一种具有杠杆组件的竖向隔振球型钢支座的制作方法

本发明涉及桥梁结构或建筑技术领域，具体说是一种具有杠杆组件的竖向隔振球型钢支座。

背景技术

随着轨道交通的快速发展，列车产生的噪声、振动等一系列环境问题。桥梁隔振支座是一种新型的桥梁减隔振产品，主要用于桥梁沿线对周围环境振动、噪声有严格要求和限制的地区以及城市高架桥，主要起到减振、隔振、降噪作用。现有桥梁隔振支座产品主要是橡胶类隔振，但在竖向承载能力、质量稳定性、隔振性能和寿命方面存在一定缺陷。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本发明提供一种具有杠杆组件的竖向隔振球型钢支座，是在球型钢支座的基础上，利用杠杆原理，通过杠杆和弹性体，将支座竖向刚度通过杠杆分解到弹性体的压缩刚度中，适当减小支座整体竖向刚度，竖向基频远离支座上部结构振动的主频，从而实现竖向隔振功能。

为实现上述技术目的，所采用的技术方案是：一种具有杠杆组件的竖向隔振球型钢支座，球型钢支座的下座板和底座板呈现上下设置，底座板的两侧分别设有挡块，两个挡块的侧面分别与下座板的两侧接触，底座板的底板上表面设有两个关于球型钢支座轴中心线对称的杠杆支点曲面，下座板的底面中心设有两个关于球型钢支座轴中心线对称的内嵌曲面，内嵌曲面外侧的下座板底面向上倾斜，在下座板和底座板围成的空间内设有两组杠杆组件，两组杠杆组件对称设置在球型钢支座轴中心线的两侧，每组杠杆组件包括转动块、杠杆和弹性体，杠杆的左右两侧和上下两侧均设有用于杠杆转动的间隙，杠杆的底面上设有曲面支点，曲面支点与杠杆支点曲面相匹配并对应设置在杠杆支点曲面内，曲面支点的一侧为杠杆短力臂，曲面支点的另一侧为杠杆长力臂，在杠杆短力臂上方设置有转动块，转动块的底面为平面并与杠杆短力臂上表面相贴合，转动块的上表面与内嵌曲面相匹配并对应设置在内嵌曲面内，在杠杆长力臂上放置有弹性体，使弹性体的上表面与挡块的底面相接触。

本发明所述的曲面支点设有减摩层。

本发明的有益效果是：

1）本发明提供的一种具有杠杆组件的竖向隔振球型钢支座，通过在正常球型钢支座的基础上，增加了杠杆、转动块、弹性体、底座板等结构。支座上部结构荷载通过上座板、中座板、下座板、两个转动块然后分别施加到两个杠杆上，在杠杆作用下，载荷通过大力输入，在杠杆的长力臂处小力输出到弹性体中，弹性体发生压缩变形，引起杠杆转动和短力臂处即转动块及以上结构的竖向变形，有效减小支座的整体竖向刚度，使支座的竖向基频远离支座上部结构振动的主频，从而实现竖向隔振功能。

2）本发明杠杆的的曲面支点设置有减摩层，摩擦系数小，磨耗低，压应力不高，较好的保证隔振的疲劳性能。

3）本发明增加了转动块，主要为了适应杠杆的变形协调能力，如果硬接触则杠杆难以发生作用导致卡死现象，支座的隔振功能将无法发挥。

4）本发明的底座板上部内两侧基本完全包住下座板的两侧，保证支座在受力过程中不会发生倾斜，能够较好的将荷载均分到两个转动块和杠杆上，保证结构受力的均匀性。

5）如果弹性体发生损坏，可以直接在桥上施加比支座上部结构较小的荷载作用在杠杆上，更换新弹性体即可，无需更换整个支座。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图中：1、上座板，2、上平面摩擦副，3、中座板，4、球面摩擦副，5、下座板，5-1、内嵌曲面，6、转动块，7、杠杆，7-1曲面支点，7-2、杠杆短力臂，7-3、杠杆长力臂，8、底座板，8-1、挡块，8-2、杠杆支点曲面，9、弹性体。

具体实施方式

球型钢支座从功能上可分为普通球型支座和双曲面球型减隔震支座（或摩擦摆球型减隔震支座）。支座从结构型式上又分为单向活动型、多向活动型和固定三类。盆式橡胶支座、球型支座和双曲面球型减隔震支座（或摩擦摆球型减隔震支座）以及其他类型支座，均可以增加本发明的杠杆组件，改变下座板与底座板的结构实现竖向隔振功能。

一种具有杠杆组件的竖向隔振球型钢支座，球型钢支座的下座板5和底座板8呈现上下设置，底座板8的两侧分别设有挡块8-1，两个挡块8-1的侧面分别与下座板5的两侧接触，底座板8的底板上表面设有两个关于球型钢支座轴中心线对称的杠杆支点曲面8-2，下座板5的底面中心设有两个关于球型钢支座轴中心线对称的内嵌曲面5-1，内嵌曲面5-1相比于杠杆支点曲面8-2更接近球型钢支座轴中心线，内嵌曲面5-1外侧的下座板5底面向上倾斜，为杠杆组件的转动提供空间，同时减轻下座板5的整体体积及重量，在下座板5和底座板8围成的空间内设有两组杠杆组件，两组杠杆组件对称设置在球型钢支座轴中心线的两侧，当支座整体下压施力时，两组杠杆组件同步同角度转动承载，每组杠杆组件包括转动块6、杠杆7和弹性体9，杠杆7的左右两侧和上下两侧均设有用于杠杆7转动的间隙，即杠杆7的底面与底座板8的上表面之间设有间隙，两个相对的杠杆7之间设有间隙，杠杆7的侧面与底座板8的内侧壁之间设有间隙，杠杆7的上表面与下座板5的底面之间设有间隙，杠杆7的底面上设有曲面支点7-1，曲面支点7-1为向下凸的曲面结构，曲面支点7-1与杠杆支点曲面8-2相匹配并对应设置在杠杆支点曲面8-2内，杠杆靠近支座中心位置即短力臂施力点位置，杠杆远离支座中心位置即长力臂施力点，曲面支点7-1的一侧为杠杆短力臂7-2，曲面支点7-1的另一侧为杠杆长力臂7-3，在杠杆短力臂7-2上方设置有转动块6，转动块6的底面为平面并与杠杆短力臂7-2上表面相贴合，转动块6的上表面与内嵌曲面5-1相匹配并对应设置在内嵌曲面5-1内，在杠杆长力臂7-3上放置有弹性体9，使弹性体9的上表面与挡块8-1的底面相接触。

所述的曲面支点7-1的表面设有减摩层，使曲面支点与7-1与杠杆支点曲面8-2之间的摩擦系数更小，磨耗低，压应力不高，较好的保证隔振的疲劳性能。

给出双向活动型的杠杆结构竖向隔振球型钢支座，如图1所示。其主要由上座板1、中座板3、下座板5、转动块6、杠杆7、底座板8和弹性体9等组成。下座板5的上部中心为一个球面，设置有球面非金属滑板，底部有中心对称两个内嵌曲面5-1，内嵌曲面5-1两侧的为侧平面。转动块6为曲面体，上表面为曲面，下表面为平面；一个支座含有两个转动块6。杠杆7的支点为一个曲面，杠杆7靠近支座中心位置即短力臂施力点位置，杠杆远离支座中心位置即长力臂施力点放置弹性体9；杠杆7位于转动块6下方。底座板8中心位置对称布置有两个杠杆支点曲面8-2，底座板8两侧还有支撑弹性体9的挡块8-1；底座板8的挡块8-1侧面与下座板5的两侧接触并留有一定间隙，同时基本包住下座板5。上座板1下部和中座板3上部设有上平面摩擦副2；中座板3下部和下座板5上部设置有球面摩擦副4。

本实施例给出的双向活动型杠杆结构的竖向隔振球型钢支座，通过在正常球型钢支座的基础上，均加了两组对称的杠杆组件，改变下座板5和底座板8结构。支座上部结构荷载通过上座板1、中座板3、下座板5、两个转动块6然后分别施加到两个杠杆7，在杠杆7作用下，载荷通过大力输入，在杠杆7的长力臂处小力输出到弹性体9中，弹性体9发生压缩变形，引起杠杆7转动和短力臂处即转动块6及以上结构的竖向变形，有效减小支座的整体竖向刚度，使支座的竖向基频远离支座上部结构振动的主频，从而实现竖向隔振功能。杠杆7的支点处设置有减摩层，摩擦系数小，磨耗低，压应力不高，较好的保证隔振的疲劳性能。支座增加了转动块6，主要为了适应杠杆7的变形协调能力，如果硬接触则杠杆7难以发挥作用导致卡死现象，支座的隔振功能将无法实现。底座板8上部内两侧基本完全包住下座板5的两侧，保证支座在受力过程中不会发生倾斜，能够较好的将荷载均分到两个转动块6和杠杆7上，保证结构受力的均匀性。支座正常运行时，支座上平面摩擦副2实现结构的位移功能；球面摩擦副4实现结构竖向转动功能。支座在使用一定年限后，如果弹性体9发生损坏，可以直接在桥上施加比支座上部结构较小的荷载作用在杠杆7上，更换新弹性体9即可，无需更换整个支座。