一种采用能量转换辅助减震的道路桥梁支座的制作方法

本实用新型涉及一种采用能量转换辅助减震的道路桥梁支座，属于桥梁施工技术领域。

背景技术：

中国正处在经济蓬勃发展的阶段，中国经济发展离不开架桥修路。由于中国地域跨度大，面积广，各种各样的地形地貌在中国都能出现，因此，桥梁成了重要的道路网中最为重要基建设施之一。在桥梁结构中桥梁支座是连接桥梁和桥墩的重要组件，起到非常重要的作用。其功能为将上部结构固定于墩台，承受作用在上部结构的各种力，并将它可靠地传给墩台，支座要求适应上部结构的转角和位移，使上部结构可自由变形而不产生额外的附加应力。如果支座没有良好的抗震作用，一旦发生振幅较大的振动时，将会对桥梁及桥墩造成损害并且储存在各部分结构中，长久以往就会造成桥墩断裂和落梁事故发生。传统的桥梁减震支座大都采用叠层橡胶支座，其良好的水平减震性能较好地实现了建筑物水平方向的减震，但是叠层橡胶支座的弹性形变有限，导致竖直方向的减震效果不尽人意。

技术实现要素：

为了解决背景技术中存在的问题，本实用新型提供了一种采用能量转换辅助减震的道路桥梁支座。

其技术方案为：一种采用能量转换辅助减震的道路桥梁支座，包括减震系统、能量转换系统、上支座板、半球面柱、限位板、固定杆、钢筒、下支座板。所述上支座板顶端与桥梁连接，上支座板与半球面柱卡合连接，限位板与固定杆连接，固定杆与下支座板连接，钢筒设置在下支座板上。

所述减震系统包括：弹簧上挡板、限位杆、减震弹簧、弹簧下挡板、弹簧通孔。所述弹簧上挡板与半球面柱连接，限位杆与弹簧上挡板底端连接，弹簧通孔设置在限位板上，减震弹簧穿过弹簧通孔，且一端与弹簧上挡板连接，另一端与弹簧下挡板连接。

所述能量转换系统包括：压电陶瓷、电流输入线、导线、电容器、电流输出线、矩形通孔、电磁靶、电流线圈。所述压电陶瓷和电容器均设置在下支座板上，电容器与压电陶瓷通过导线连接，电容器正极接口与电流线圈一端通过电流输出线连接，电容器负极接口与电流线圈另一端通过电流输入线连接，矩形通孔设置在限位板上，电磁靶设置在两个矩形通孔中间，且位于电流线圈内部中心位置。

作为本技术方案的进一步优化，所述上支座板底部中心位置设有半圆球凹槽，且半圆球凹槽直径大于半球面柱顶端的球直径。

作为本技术方案的进一步优化，所述上支座板和半球面柱均为耐磨金属材质。

作为本技术方案的进一步优化，所述弹簧通孔均匀分布在限位板四侧中心处，弹簧通孔孔径大于减震弹簧直径。

作为本技术方案的进一步优化，所述减震弹簧可带动弹簧上挡板、弹簧下挡板和限位杆做竖直方向弹性伸缩运动。

作为本技术方案的进一步优化，所述弹簧下挡板为弹性橡胶材料。

作为本技术方案的进一步优化，所述电容器设置在下支座板中心位置，压电陶瓷均匀分布于电容器四周。

作为本技术方案的进一步优化，所述电容器两侧面上分别设置有正极接口和负极接口。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

(1)本实用新型装置在直接承重面上采取卡合结构，并且利用半球面状立体圆形结构，在最大程度接收震荡力的同时卸载分摊掉超出范围的应力，能够保证结构寿命长久稳固。

(2)减震系统把电能转换成电能提高支座抗震能力，降低对结构的损坏。

(3)能量转换系统提高支座的抗震阻尼。

(4)采用限位杆和限位板装置可以起到保护能量转换系统的作用。

附图说明

下面结合附图对本实用新型技术方案作进一步说明：

图1为本实用新型一种采用能量转换辅助减震的道路桥梁支座结构示意图。

图2为本实用新型的上支座板和半球面柱的卡合连接结构图。

图3为本实用新型的去除上支座板和钢筒的局部放大图。

图4为本实用新型的限位板局部放大图。

其中：1-上支座板、2-半球面柱、3-弹簧上挡板、4-限位杆、5-减震弹簧、6-限位板、7-固定杆、8-钢筒、9-弹簧下挡板、10-下支座板、11-压电陶瓷、12-电流输入线、13-导线、14-电容器、15-电流输出线、16-弹簧通孔、17-矩形通孔、18-电磁靶、19-电流线圈。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-4，本实用新型的一种采用能量转换辅助减震的道路桥梁支座，包括减震系统、能量转换系统、上支座板1、半球面柱2、限位板6、固定杆7、钢筒8、下支座板10。所述上支座板1顶端与桥梁连接，上支座板1与半球面柱2卡合连接，限位板6与固定杆7连接，固定杆7与下支座板10连接，钢筒8设置在下支座板10上。

所述减震系统包括：弹簧上挡板3、限位杆4、减震弹簧5、弹簧下挡板9、弹簧通孔16。所述弹簧上挡板3与半球面柱2连接，限位杆4与弹簧上挡板3底端连接，弹簧通孔16设置在限位板6上，减震弹簧5穿过弹簧通孔16，且一端与弹簧上挡板3连接，另一端与弹簧下挡板9连接。所述限位杆4起保护作用，防止弹簧运动超出极限值而破坏装置。

所述能量转换系统包括：压电陶瓷11、电流输入线12、导线13、电容器14、电流输出线15、矩形通孔17、电磁靶18、电流线圈19。所述压电陶瓷11和电容器14均设置在下支座板10上，电容器14与压电陶瓷11通过导线13连接，电容器14正极接口与电流线圈19一端通过电流输出线15连接，电容器14负极接口与电流线圈19另一端通过电流输入线12连接，矩形通孔17设置在限位板6上，电磁靶18设置在两个矩形通孔17中间，且位于电流线圈19内部中心位置。

所述上支座板1底部中心位置设有半圆球凹槽，且半圆球凹槽直径大于半球面柱2顶端的球直径。

所述上支座板1和半球面柱2均为耐磨金属材质。

所述弹簧通孔16均匀分布在限位板6四侧中心处，弹簧通孔16孔径大于减震弹簧5直径。

所述减震弹簧5可带动弹簧上挡板3、弹簧下挡板9和限位杆4做竖直方向弹性伸缩运动。

所述弹簧下挡板9为弹性橡胶材料。

所述电容器14设置在下支座板10中心位置，压电陶瓷11均匀分布于电容器14四周。

所述电容器14两侧面上分别设置有正极接口和负极接口。

本实用新型在工作时：

(1)桥梁上的载荷通过上支座板1传递到半球面柱2，上支座板1和半球面柱2发生竖直和水平方向的相对运动时，能够通过这两者的体积间隙保证传输承载力均匀传导的同时能够卸除超出极限值以外的力。半球面柱2进一步把载荷传递到弹簧上挡板3上，进而弹簧上挡板3会压缩减震弹簧5，导致弹簧下挡板9竖直向下运动，接触挤压压电陶瓷11，压电陶瓷11产生电能且通过导线13把电能储存在电容器14中，因为弹簧下挡板9为弹性橡胶材质，且上述减震系统在减震弹簧5压缩过程中已卸载掉较多压力，所以弹簧下挡板9对压电陶瓷11产生压力的同时也能起到保护压电陶瓷11和电容器14的作用。

(2)电流输出线15和电流输入线12连通电容器14和电流线圈19形成一个电流回路，且电磁靶18位于电流线圈19内部中心位置，当电流接通时，电流线圈19和电磁靶18形成电磁铁，产生电磁排斥力，阻碍弹簧上挡板3向下运动，增大了减震系统的阻尼，提高减震效果。

(3)当桥梁承受的载荷超出减震系统的极限时，限位杆4和限位板6共同作用限制弹簧上挡板3在竖直方向的下压极限距离，对压电陶瓷11、电容器14和电流线圈19起到保护作用。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内，因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。