支座板2之间，上支座板1和下支座板2与减震球摆3的接触面均为球形面，减震球摆3与上支座板1和下支座板2构成球面摩擦副，上支座板1上具有能够限制减震球摆3位置的上限位销101，下支座板2上具有能够限制减震球摆3位置的下限位销201，上支座板1与下支座板2之间具有间隙。

本发明的抗震、减震、防落梁三防支座，减震球摆3与上支座板1和下支座板2形成球面摩擦副，当桥梁遇到较大震动时，减震球摆3在上下座板内摆动消耗震动能，使桥梁上部结构与墩台分离，防止震动力传至梁体起到减震作用；在上支座板1与下支座板2上分别设置限位销，当震动超过支座设防目标时，上限位销101和下限位销201限制减震球摆3的最大位移量，能够保证梁体不掉落，在不增加成本的前提下，实现支座自身的防落梁目的。

具体地，上限位销101设置于上支座板1的下端面的轴线处，下限位销201设置于下支座板2的上端面的轴线处，上限位销101与下限位销201配合限制减震球摆3相对于抗震、减震、防落梁三防支座中心轴线的最大位移量，确保梁体不掉落，上限位销101与下限位销201之间具有间隙，防止震动从下支座板2传递到上支座板1，即震动从桥墩传递到梁体，提高公路桥梁的安全性能。

更具体地，上限位销101、下限位销201均为圆柱状，圆柱状的上限位销101、下限位销201同时限制减震球摆3各个方位的最大位移量，同时圆润的曲面结构避免产生应力集中。在本发明的其他实施方式中，上下限位销还可以考虑减震球摆3的尺寸、与上下支座板的连接固定等因素设置为其他形状。

在本具体实施方式中，减震球摆3为空心的回转体，减震球摆3的横截面为环形，安装时，上限位销101、下限位销201伸入减震球摆3的空心内，当减震球摆3的运动幅度过大时，上限位销101、下限位销201卡住减震球摆3的环形内壁，限制其最大位移量。

本发明的另一实施方式中，减震球摆3的上端开设上限位槽301，上限位销101位于上限位槽301中，减震球摆3的下端开设下限位槽302，下限位销201位于下限位槽302中，上限位槽301、下限位槽302均为圆柱状，请参考图2。上限位槽301、下限位槽302分别位于减震球摆3的上、下两个端面上，并未打通，增强了减震球摆3的整体结构强度。同时，上限位销101与上限位槽301的底面、下限位销201与下限位槽302的顶面都具有一定的距离并不接触，保证梁体的正常转角，防止震动从下限位销201通过减震球摆3传递给上限位销101，即从下支座板2传递给上支座板1降低梁体安全性。

进一步地，上支座板1与下支座板2没有通过其他装置连接时属于双向型支座，请参考图1，上支座板1与下支座板之间有一定的间隙且互不接触，防止震动力从桥墩传递至梁体。在本具体实施方式中，上支座板1与下支座板2由剪力销4相连构成固定型支座，请参考图2。在震动较小时，通过剪力销4的弹性变形抵抗震动力，较小震动时通过剪力销4的屈服变形消耗震动能。震动结束后剪力销4的变形能够自动恢复，无需更换剪力销4，降低维修成本，当震动较大超出剪力销4的承受能力时，剪力销4被剪断，减震球摆3在上支座板1、下支座板2之间摆动消耗震动。

其中，在本具体实施方式中，剪力销4设置于上支座板1、下支座板2的外部，请参考图2。上支座板1、下支座板2均设置突出于轮廓的边沿，在边沿上打孔，剪力销4穿过两边沿的通孔并用螺母固定。剪力销4的数量至少为四个，绕上限位销101、下限位销201的轴线呈圆周状均布。

在本发明的其他实施方式中，剪力销4还能够设置于上支座板1、下支座板2的内部，请参考图3，但需要注意，剪力销4内置时不得影响减震球摆3与上支座板1和下支座板2构成的球面摩擦副，剪力销4的数量不少于四个，若干个剪力销4呈圆周状均布。

更进一步地，在本发明的其他实施方式中，抗震、减震、防落梁三防支座还可以设置为单向型支座，具体设置了限定下支座板2位置的限位挡条5，限位挡条5设置于上支座板1上。限位挡条5设置在上座板1两侧，限位挡条5能够有效限制上支座板1与下支座板2在该方向的移动，同时不影响水平另一方向的移动。

限位挡条5设置于上支座板1的侧面，请参考图4，挡条5的高度大于上支座板1的厚度，限位挡条5的截面为矩形或L形。挡条5还能够安装于上支座板1的下端面上，请参考图5，这时需要将上支座板1的外轮廓设置较下支座板2的外轮廓大，便于安装限位挡条5。限位挡条5与下座板2接触并限制其移动。

本发明的抗震、减震、防落梁三防支座，梁体与上支座板1相连接，桥墩与下支座板2相连接，减震球摆3与上支座板1和下支座板2形成球面摩擦副，正常使用过程中双向支座可以各向移动，单向支座可以沿一个方向移动，固定支座不可以移动，当地震来临时固定支座剪力销4被剪断，单向支座限位挡条5脱落，固定支座和单向支座变位双向支座，减震球摆3在上下座板内摆动消耗震动能，使桥梁上部结构与墩台分离，防止震动力传至梁体，起到减震作用。设置于上支座板1的上限位销101和设置于下支座板2上的下限位销201能够限制减震球摆3的位移量，正常情况下上限位销101和下限位销201在减震球摆3的空心内活动，当震动超过抗震、减震、防落梁三防支座设防目标时，上限位销101和下限位销201能够限制减震球摆3继续移动，保证梁体不掉落，实现本发明抗震、减震、防落梁三防支座自身的防落梁功能。

本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。