專利名稱：拉剪聯(lián)動減震支座的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于土木工程、地震工程技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種將拉、剪效應結(jié)合起 來的新型減隔震支座特別涉及一種拉剪聯(lián)動減震支座。
技術(shù)背景 中國實用新型專利授權(quán)公告號CN2646197Y公開了一種抗拉盆式橡膠支座，該技 術(shù)方案的技術(shù)效果有二，一是通過成形在上座板上的一對折凹部與一對構(gòu)成于下座板上的 矩形凸耳相互形成一對可鎖扣結(jié)構(gòu)，從而有助于提高橋面、橋墩的滑動抗拔力；二是在中 間座體上加設(shè)橡膠制的彈簧圈，避免中間座體在轉(zhuǎn)動時與中間座體腔的腔壁之間的剛性接 觸，從而起到保護中間座體的作用。中國實用新型專利授權(quán)公告號CN2646198Y推薦了一種盆式橡膠支座，相對于前 一種專利而言，將上、下座板的配合結(jié)構(gòu)進行了改變，同樣能體現(xiàn)前一專利的技術(shù)效果。更 具體地講，上述兩項專利技術(shù)方案消除了原有技術(shù)中的盆式橡膠支座的以下兩處欠缺一 是由于用于與橋梁的主梁底面固定的上座板與用于與橋梁的橋墩固定的下座板兩者之間 無限位的扣合機構(gòu)，因此，當?shù)卣鸹蚱渌藶橐蛩匾鸬闹聵蛎娈a(chǎn)生旋轉(zhuǎn)位移時，會導致橋 面與橋墩之間產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)性錯位；二是由于中間座體在旋轉(zhuǎn)(旋動)過程中與下座板上的中 間體腔的腔壁之間的接觸表面表現(xiàn)為剛性接觸，因此易損及中間座體。但是，上述兩項專利技術(shù)方案均存在有共同的不足一是當遭遇地震或重大的振 動性沖擊時，上、下座板之間的水平位移得不到有效的緩沖；二是不論可鎖扣結(jié)構(gòu)還是扣合 結(jié)構(gòu)，都是單側(cè)受力，不利于支座抗震能力的充分發(fā)揮；三是不能有效控制有豎向振動可能 引起的縱橫向限位失效現(xiàn)象。因此，有必要對已有技術(shù)中的橋梁支座作進一步的改進。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種能有效地緩沖強震作用下支座上、下座板之間的 水平位移并可靠限位的拉剪聯(lián)動減震支座。為達到以上目的，本實用新型采用的解決方案是采用抗剪螺栓，通過其剪切口斷 裂消耗部分地震能量并能使原有支座由固定支座變?yōu)榛顒又ё?；采用擋板，限制支座過大 相對移位；采用拉桿組，緩沖支座移位，并使得支座兩側(cè)上擋板同時參與受力，增強抗震能 力。據(jù)此，本實用新型提出的拉剪聯(lián)動減震支座，包括具有座體并且座體具有座腔的 下座板、上座板和依次疊置于所述座腔內(nèi)的第一緩沖板、中間板、減磨板以及第二緩沖板， 還包括有抗剪螺栓、拉桿、上擋板、第三緩沖板、下?lián)醢?、球型鉸、高阻尼材料和兩個螺栓自 動脫位裝置，所述抗剪螺栓依次穿過下座板、第一緩沖板、中間板、減磨板、第二緩沖板和上 座板，其上端探出上座板上的第六螺栓孔與其中一個螺栓自動脫位裝置聯(lián)結(jié)，下端探出下 座板上的第一螺栓孔與另一個螺栓自動脫位裝置聯(lián)結(jié)，并且在抗剪螺栓的中部構(gòu)成有一剪 切口，所述拉桿的上、下端分別與上擋板、下座板聯(lián)結(jié)。[0008]本實用新型中，所述抗剪螺栓的兩端均具有聯(lián)結(jié)螺紋，螺栓自動脫位裝置通過該 聯(lián)結(jié)螺紋與抗剪螺栓聯(lián)結(jié)。本實用新型中，所述螺栓自動脫位裝置包括螺母、彈簧和墊圈，彈簧和墊圈套置在 抗剪螺栓上，螺母與聯(lián)結(jié)螺紋旋接配合，彈簧位于螺母與墊圈之間。本實用新型中，所述上座板、下座板、上擋板、下?lián)醢宓男螤罹鶠榫匦误w，上擋板的 兩端各安裝有一第一球型鉸，相應的，下座板的兩側(cè)面各安裝有一對第三球型鉸，四組拉桿 的上端各與相應的第一球型鉸聯(lián)結(jié)，下端各與相應的第三球型鉸聯(lián)結(jié)。本實用新型中，第三緩沖板為橡膠板，通過高分子聚合材料粘結(jié)在上擋板內(nèi)側(cè)。本實用新型中，所述拉桿由通過第三球型鉸聯(lián)結(jié)的兩根鋼棒組成，拉桿的數(shù)量、長 度、橫截面大小、材質(zhì)等都可以根據(jù)實際要求選定。本實用新型中，第一球型鉸、第二球型鉸和第三球型鉸內(nèi)部均填充有高阻尼材料， 其阻尼系數(shù)可以通過實際要求選定。本實用新型中，所述第一緩沖板與中間板之間設(shè)有密封圈，所述第一緩沖板為橡 膠板，所述中間板面向所述減磨板的一個表面構(gòu)成有一滑板腔，中間板為鋼板。本實用新型中，所述減磨板設(shè)在所述的滑板腔內(nèi)，減磨板為聚四氟乙烯板或高分 子耐磨板。本實用新型中，所述第二緩沖板為不銹鋼板。本實用新型中，使用時，本拉剪聯(lián)動減震支座由穿過下座板四個角部螺栓孔的螺 栓與橋墩上的預埋件固定。本實用新型提供的技術(shù)方案的優(yōu)點1)由于采用了抗剪螺栓，使得支座表現(xiàn)為固定支座的結(jié)構(gòu)形式，然而當發(fā)生地震， 當上座板或下座板的水平力大于抗剪螺栓的剪切強度時，抗剪螺栓的剪切口斷裂，一方面 得以消耗部分地震能量而保護橋體，另一方面使支座發(fā)生轉(zhuǎn)型，由固定支座變?yōu)榛顒又ё?減小支座受力；2)當支座移位超過允許值時，通過拉桿的帶動作用，兩側(cè)上擋板均參與限制支座 移位，避免了單邊鋼擋板承受地震沖擊剪切力的作用，增強了抗震能力。3)球型鉸內(nèi)部填充的高阻尼材料能有效阻礙拉桿的轉(zhuǎn)動，進而緩沖支座移位；4)能有效控制三向位移，特別能改善有豎向組合振動可能引起的縱橫向限位失效 的現(xiàn)象?？傊緦嵱眯滦瓦m用于鐵路橋、公路橋、城市高架橋以及各種大型懸架結(jié)構(gòu)之類 的建筑物上，起減震作用。
圖1為本實用新型的實施組裝結(jié)構(gòu)圖。圖2為圖1的剖視圖。圖中標號1為下座板，2為上座板，3為第一緩沖板，4為中間板，5為減磨板，6為 第二緩沖板，7為抗剪螺栓，8為上擋板，9為螺栓自動脫位裝置，10為滑板腔，11為第三緩沖 板，12為第七螺栓孔，13為第一球型鉸，14為第一螺栓孔，15為螺栓，16為第二螺栓，17為 第二螺栓孔，18為密封圈，19為剪切口，20為第三螺栓孔，21為第六螺栓孔，22為第八螺栓孔，23為拉桿，24為第三球型鉸，25為第二球型鉸，26為下?lián)醢澹?7為聯(lián)結(jié)螺紋，28為第五螺栓孔，29為第四螺栓孔，30為座腔，31為螺母，32為彈簧，33為墊圈，34為座體，35為高阻 尼材料。
具體實施方式
為了使專利局的審查員尤其是公眾能夠更加清楚地理解本實用新型的技術(shù)實質(zhì) 和有益效果，申請人將在下面以實施例的方式結(jié)合附圖作詳細說明，但是對實施例的描述 均不是對本實用新型方案的限制，任何依據(jù)本實用新型構(gòu)思所作出的僅僅為形式上的而非 實質(zhì)性的等效變換都應視為本實用新型的技術(shù)方案范疇。實施例1 請見圖1和圖2，一矩形的下座板1，在使用狀態(tài)下與橋梁的橋墩固定， 為此在下座板1的四個角部各開設(shè)有一第七螺栓孔12，用第一螺栓15將下座板1與橋墩上 的預埋件固定。在下座板1朝向上的一側(cè)的中央挖空形成有一環(huán)狀的座腔30，在該座腔30 內(nèi)自下而上地依次設(shè)置第一緩沖板3、中間板4、減磨板5和第二緩沖板6。第一緩沖板3為 橡膠板，中間板4為鋼板，減磨板5為聚四氟乙烯板或高分子耐磨板，第二緩沖板6為不銹 鋼板。其中，在第一緩沖板3與中間板4之間設(shè)置有密封圈18，以及，中間板4形成有一滑 板腔10，減磨板5位于該滑板腔10內(nèi)。一矩形的上座板2，在使用狀態(tài)下與橋梁的主梁底面(也稱橋梁的梁體)固定，為 此在上座板2的四個角部各開設(shè)有一第八螺栓孔22，用第二螺栓16將上座板2與主梁底面 固定。由圖1和圖2共同示意，在下座板1的中央開有一第一螺栓孔14(圖2示)，在第 一緩沖板3的中央開設(shè)有一第二螺栓孔17(圖2示)，在中間板4的中央開設(shè)有一第三螺 栓孔20，在減磨板5的中央開設(shè)有一第四螺栓孔30，在第二緩沖板6的中央開設(shè)第五螺栓 孔29以及在上座板2的中央開設(shè)第六螺栓孔21，前述的第一螺栓孔14、第二螺栓孔17、第 三螺栓孔20、第四螺栓孔29、第五螺栓孔28和第六螺栓孔21均彼此對應。作為本實用新 型的技術(shù)要點之一的抗剪螺栓7穿設(shè)在前述的第一至第六螺栓孔上，其中，抗剪螺栓7的上 端在探出第六螺栓孔21后用一對螺栓自動脫位裝置9中的其中一個螺栓自動脫位裝置9 與其聯(lián)結(jié)，具體是將墊圈33和彈簧32依次套置到抗剪螺栓7上，用螺母31與抗剪螺栓7 端部的聯(lián)結(jié)螺紋27旋固，前述的墊圈33與上座板2接觸；抗剪螺栓7的下端在探出第一螺 栓孔14后用另一個螺栓自動脫位裝置9與其聯(lián)結(jié)，聯(lián)結(jié)方式如同對抗剪螺栓7的上端的聯(lián) 結(jié)的描述，具體還可通過圖2的示意得到充分理解；抗剪螺栓7的中部以頸縮狀態(tài)地構(gòu)成有 一剪切口 19，剪切口 19的位置大體上與前述的第四、第五螺栓孔29、28相對應。在橋梁施 工過程中，對本實用新型拉桿減震支座安裝時，優(yōu)選的方案是在橋墩和橋體(橋梁的梁體) 上各預置對應于螺栓自動脫位裝置9的凹坑或孔，以便在剪切口 19切斷后，由彈簧33的回 復力的作用將斷裂的抗剪螺栓7彈入前述的凹坑或孔中。請繼續(xù)見圖1和圖2，本實用新型的技術(shù)方案的另一個技術(shù)要點是采用四組拉桿， 由于四組拉桿23與上座板2、下座板1的聯(lián)結(jié)方式均相同，因此擇其一進行說明。在本實施 例中，就一組拉桿23而言，其由兩根通過第三球型鉸24聯(lián)結(jié)的鋼棒而組成。每組拉桿兩端 分別通過第一球型鉸13、第二球型鉸25與上擋板8與下座板1相聯(lián)結(jié)。第一球型鉸13、第 二球型鉸25通過焊接分別與上擋板8、下座板1連成整體，第三球型鉸24應開兩口，分別通過兩組拉桿。球型鉸內(nèi)部均填充高阻尼材料，阻尼系數(shù)通過實際要求選定。前述的上擋板8 錨固于上座板2上，其高度應能保證在支座移位時能夠與下座板1有合適的接觸，以便能成 功限位。第三緩沖板以有機高分子粘結(jié)材料粘結(jié)于上擋板內(nèi)側(cè)。下?lián)醢邋^固于下座板上， 其寬度以及距離第二球型鉸的距離應能保證鋼棒向上轉(zhuǎn)動不超過一定角度，以便于豎向限 位。在地震發(fā)生之前的正常狀態(tài)下，由于抗剪螺栓7的作用，使上座板2、下座板1聯(lián) 結(jié)為一體，因而使本實用新型結(jié)構(gòu)的拉桿減震支座表現(xiàn)為固定支座的形式，即由抗剪螺栓7 約束上、下座板2、上座板1之間的水平位移。然而，當?shù)卣鸢l(fā)生時，前述的水平力大于抗剪 螺栓7的剪切口 19的抗剪強度時，抗剪螺栓7便被剪斷，并且由兩端的螺栓自動脫位裝置9 彈脫，可見，抗剪螺栓7起到兩個方面的作用，一是能夠消耗地震所造成的導致上座板2、下 座板1水平位移的部分能量，從而保護橋梁；二是由于抗剪螺栓7斷開，解除了對上座板2、 下座板1的約束，使支座的性質(zhì)從先前的固定支座轉(zhuǎn)型為多向活動支座。當然，抗剪螺栓7 的剪切口 19耐受斷裂的力是依據(jù)力學原理通過設(shè)計計算而得到的。此外，在抗剪螺栓7斷 開后，支座向一側(cè)運動位移值超過一定設(shè)計值時，該側(cè)支座上擋板與下座板接觸開始限位， 而另一側(cè)拉桿23承受拉力，進而帶動同側(cè)的上擋板參與受力，即使得支座兩側(cè)上擋板聯(lián)合 限位，避免鋼擋板單邊承受沖擊受剪作用，增強了抗震能力。將上述的固定型 拉桿減震支座的抗剪螺栓7取消，則成為多向活動型拉剪聯(lián)動減 震支座，若再加上側(cè)向?qū)蚱鲃t成為單向活動型拉剪聯(lián)動減震支座，在地震發(fā)生時，這三種 支座可協(xié)同作用，消耗地震能量并控制橋梁水平位移。
權(quán)利要求一種拉剪聯(lián)動減震支座，包括具有座腔(30)的下座板(1)、上座板(2)、上擋板(8)、下?lián)醢?26)、第三緩沖板(11)和依次疊置于所述座腔(30)內(nèi)的第一緩沖板(3)、中間板(4)、減磨板(5)以及第二緩沖板(6)，其特征在于還包括有抗剪螺栓(7)、拉桿(23)、上擋板(8)、下?lián)醢?26)和兩個螺栓自動脫位裝置(9)；所述抗剪螺栓(7)依次穿過下座板(1)、第一緩沖板(3)、中間板(4)、減磨板(5)、第二緩沖板(6)和上座板(2)，其上端探出上座板(2)上的第六螺栓孔(21)與其中一個螺栓自動脫位裝置(9)聯(lián)結(jié)，下端探出下座板(1)上的第一螺栓孔(14)與另一個螺栓自動脫位裝置(9)聯(lián)結(jié)，并且在抗剪螺栓(7)的中部構(gòu)成有剪切口(19)；所述拉桿(23)的一端與上擋板(8)聯(lián)結(jié)，另一端與下座板(1)聯(lián)結(jié)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的拉剪聯(lián)動減震支座，其特征在于所述抗剪螺栓的兩端均具有 聯(lián)結(jié)螺紋，螺栓自動脫位裝置通過該聯(lián)結(jié)螺紋與抗剪螺栓聯(lián)結(jié)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的拉剪聯(lián)動減震支座，其特征在于所述螺栓自動脫位裝置(9) 包括螺母(31)、彈簧(32)和墊圈(33)，彈簧(32)和墊圈(33)套置在抗剪螺栓(7)上，螺 母(31)與聯(lián)結(jié)螺紋(27)旋接配合，彈簧(32)位于螺母(31)與墊圈(33)之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的拉剪聯(lián)動減震支座，其特征在于所述拉桿(23)由兩根鋼棒通 過第三球型鉸(24)聯(lián)結(jié)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的拉剪聯(lián)動減震支座，其特征在于所述第三球型鉸(24)為雙側(cè) 開口球型鉸。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的拉剪聯(lián)動減震支座，其特征在于所述上擋板(8)的兩端部各 設(shè)有一第一球型鉸(13)，相應的，下座板(1)的四個角部各設(shè)有一第二球型鉸(25)，每組拉 桿(23)的上端各與相應的第一球型鉸(13)聯(lián)結(jié)，下端各與相應的第二球型鉸(25)聯(lián)結(jié)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的拉剪聯(lián)動減震支座，其特征在于所述第一球型鉸(13)、第二 球型鉸(25)為單側(cè)開口球型鉸。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的拉剪聯(lián)動減震支座，其特征在于所述的第三球型鉸(24)內(nèi)部 均填充有高阻尼材料(35)。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的拉剪聯(lián)動減震支座，其特征在于所述第一球型鉸(13)和第二 球型鉸(25)內(nèi)部均填充有高阻尼材料。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的拉剪聯(lián)動減震支座，其特征在于所述第一緩沖板(3)與中間 板⑷之間設(shè)有密封圈(18)，所述中間板⑷面向所述減磨板(5)的一個表面構(gòu)成有一滑 板腔(10)。
專利摘要本實用新型涉及一種拉剪聯(lián)動減震支座。包括下座板、上座板、上擋板、下?lián)醢?、緩沖板、中間板、減磨板、球型鉸，還包括抗剪螺栓、拉桿和螺栓自動脫位裝置。抗剪螺栓穿置在下座板、第一緩沖板、中間板、減磨板、第二緩沖板和上座板上，上端探出上座板與一個螺栓自動脫位裝置聯(lián)結(jié)，下端探出下座板與另一個螺栓自動脫位裝置聯(lián)結(jié)，在抗剪螺栓的中部構(gòu)成有一剪切口。拉桿的一端與上擋板聯(lián)結(jié)，另一端與下座板聯(lián)結(jié)。本實用新型能消耗地震發(fā)生時對橋梁所產(chǎn)生的作用能量，拉桿能有效緩沖支座移位，并帶動兩側(cè)上擋板聯(lián)合參與限制支座移位，避免鋼擋板單邊受沖擊剪切作用，增強抗震能力，改善有豎向組合振動可能引起的縱橫向限位失效的現(xiàn)象。
文檔編號E01D19/04GK201756678SQ20102021503
公開日2011年3月9日 申請日期2010年6月3日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月3日
發(fā)明者楊澄宇, 王志強, 羅彬 , 袁萬城, 韋正華, 魏紅一 申請人:同濟大學