專利名稱：長大橋梁三球面摩擦滑動隔震支座的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及橋梁支座裝置，尤其是涉及一種應用于長大橋梁的可以自動變剛度和阻尼的三球面摩擦滑動隔震支座。
背景技術：
在地震區(qū)修建橋梁，特別是長大橋梁時，必須考慮潛在地震對橋梁的影響，對橋梁 進行抗震設計并要特別重視橋梁結構抗震細部構造措施。橋梁抗震設計主要包括三大類， 一類是傳統(tǒng)的橋梁抗震設計，就是通過結構構件來抵抗并消耗地震能量，設計時將地震作 用作為一種外加荷載，與作用在結構上的其它荷載進行組合來設計和驗算結構是否滿足設 計和使用要求；二是橋梁隔震設計，就是通過引入隔震裝置來延長結構的周期，達到改變結 構動力特性的目的，以避開地震能量相對集中的頻段，并利用耗能裝置來抑制結構的位移， 從而達到全面降低結構動力響應的目的；另外就是主動，半主動控制等，由于使用條件較為 苛刻，應用較少。對橋梁隔震設計來說，隔震支座的性能決定了隔震體系的隔震效果與抗震 性能，因而研發(fā)出高性能的減隔震支座成了隔震技術中的關鍵問題，使得隔震支座不但具 有普通橋梁支座功能，即作為聯(lián)系橋梁結構上、部結構的重要構件，將橋梁結構上部的荷載 傳遞給下部結構，而且有一定的轉動和變位能力，更重要的是還應具備良好的減隔震作用。目前，用于橋梁及其它構筑物的減隔震裝置主要有疊層橡膠支座、鉛芯橡膠支座、 高阻尼橡膠支座、摩擦擺系統(tǒng)以及各種阻尼器等耗能裝置。這些支座在應于長大橋梁時，均 存在不足之處。各種橡膠支座由于豎向承載力較低，耐久性較差，不能應用于上部結構很重并對 水平位移要求較大的長大橋梁中。摩擦擺系統(tǒng)對中小跨徑橋梁有較好的使用效果，但是由于單一摩擦面，在支座運 動過程中，其剛度和阻尼特性不能改變，無自適應性能。在強地震作用下，水平位移幅值受 到限制，難以保證在強震作用下長大橋梁上下部結構大位移的需要。

實用新型內容為了克服上述存在的缺陷，本實用新型提供了一種長大橋梁三球面摩擦滑動隔震 支座，解決了工程上亟待解決的承載能力高、耐久性能好，能自動變剛度和阻尼，在強震作 用下水平位移幅值大的減隔震支座，以滿足抗震要求高的長大橋梁。本實用新型的提供的一種長大橋梁三球面摩擦滑動隔震支座，由上支座板，上、下 兩球缺組成的活動滑塊，中間滑動盤以及下支座板組成，其特征在于上支座板凹球面通過 上、下兩球缺組成的活動滑塊和中間滑動盤凹球面相接，活動滑塊的上球缺坐落于下球缺 的凹缺中，上、下兩球缺分別具有凸球面，中間滑動盤凸球面與下支座板凹球面相接。上支座板凹球面、中間滑動盤凹球面以及下支座板凹球面均鍍致密鉻層不銹鋼 板?；顒踊瑝K的上、下凸球面以及中間滑動盤凸球面均鑲嵌聚四氟乙烯滑板。[0010]上、下球缺凸球面的曲率半徑分別與上支座板凹球面和中間滑動盤凹球面曲率半徑相同，中間滑動盤凸球面曲率半徑與下支座板凹球面曲率半徑相同，且上支座板凹球面 的率曲半徑最大，中間滑動盤的凹球面曲率半徑最小。本實用新型提供了一種長大橋梁三球面摩擦滑動隔震支座，在正常使用狀況下， 長大橋梁三球面摩擦滑動隔震支座將橋梁上部荷載均勻地傳遞到下部結構，滑塊的上、下 球缺間的自由轉動來適應上部結構因徐變和溫度變化所起轉動，取到普通支座的作用；另 一方面，在地震時，通過滑塊在不同曲率半徑的球面上摩擦滑動，自適應性行為強，起到良 好減隔震效果，進而減小或隔離地震對大跨度橋梁的影響。本實用新型在可計算和控制的位移范圍內，滑塊通過三個球面的自適應行為來自 動的改變支座的剛度和阻尼，對于多性能目標或多水準地震動，這種自適性有利于分別優(yōu) 化給定的隔震體系。該支座結構簡單，豎向承載力大，耐久性好，減隔震機理明確，尤其對提 高大跨度橋梁以及其它的大型構筑物的抗震性能作用明顯。

圖1是本實用新型長大橋梁三球面摩擦滑動隔震支座的結構示意圖。附圖標記說明1-上支座板；2-鍍致密鉻層不銹鋼板；3-聚四氟乙烯滑板；4-上球缺；5-下球缺；6-下支座板；7-中間滑動盤。
具體實施方式
長大橋梁三球面摩擦滑動隔震支座是在普通的球型支座基礎上，增加了中間滑動 盤，從而形成三個滑動摩擦球面、自適應性能強的一種新型減隔震支座，主要用于抗震性能 要求高的長大橋梁。圖1是長大橋梁三球面摩擦滑動隔震支座的結構示意圖。如圖1所示，長大橋梁 三球面摩擦滑動隔震支座由上支座板1，上、下兩球缺4、5組成的活動滑塊，中間滑動盤7以 及下支座板6組成，上支座板1凹球面通過上、下兩球缺4、5組成的活動滑塊和中間滑動盤 7凹球面相接，活動滑塊的上球缺4坐落于下球缺5的凹缺中，上、下兩球缺4、5分別具有凸 球面，中間滑動盤7凸球面與下支座板6凹球面相接。上支座板1凹球面、中間滑動盤7凹 球面以及下支座板6凹球面均鍍致密鉻層不銹鋼板2?；顒踊瑝K的上、下凸球面以及中間滑 動盤7凸球面均鑲嵌聚四氟乙烯滑板3。上、下球缺4、5凸球面的曲率半徑分別與上支座板 1凹球面和中間滑動盤7凹球面曲率半徑相同，中間滑動盤7凸球面曲率半徑與下支座板6 凹球面曲率半徑相同，且上支座板1凹球面的率曲半徑最大，中間滑動盤7的凹球面曲率半 徑最小。長大橋梁三球面摩擦滑動隔震支座在普通的球型支座基礎上，增加中間滑動盤7， 從而形成三個球面摩擦副。滑塊凸球面鑲嵌的聚四氟乙烯滑板3和中間滑動盤上凹球面鍍 致密鉻層不銹鋼板2構成摩擦系數小(摩擦系數μ = 0. 04)的第一摩擦副；中間滑動盤 7凸球面鑲嵌的聚四氟乙烯滑板3和下支座板6凹球面鍍致密鉻層不銹鋼板2構成摩擦系 數較大(摩擦系數μ =ο. ι)的第二摩擦副；活動滑塊上凸球面鑲嵌的聚四氟乙烯滑板3 和上支座板1凹球面鍍致密鉻層不銹鋼板2構成摩擦系數最大(摩擦系數μ = 0. 2)的第三摩擦副；正常荷載使用或小震時，通過活動滑塊的上、下球缺4、5間的自由轉動以及摩擦 系數小的第一摩擦副滑動，來適應上部結構因徐變、溫度變化以及車輛運動等所起變位，摩 擦系數較大的第二摩擦副和第三摩擦副保持不動，此時的長大橋梁三球面摩擦滑動隔震支 座相當時普通球形支座工作狀態(tài)。在設防烈度時，摩擦系數小的第一摩擦副和摩擦系數較 大的第二摩擦副滑動，而第三摩擦副保持不動，這樣可以通過支座兩個副的摩擦滑動耗散 更大能量，以及橋梁的上下部結構有相對較大的位移。當大震發(fā)生時，三個摩擦副均發(fā)生滑 動，盡可能多的耗散能量，并通過支座大位移適應橋梁的上下部結構有最大可能的相對位 移，同時，根據各球面曲率半徑的不同，長大橋梁三球面摩擦滑動隔震支座具有良好的自動 變剛度和阻尼的能力，在上部結構重力作用下，勢能形成恢復力，使得此隔震支座具有良好 的自復位性能。 此外，本實施上、下支座板1、6凹球面均為鍍致密鉻層不銹鋼板2，活動滑塊上、下凸球面均鑲嵌聚四氟乙烯滑板3，中間滑動盤7凹球面鍍致密鉻層不銹鋼板2且凸球面鑲嵌 聚四氟乙烯滑板3，鍍致密鉻層不銹鋼板2與聚四氟乙烯滑板3形成三個摩擦副，能自動改 變剛度和阻尼，自適應性能強。且該支座易加工和成型控制，聚四氟乙烯滑板價格便宜，安 全可靠，對提高強震區(qū)長大橋梁的抗震性能效果明顯，具有廣泛推廣使用價值。
權利要求一種長大橋梁三球面摩擦滑動隔震支座，由上支座板，上、下兩球缺組成的活動滑塊，中間滑動盤以及下支座板組成，其特征在于上支座板凹球面通過上、下兩球缺組成的活動滑塊和中間滑動盤凹球面相接，活動滑塊的上球缺坐落于下球缺的凹缺中，上、下兩球缺分別具有凸球面，中間滑動盤凸球面與下支座板凹球面相接。
2.根據權利要求1所述的長大橋梁三球面摩擦滑動隔震支座，其特征在于上支座板 凹球面、中間滑動盤凹球面以及下支座板凹球面均鍍致密鉻層不銹鋼板。
3.根據權利要求1所述的長大橋梁三球面摩擦滑動隔震支座，其特征在于活動滑塊 的上、下凸球面以及中間滑動盤凸球面均鑲嵌聚四氟乙烯滑板。
4.根據權利要求1所述的長大橋梁三球面摩擦滑動隔震支座，其特征在于上、下球缺 凸球面的曲率半徑分別與上支座板凹球面和中間滑動盤凹球面曲率半徑相同，中間滑動盤 凸球面曲率半徑與下支座板凹球面曲率半徑相同，且上支座板凹球面的率曲半徑最大，中 間滑動盤的凹球面曲率半徑最小。
專利摘要本實用新型涉及橋梁工程領域方面的一種長大橋梁三球面摩擦滑動隔震支座，由上支座板，上、下兩球缺組成的活動滑塊，中間滑動盤以及下支座板組成，其特征在于上支座板凹球面通過上、下兩球缺組成的活動滑塊和中間滑動盤凹球面相接，活動滑塊的上球缺坐落于下球缺的凹缺中，上、下兩球缺分別具有凸球面，中間滑動盤凸球面與下支座板凹球面相接。在可計算和控制的位移范圍內，這種隔震支座通過三個球面自適應行為來改變自身的剛度和阻尼特性，對于多性能目標或多水準地震動，這種自適應性有利于分別優(yōu)化給定的隔震體系。該支座結構簡單，豎向承載力大，水平位移大、耐久性好，減隔震機理明確，適用于抗震性能要求高的長大橋梁。
文檔編號E01D19/04GK201553980SQ20092017836
公開日2010年8月18日 申請日期2009年11月20日 優(yōu)先權日2009年11月20日
發(fā)明者亓路寬, 劉衛(wèi)剛, 杜修力, 王利輝, 韓強 申請人:北京工業(yè)大學