專利名稱：拉索-擋塊組合限位抗震支座的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)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(yīng)結(jié)合起 來的新型減隔震支座特別涉及一種拉索-擋塊組合限位抗震支座。
背景技術(shù)：
近幾十年來，減隔震支座作為橋梁減隔震的重要措施，獲得了越來越多的重視，并 取得了重大的發(fā)展。盆式橡膠支座、鉛芯橡膠支座、FPS(摩擦擺錘體系)逐步得到了廣泛 的應(yīng)用，并成為了國內(nèi)外橋梁支座的主流。在幾種減隔震支座中，盆式橡膠支座在遭遇地震 或重大的振動性沖擊時(shí)，上、下座板之間的水平位移得不到有效的緩沖；鉛芯橡膠支座耗能 能力強(qiáng)，溫度、徐變等蠕變變形引起的支座次內(nèi)力較小，但支座的剪切性能受豎向荷載的影 響較大，且隨著鉛芯的增加，支座自恢復(fù)能力逐漸減弱，不能在具有多頻譜效應(yīng)的地震動中 有效的減隔震；FPS (摩擦擺錘體系)的自恢復(fù)能力強(qiáng)、摩擦耗能性能穩(wěn)定，但是在摩擦耗能 的過程中會導(dǎo)致梁端的豎向位移而產(chǎn)生次內(nèi)力。鑒于上述不同類型支座存在的種種不足，我們在普通球型支座、盆式抗震支座的 基礎(chǔ)上，結(jié)合目前在大型橋梁抗震設(shè)計(jì)中經(jīng)常采用的一種在上部梁體與下部橋墩之間的彈 性索裝置，設(shè)計(jì)形成了 一種拉索減震支座。中國實(shí)用新型專利授權(quán)公告號CN201530991U公開了一種拉索減震支座。該技術(shù) 方案一方面采用了抗剪螺栓，使得支座在一般使用情況下變現(xiàn)為固定支座的結(jié)構(gòu)形式，在 發(fā)生地震時(shí)，當(dāng)上下座板間的水平力大于抗剪螺栓的剪切強(qiáng)度時(shí)，抗剪螺栓的剪切口斷裂， 在消耗部分地震能量的同時(shí)，支座形式變?yōu)榛顒又ё?；另一方面則在上、下座板之間錨固以 鋼絞線拉索，當(dāng)抗剪螺栓斷裂后，在上、下座板移位時(shí)起到緩沖限位作用，并且可在地震后 使上、下座板可靠復(fù)位。但是，上述方案均仍然存在一些不足，當(dāng)支座上、下座板之間出現(xiàn)較大水平位移， 并且水平力比較大的時(shí)候，拉索有可能產(chǎn)生被拉屈服而不能有效限位的情況。因此，有必要 對已有技術(shù)中的橋梁支座作進(jìn)一步的改進(jìn)。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種能有效地緩沖強(qiáng)震作用下支座上、下座板之間的 水平位移并可靠限位的拉索-擋塊組合限位抗震支座。為達(dá)到以上目的，本實(shí)用新型采用的解決方案是吸收之前拉索支座的優(yōu)點(diǎn)，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?座；采用拉索，限制支座移位；在此基礎(chǔ)上采用擋塊，與拉索共同工作限位支座位移，避免 出現(xiàn)拉索失效的情況，增強(qiáng)抗震能力。本實(shí)用新型提出的拉索-擋塊組合限位抗震支座，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、拉索、擋塊、第三緩沖板和兩個(gè)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(gè)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(gè) 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，所述拉索的一端與上座 板聯(lián)結(jié)，另一端與下座板聯(lián)結(jié)；所述上座板的每側(cè)下方各錨固有一組擋塊，其高度應(yīng)能保 證在支座移位時(shí)能夠與下座板有合適的接觸，擋塊內(nèi)側(cè)以有機(jī)高分子材料粘結(jié)有第三緩沖 板。本實(shí)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(shí)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(shí)用新型中，所述上座板、下座板、擋塊的形狀均為矩形體，上座板的四個(gè)角部 各開設(shè)有一組第二拉索孔，相應(yīng)的，下座板的四個(gè)角部各開設(shè)有一組第一拉索孔。四組拉索 的上端各與相應(yīng)的第二拉索孔聯(lián)結(jié)，下端各與相應(yīng)的第一拉索孔聯(lián)結(jié)。本實(shí)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)在擋塊內(nèi)側(cè)。本實(shí)用新型中，所述四組拉索的每組拉索的根數(shù)為2-19根，每根拉索由鋼絞線、 高強(qiáng)度鋼絲束或碳纖維構(gòu)成，所述第一拉索孔、第二拉索孔的數(shù)量與拉索的數(shù)量相等。本實(shí)用新型中，每組拉索的上端設(shè)置有一組歸位彈簧，下端設(shè)置有另一組歸位彈
ο本實(shí)用新型中，所述四組拉索上均套設(shè)有拉索歸位彈簧，并且每組拉索的一端配 有第一定位帽，另一端配有第二定位帽，第一定位帽容納與第一拉索孔內(nèi)，而第二定位帽則 容納與第二拉索孔內(nèi)。本實(shí)用新型中，所述第一拉索孔、第二拉索孔均為變徑孔。本實(shí)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(gè)表面構(gòu)成有一滑板腔，中間板為鋼板。本實(shí)用新型中，所述每組拉索的上端通過第二定位帽與固定于第二拉索孔內(nèi)，下 端通過第一定位帽與固定于第一拉索孔內(nèi)。本實(shí)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(shí)用新型中，所述第二緩沖板為不銹鋼板。本實(shí)用新型中，使用時(shí)，本拉索-擋塊組合限位抗震支座由穿過下座板四個(gè)角部 螺栓孔的螺栓與橋墩上的預(yù)埋件固定。本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案的優(yōu)點(diǎn)1)充分發(fā)揮了實(shí)用新型專利授權(quán)公告號CN201530991U公開的一種拉索減震支座 的優(yōu)點(diǎn)，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(dāng)發(fā)生地震，當(dāng)上座 板或下座板的水平力大于抗剪螺栓的剪切強(qiáng)度時(shí)，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(hù)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瑴p小支 座受力；2)當(dāng)支座移位超過允許值時(shí)，四組拉索以及擋塊均參與限制支座移位。通過合理 設(shè)計(jì)擋塊的位置和拉索的長度，使得在擋塊發(fā)生限位作用時(shí)，拉索也正好能夠充分發(fā)揮限 位的作用，避免了由于水平力太大而導(dǎo)致拉索屈服喪失限偉能力的情況，提高了支座的限位能力，增強(qiáng)了抗震能力。3)拉索上套設(shè)的歸位彈簧，在地震后使得支座上、下座板可靠復(fù)位，避免了單獨(dú)采 用擋塊限位時(shí)支座在地震后無法自動復(fù)位的現(xiàn)象；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?，本實(shí)用新型適用于鐵路橋、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(shí)用新型的實(shí)施組裝結(jié)構(gòu)圖。圖2為圖1的剖視圖。圖中標(biāo)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為擋塊，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為第二拉索孔，14為第一螺栓孔，15為第一螺栓，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為拉索，24為第二定位帽，25為歸位彈簧，26為第一拉索孔，27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 第一定位帽。
具體實(shí)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(shí)用新型的技術(shù)實(shí)質(zhì) 和有益效果，申請人將在下面以實(shí)施例的方式結(jié)合附圖作詳細(xì)說明，但是對實(shí)施例的描述 均不是對本實(shí)用新型方案的限制，任何依據(jù)本實(shí)用新型構(gòu)思所作出的僅僅為形式上的而非 實(shí)質(zhì)性的等效變換都應(yīng)視為本實(shí)用新型的技術(shù)方案范疇。實(shí)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(gè)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(yù)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(gè)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)有一第四螺栓孔四，在第二緩沖板6的中央開設(shè)第五螺栓孔 28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、第四螺栓孔四、第五螺栓孔28和第六螺栓孔21均彼此對應(yīng)。作為本實(shí)用新型的技術(shù)要點(diǎn)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(gè)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(gè)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螺栓孔四、第五螺栓孔觀相對應(yīng)。在橋 梁施工過程中，對本實(shí)用新型拉索-擋塊組合限位抗震支座安裝時(shí)，優(yōu)選的方案是在橋墩 和橋體(橋梁的梁體)上各預(yù)置對應(yīng)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(fù)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(shí)用新型的技術(shù)方案的另一個(gè)技術(shù)要點(diǎn)是采用四組拉索， 由于四組拉索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(jìn)行說明。在本實(shí) 施例中，就一組拉索23而言，其由2-19根鋼絞線、高強(qiáng)度鋼絲束或碳纖維組成。每組拉索 下端分別通過第一定位帽35、歸位彈簧25、第一拉索孔沈與下座板1相聯(lián)結(jié)，上端分別通 過第二定位帽24、歸位彈簧25、第二拉索孔13與上座板2相聯(lián)結(jié)。擋塊8錨固于上座板2上，其高度應(yīng)能保證在支座移位時(shí)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11以有機(jī)高分子粘結(jié)材料粘結(jié)于擋塊內(nèi)側(cè)。擋塊8 的位置和拉索23的長度應(yīng)該按照支座上、下座板設(shè)計(jì)允許的最大水平位移來確定，并使得 在拉索23和上擋塊8能夠共同發(fā)揮作用。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(shí)用新型結(jié)構(gòu)的拉索-擋塊組合限位抗震支座表現(xiàn)為固定支座的形式， 即由抗剪螺栓7約束下座板2、上座板1之間的水平位移。然而，當(dāng)?shù)卣鸢l(fā)生時(shí)，前述的水平 力大于抗剪螺栓7的剪切口 19的抗剪強(qiáng)度時(shí)，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(gè)方面的作用，一是能夠消耗地震所造成的導(dǎo) 致上座板2、下座板1水平位移的部分能量，從而保護(hù)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(dāng) 然，抗剪螺栓7的剪切口 19耐受斷裂的力是依據(jù)力學(xué)原理通過設(shè)計(jì)計(jì)算而得到的。此外， 在抗剪螺栓7斷開后，支座向一側(cè)運(yùn)動位移值超過一定設(shè)計(jì)值時(shí)，該側(cè)支座擋塊與下座板 接觸開始限位，而同時(shí)四組拉索23承受拉力，進(jìn)而與擋塊一起參與受力，即使得支座兩側(cè) 上擋塊聯(lián)合限位，避免鋼擋塊單邊承受沖擊受剪作用，增強(qiáng)了抗震能力。將上述的固定型拉索-擋塊組合限位抗震支座的抗剪螺栓7取消，則成為多向活 動型拉索-擋塊組合限位抗震支座，若再加上側(cè)向?qū)蚱鲃t成為單向活動型拉索-擋塊組 合限位抗震支座，在地震發(fā)生時(shí)，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1.一種拉索-擋塊組合限位抗震支座，包括座體(34)，并且座體(34)具有座腔(30) 的下座板(1)、上座板( 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)、拉索、擋塊(8)、第 三緩沖板(11)和兩個(gè)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) 上的第六螺栓孔與其中一個(gè)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(gè)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)成有一 剪切口(19)；所述拉索03)的一端與上座板(2)聯(lián)結(jié)，另一端與下座板(1)聯(lián)結(jié)；所述上 座板O)的每側(cè)下方各錨固有一組擋塊(8)，其高度應(yīng)能保證在支座移位時(shí)能夠與下座板 (26)有合適的接觸，擋塊(8)內(nèi)側(cè)粘結(jié)有第三緩沖板(11)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的拉索-擋塊組合限位抗震支座，其特征在于所述抗剪螺栓 (7)的兩端均具有聯(lián)結(jié)螺紋(27)，螺栓自動脫位裝置(9)通過該聯(lián)結(jié)螺紋(XT)與抗剪螺栓 (7)聯(lián)結(jié)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的拉索-擋塊組合限位抗震支座，其特征在于所述螺栓自動脫 位裝置(9)包括螺母(31)、彈簧(3 和墊圈(33)，彈簧(3 和墊圈(3 套置在抗剪螺栓 (7)上，螺母(31)與聯(lián)結(jié)螺紋(XT)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所述的拉索-擋塊組合限位抗震支座，其特征在于所述拉索03)由 由2-19根鋼絞線、高強(qiáng)度鋼絲束或碳纖維組成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的拉索-擋塊組合限位抗震支座，其特征在于所述上座板(2) 的四個(gè)角部各設(shè)有一組第二拉索孔(13)，相應(yīng)的，下座板(1)的四個(gè)角部各設(shè)有一組第一 拉索孔( )，每組拉索的上端各與相應(yīng)的第二拉索孔(1 聯(lián)結(jié)，下端各與相應(yīng)的第一 拉索孔06)聯(lián)結(jié)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的拉索-擋塊組合限位抗震支座，其特征在于所述每組拉 索的上端設(shè)置有一組歸位彈簧(25)，下端設(shè)置有另一組歸位彈簧05)。
7.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的拉索-擋塊組合限位抗震支座，其特征在于所述每組拉 索的上端通過第二定位帽04)與固定于第二拉索孔(1 內(nèi)，下端通過第一定位帽 (35)與固定于第一拉索孔06)內(nèi)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的拉索-擋塊組合限位抗震支座，其特征在于所述第一緩沖板 ⑶與中間板⑷之間設(shè)有密封圈(18)，所述中間板(4)面向所述減磨板(5)的一個(gè)表面 構(gòu)成有一滑板腔(10)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種拉索-擋塊組合限位抗震支座。包括下座板、上座板、擋塊、緩沖板、中間板、減磨板、歸位彈簧，還包括抗剪螺栓、拉索和螺栓自動脫位裝置?？辜袈菟ù┲迷谙伦?、第一緩沖板、中間板、減磨板、第二緩沖板和上座板上，抗剪螺栓分別與兩個(gè)螺栓自動脫位裝置聯(lián)結(jié)，抗剪螺栓的中部構(gòu)成有一剪切口。拉索分別與上、下座板聯(lián)結(jié)。本實(shí)用新型能消耗地震發(fā)生時(shí)對橋梁所產(chǎn)生的作用能量，在發(fā)生較大水平位移超過限制時(shí)，擋塊與下座板接觸限制上部結(jié)構(gòu)繼續(xù)位移，同時(shí)拉索承受拉力，進(jìn)而與擋塊一起參與受力，即使得支座兩側(cè)擋塊聯(lián)合限位，避免鋼擋塊單邊承受沖擊受剪作用，增強(qiáng)了抗震能力，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E04B1/36GK201843071SQ20102051701
公開日2011年5月25日 申請日期2010年9月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月2日
發(fā)明者伍勇吉, 黨新志, 朱釗, 袁萬城, 韋正華, 魏凱 申請人:同濟(jì)大學(xué)