本發(fā)明屬于橋梁減隔震支座，具體涉及一種含多滑動面的摩擦減震支座。

背景技術：

1、橋梁減隔震支座是一種用于減輕地震作用對橋梁結構影響的裝置。其主要目的是在地震發(fā)生時，通過耗散地震能量，減少橋梁結構的位移和損壞，從而提高橋梁的抗震性能。地震災害表明，近場地震的地震動速度脈沖效應會使減隔震橋梁產生較大的地震位移，導致減隔震裝置破壞和橋梁損壞。兼顧耗能需求和控制地震位移是近場地震作用下橋梁減隔震設計需要解決的關鍵問題。

2、摩擦擺支座是一種常見的減隔震裝置，由于豎向承載力高，具有良好的耗能和自復位能力，廣泛應用于公路、鐵路及城市軌道交通橋梁的減隔震設計中。然而，摩擦擺支座采用單一曲率的滑動面，不能同時讓正常使用功能和自復位功能處于較優(yōu)狀態(tài)。當滑動面的曲率半徑比較小時，限制橋梁的溫度變形，同時在滑動過程中會出現明顯的梁體豎向抬升；而曲率半徑設置過大時，則會削弱支座的自復位能力，地震后橋梁存在殘余變形，影響橋梁的使用和安全性。另一方面，摩擦擺支座不具備具有緩沖效果的限位功能，在近場地震動作用下可能因較大的橋梁地震位移產生巨大的撞擊力。

3、為了解決傳統(tǒng)摩擦擺支座存在的上述缺陷，亟需開發(fā)一種含多滑動面的摩擦減震支座。

技術實現思路

1、本發(fā)明針對單一曲率的傳統(tǒng)摩擦擺支座存在不能同時適應溫度工況和強地震工況的缺陷，提供一種含多滑動面的摩擦減震支座。該摩擦減震支座適用于橋梁在近斷層地震作用下減震耗能和緩沖限位需要，同時不影響橋梁在溫度工況下的自由變形要求。

2、本發(fā)明所采用的具體技術方案如下：

3、本發(fā)明提供一種含多滑動面的摩擦減震支座，包括上支座板、上滑動板、上耐磨板、襯板、斜耐磨板、下耐磨板、下滑動板和下支座板；

4、所述上支座板分為上方的平板部分和下方的凸起部分，其中平板部分的橫截面面積大于凸起部分橫截面面積；所述上滑動板固定在上支座板凸起部分的下表面并且緊密貼合；

5、所述襯板為碗狀結構，襯板上表面為曲面凹面，下表面為襯板凸起部分曲面，側面為襯板側面斜面；其中曲面凹面部分的橫截面面積大于襯板凸起部分曲面的橫截面面積；襯板上表面曲面凹面部分的曲率等于上支座板凸起部分下表面的曲率，曲率半徑記為r1；所述上耐磨板緊密貼合固定在襯板上表面，上耐磨板和上滑動板之間構成第一曲面滑動摩擦副；所述襯板的上表面的外圍設有限位擋環(huán)，限位擋環(huán)和上支座板凸起部分的外圍存在水平間隙，在滑動過程中限位擋環(huán)對上支座板凸起部分進行限位；所述斜耐磨板緊密貼合固定在襯板的襯板側面斜面上；所述下耐磨板緊密貼合固定在襯板的襯板凸起部分曲面上；

6、所述下支座板上表面設有凹面，凹面分為下支座邊緣斜面和下支座中間曲面，其中下支座中間曲面和襯板凸起部分曲面的曲率相等，曲率半徑記為r2；下支座邊緣斜面的傾斜角度和襯板側面斜面的傾斜角度相等，傾斜角度記為α；下支座中間曲面的面積大于襯板凸起部分曲面的面積，兩者之間有相對滑動空間；所述下滑動板固定在下支座板上表面的凹面上并且緊密貼合，包括下滑動板的中間曲面和下滑動板的邊緣斜面；所述下耐磨板和下滑動板的中間曲面構成第二曲面滑動摩擦副；所述斜耐磨板和下滑動板的邊緣斜面構成第三斜面滑動摩擦副。

7、作為優(yōu)選，所述襯板凹面部分上表面和上支座板凸起部分下表面的曲率半徑r1選擇為10000mm～20000mm；下支座中間曲面和襯板凸起部分曲面的曲率半徑r2選擇為r1/4～r1/2；下支座邊緣斜面和襯板側面斜面的傾斜角度α選擇為40°～50°。

8、作為優(yōu)選，所述上支座板的平板部分通過緊固件與橋梁主梁底部固定連接；所述下支座板的下表面通過緊固件與橋墩頂部固定連接。

9、進一步的，所述緊固件采用錨固螺栓。

10、作為優(yōu)選，所述上滑動板和下滑動板均采用奧氏體不銹鋼板；所述奧氏體不銹鋼板采用06cr17ni12mo2、06cr19ni13mo3或06cr18ni11ti鋼材。

11、作為優(yōu)選，所述上耐磨板、斜耐磨板和下耐磨板均采用聚四氟乙烯、改性聚四氟乙烯或改性超高分子量聚乙烯材料。

12、作為優(yōu)選，所述上滑動板通過焊接的方式固定在上支座板凸起部分的下表面；所述下滑動板通過焊接的方式固定在下支座板的凹面。

13、作為優(yōu)選，所述上支座板、襯板和下支座板均采用q355鋼材。

14、作為優(yōu)選，所述上耐磨板和下耐磨板分別通過粘合劑膠接在襯板的上表面和下表面。

15、作為優(yōu)選，所述上滑動板和下滑動板中間曲面部分的表面設置用于儲存潤滑劑的儲油槽。

16、本發(fā)明相對于現有技術而言，具有以下有益效果：

17、1、本發(fā)明的摩擦減震支座設有多滑動面，在橋梁正常使用工況時，由第一曲面滑動摩擦副耗散能量，梁體的豎向抬升輕微。在橋梁地震工況時，因第一曲面曲率半徑大、滑動距離小，上支座板下方的凸起部分與襯板的上表面的外圍擋環(huán)限位接觸后，下滑動板中心曲面和下耐磨板構成的第二曲面滑動摩擦副參與工作，通過第二曲面滑動過程中梁體動能和勢能的轉化以及滑動摩擦進一步耗散地震能量。當梁體和橋墩相對地震位移較大時，下滑動板邊緣斜面和斜耐磨板構成的第三斜面滑動摩擦副發(fā)揮耗能和緩沖限位作用。該減隔震支座分級耗能分工明確、構造簡單、安裝方便、耐久性好、使用壽命長，具有良好的經濟性和實用性。

18、2、本發(fā)明的摩擦減震支座可以有效控制地震作用下的橋梁位移，在滑動過程中利用結構被抬升時動能與勢能的轉化以及摩擦耗能來減小橋梁水平地震響應，同時下支座板的邊緣斜面部分可以有效限制上、下部結構的相對位移從而達到限位目的。

19、3、本發(fā)明的摩擦減震支座中，上支座板下表面和襯板上表面、襯板下表面和下支座板上表面為曲面和斜面，能夠依靠上部結構的自身重力作為恢復力重新回到平衡位置。該摩擦減震支座具有自復位能力。

20、4、本發(fā)明的摩擦減震支座具有多滑動面，因此沒有固有周期，不會對任何類型的激勵產生共振。避免共振能夠確保橋梁的安全性、耐久性和使用舒適度。

技術特征：

1.一種含多滑動面的摩擦減震支座，其特征在于，包括上支座板(1)、上滑動板(2)、上耐磨板(3)、襯板(4)、斜耐磨板(5)、下耐磨板(6)、下滑動板(7)和下支座板(8)；

2.根據權利要求1所述的含多滑動面的摩擦減震支座，其特征在于，所述襯板(4)凹面部分上表面和上支座板(1)凸起部分下表面的曲率半徑r1選擇為10000mm～20000mm；下支座中間曲面(8-2)和襯板凸起部分曲面(4-2)的曲率半徑r2選擇為r1/4～r1/2；下支座邊緣斜面(8-1)和襯板側面斜面(4-1)的傾斜角度α選擇為40°～50°。

3.根據權利要求1所述的含多滑動面的摩擦減震支座，其特征在于，所述上支座板(1)的平板部分通過緊固件(9)與橋梁主梁底部固定連接；所述下支座板(8)的下表面通過緊固件(9)與橋墩頂部固定連接。

4.根據權利要求3所述的含多滑動面的摩擦減震支座，其特征在于，所述緊固件(9)采用錨固螺栓。

5.根據權利要求1所述的含多滑動面的摩擦減震支座，其特征在于，所述上滑動板(2)和下滑動板(7)均采用奧氏體不銹鋼板；所述奧氏體不銹鋼板采用06cr17ni12mo2、06cr19ni13mo3或06cr18ni11ti鋼材。

6.根據權利要求1所述的含多滑動面的摩擦減震支座，其特征在于，所述上耐磨板(3)、斜耐磨板(5)和下耐磨板(6)均采用聚四氟乙烯、改性聚四氟乙烯或改性超高分子量聚乙烯材料。

7.根據權利要求1所述的含多滑動面的摩擦減震支座，其特征在于，所述上滑動板(2)通過焊接的方式固定在上支座板(1)凸起部分的下表面；所述下滑動板(7)通過焊接的方式固定在下支座板(8)的凹面。

8.根據權利要求1所述的含多滑動面的摩擦減震支座，其特征在于，所述上支座板(1)、襯板(4)和下支座板(8)均采用q355鋼材。

9.根據權利要求1所述的含多滑動面的摩擦減震支座，其特征在于，所述上耐磨板(3)和下耐磨板(6)分別通過粘合劑膠接在襯板(4)的上表面和下表面。

10.根據權利要求1所述的含多滑動面的摩擦減震支座，其特征在于，所述上滑動板(2)和下滑動板(7)中間曲面部分的表面設置用于儲存潤滑劑的儲油槽。

技術總結
本發(fā)明公開了一種含多滑動面的摩擦減震支座，屬于橋梁減隔震支座領域。上支座板的下表面為曲率半徑為R<subgt;1</subgt;的凸面，上滑動板緊密貼合固定在上支座板下表面。襯板上表面設有曲率半徑為R<subgt;1</subgt;的曲面凹面，下表面設有曲率半徑為R<subgt;2</subgt;的曲面凸起，側面為斜面。上耐磨板、下耐磨板和斜耐磨板分別緊密貼合固定在襯板的上表面、下表面和側面。下支座板上表面設有凹面，包括下支座邊緣斜面和曲率半徑為R<subgt;2</subgt;的下支座中間曲面。下滑動板緊密貼合固定在下支座板上表面凹面中。上耐磨板和上滑動板之間、下滑動板中間曲面和下耐磨板之間以及下滑動板邊緣斜面和斜耐磨板之間分別構成曲面滑動摩擦副，通過多滑動面的設置實現耗散地震能量及緩沖限位。

技術研發(fā)人員：謝旭,郝旭
受保護的技術使用者：浙江大學
技術研發(fā)日：
技術公布日：2024/12/23