一种具有防落梁功能的桥梁减隔震支座的制作方法

本实用新型涉及一种有减隔震需求的公路、城市轨道桥梁及中小型建筑支座，具体涉及一种具有防落梁功能的桥梁减隔震支座。

背景技术：

桥梁支座是桥墩与梁体之间的重要支撑构件，可将梁体结构上部的恒载与活载稳定地传递到墩台，并适应由于温度伸缩、梁体徐变及车辆制动力产生的位移、转角需求。桥梁支座分常规支座与减隔震支座两大类。

近年来，国家对基础建设力度加大，桥梁建设得到高速发展，各种结构新颖的桥梁不断出现，特别是2008年汶川地震后，对桥梁减隔震的需求更加强烈，于是，各类桥梁减隔震支座得到开发与应用，如铅芯橡胶隔震支座、高阻尼橡胶隔震支座、摆式减隔震支座等，而这些支座又存在各种问题，如铅芯橡胶隔震支座与高阻尼橡胶隔震支座耐久性较差，在高烈度、大地震位移工况下水平剪切变形有限，所需支座高度及水平尺寸更大，且承载力较低，在一定程度上限制了应用并提高了成本，经济性较差；摆式减隔震支座是在球型支座的基础上演变而来，将上平面聚四氟乙烯板改为球面聚四氟乙烯板，形成一种摆式减隔震支座，使滑动摩擦力转变为具有滞回性能的回复力，但目前摆式减隔震支座都是极限转角设计，在罕遇工况地震下容易超出极限转角，造成梁体脱落。

在某些具体的摆式减隔震支座设计中，在上下座板之间设置了钢丝绳措施，但对支座钢板两侧形成侧向拉力，容易造成钢板拉溃，造成支座整体功能丧失，反而对桥梁的防落梁措施造成不利，构造极为不合理。

技术实现要素：

针对目前减隔震支座中的摆式减隔震支座，无法满足目前防落梁措施的现状，本实用新型提供一种具有防落梁功能的桥梁减隔震支座，采用内附环形阻尼垫的缓冲方式及防落梁凸台，有效地降低极限转角工况下的水平地震冲力，通过防落梁凸台保证摆式隔震支座的设计转角控制在许用范围内，并对内部的球面不锈钢板和球面滑板提供双层密封措施。

本实用新型所采用的技术方案为：

一种具有防落梁功能的桥梁减隔震支座，包括上座板和下座板，其特征在于：

上座板的底面和下座板顶面均为凹球面，上座板底面的边缘和下座板顶面的边缘均设置有凸台，上下凸台的内侧分别设置有上环形阻尼垫和下环形阻尼垫，具有压缩余量；

上座板和下座板之间设置有顶面和底面均为凸球面的球冠衬板，球冠衬板侧面边缘与凸台之间具有移动空间。

上座板底面凸台内侧的凹球面和下座板顶面凸台内侧的凹球面分别焊接有上球面不锈钢板和下球面不锈钢板。

球冠衬板顶面和底面的凸球面上分别镶嵌有上球面聚四氟乙烯板和下球面聚四氟乙烯板。

上球面聚四氟乙烯板和下球面聚四氟乙烯板的面积均小于球冠衬板的凸球面。

球冠衬板顶面和底面的凸球面边缘分别设置有上球面密封圈和下球面密封圈，均位于球面聚四氟乙烯板外侧。

下座板的凸台顶面设置有环形密封圈。

上座板和下座板环向边沿分别设置有上耳板和下耳板。

上耳板和下耳板分别与上座板和下座板整体铸造或焊接连接。

本实用新型具有以下优点：

一、由于上下座板采用了凸台保护设计，使得球冠衬板在极限转角范围内来回往复摆动，具有防落梁功能；内附的环形阻尼垫减低了地震瞬间的冲击力，降低了对凸台的瞬间应力，实现了防落梁措施，进一步降低了桥梁支座的损坏，保护了桥梁地震工况下的安全。

二、本减隔震支座通过上下球面密封圈防止了灰尘及杂物进入上下球面聚四氟乙烯板与上下球面不锈钢板之间的球面摩擦副，延长了滑板使用周期，进而提高了支座运营寿命。

三、本减隔震支座通过上下座板之间的环形密封圈，防止了灰尘及杂物进入球腔内部，保护了内部的球面转动，提高了支座使用寿命。

四、本减隔震支座的上下座板水平尺寸近似相等，对支座的制造和安装极为方便，降低了加工成本，提高了安装效率，解决了目前摆式减隔震支座上大下小、上小下大的奇异构造引起的安装问题。

附图说明

图1是本实用新型结构示意图。

图2是图1的俯视图。

图3是图1中M局部放大图。

图4是图1中N局部放大图。

图5是该构造极限转角一半过程的示意图。

图6是该构造极限转角状态的示意图。

图7是图6中Q局部放大图。

图8是图6中P局部放大图。

图中标记：

1-1—上耳板，1-2—下耳板，2-1—上座板，2-2—下座板，3-1—上球面不锈钢板，3-2—下球面不锈钢板，4-1—上球面密封圈，4-2—下球面密封圈，5-1—上球面聚四氟乙烯板，5-2—下球面聚四氟乙烯板，6—球冠衬板，7-1—上环形阻尼垫，7-2—下环形阻尼垫，8—环形密封圈。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本实用新型进行详细的说明。

本实用新型涉及一种具有防落梁功能的桥梁减隔震支座，包括上座板2-1和下座板2-2，上座板2-1的底面和下座板2-2顶面均为凹球面，上座板2-1底面的边缘和下座板2-2顶面的边缘均设置有凸台，材料不低于低合金钢或中碳铸钢，上下凸台的内侧分别设置有上环形阻尼垫7-1和下环形阻尼垫7-2，具有0.2~0.7mm的压缩余量，材料为高阻尼橡胶或其他具有一定压缩能力的聚氨酯等材料。上下环形阻尼垫内外径分别相等，厚度介于10~30mm之间，根据支座水平承载力设定。上座板2-1和下座板2-2之间设置有顶面和底面均为凸球面的球冠衬板6，材料可为低合金钢或铝合金等材料，球冠衬板6侧面边缘与凸台之间具有移动空间。下座板2-2的凸台顶面设置有环形密封圈8，在常温下采用氯丁橡胶，耐寒地区采用天然橡胶。

上座板2-1底面凸台内侧的凹球面和下座板2-2顶面凸台内侧的凹球面分别焊接有上球面不锈钢板3-1和下球面不锈钢板3-2，采用惰性气体焊接，厚度为2~5mm，具体根据地震峰值加速度设定。球冠衬板6顶面和底面的凸球面上分别镶嵌有上球面聚四氟乙烯板5-1和下球面聚四氟乙烯板5-2。上球面聚四氟乙烯板5-1和下球面聚四氟乙烯板5-2的面积均小于球冠衬板6的凸球面，厚度为7~8mm，可采用改性或者非改性材料。球冠衬板6顶面和底面的凸球面边缘分别设置有上球面密封圈4-1和下球面密封圈4-2，其材料在常温下采用氯丁橡胶，耐寒地区采用天然橡胶，均位于球面聚四氟乙烯板外侧，两者外径距离球冠衬板6外径大于10mm，环向厚度为10~15mm。

上座板2-1和下座板2-2环向边沿分别设置有上耳板1-1和下耳板1-2，内径相同。上耳板1-1和下耳板1-2分别与上座板2-1和下座板2-2整体铸造或焊接连接。上耳板1-1和下耳板1-2上分别钻有锚固螺栓孔，承受水平承载力，上耳板1-1与下耳板1-2可均匀或非均匀布设在上座板2-1和下座板2-2四周，并可多螺栓孔、多耳板设计，根据具体力学参数决定。

本实用新型的上下球面不锈钢板与上下聚四氟乙烯板分别构成上下球面转动摩擦副，两个摩擦副摩擦系数相近、转角相同。

本实用新型的环形密封圈镶嵌在下座板两端上部，支座摆动时不参与运动；上下环形阻尼垫与上下座板两端凸台内侧采用合理的连接方式，在极限转角工况下起减震作用，小于极限转角时不起作用。

本实用新型利用上球面不锈钢板3-1与上球面聚四氟乙烯板5-1、下球面不锈钢板3-2与下球面聚四氟乙烯板5-2所组成的上下摆动球面实现减隔震功能，通过在上座板2-1、下座板2-2两端设计凸台及上环形阻尼垫7-1、下环形阻尼垫7-2实现水平减震及防落梁措施，主要应用在具有减隔震功能需求的公路、城市轨道桥梁及中小型建筑等。

如图5为设计转角β/2范围的本实施例摆动状态，上座板2-1中心线与球冠衬板6中心线、下座板2-2中心线与球冠衬板6中心线夹角相同，呈互措夹角。

如图6为设计转角β的本实施例极限摆动状态，球冠衬板6上球缺边棱角与上环形阻尼垫7-1、球冠衬板6下球缺边棱角与下环形阻尼垫7-2在设计转角范围内接触，形成一定的缓冲减震，阻尼间隙设定在5-10mm范围内。上座板2-1与下座板2-2两端的凸台限制球冠衬板6的摆动角度，使其在设计角度范围内摆动；上球面密封圈4-1与下球面密封圈4-2在极限转角β状态时，必须在上球面不锈钢板3-1与下球面不锈钢板3-2设计弦径范围内。

本实用新型的内容不限于实施例所列举，本领域普通技术人员通过阅读本实用新型说明书而对本实用新型技术方案采取的任何等效的变换，均为本实用新型的权利要求所涵盖。