專利名稱：一種地震時能耗散地震水平力作用的方法及橋梁支座的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種橋梁抗震方法及部件結構，特別是一種橋梁結構中起到地震時耗散地震水平力作用的方法及橋梁支座。
背景技術：
目前公路、鐵路連續(xù)梁橋一般是設計一個固定墩，其余均為活動墩；橋梁相對應的支座一般設計為普通抗震支座，這就造成制動力、縱向地震力等均由固定墩承受；對于高震區(qū)的大跨度橋梁，在做橋梁抗震分析時，由于活動墩不能分散地震水平力，固定墩卻要承擔所有地震水平力，通常使得橋梁抗震分析無法通過驗算。傳統(tǒng)設計方案不僅固定墩的體量非常大，而且整橋受力不均衡；該設計顯然也是不經(jīng)濟的，根據(jù)該種受力模型進行設計， 需加一套橋墩模板，相應工程成本也隨之增加，且無法滿足橋梁抗震要求。從外觀方面來考慮，由于固定墩與活動墩外形尺寸不一致，影響橋梁的整體景觀效果。通過國內專利檢索，尚未發(fā)現(xiàn)有關于改善橋梁抗震性能的方法及裝置的專利文獻報道。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有橋梁支座缺乏分散地震水平力的不足提供一種地震時能耗散地震水平力的方法及橋梁支座。本發(fā)明的技術方案是
一種地震時能耗散地震水平力作用的方法，采用彈塑性阻尼器與速度鎖定器與活動支座組合形成一種組合橋梁支座，通過組合橋梁支座在地震時耗散地震對橋梁的水平力作用；在正常情況下，當橋梁由溫度變化引起蠕變時，橋梁帶動活動支座的上板組件順橋向移動，此時與上板組件連接的速度鎖定器同時順橋向移動；但由于此刻速度鎖定器相對運動速度緩慢，速度鎖定器不執(zhí)行鎖定功能，該工況下，彈塑性阻尼器不發(fā)生位移；在地震情況下，當橋梁由地震引起快速移動時，橋梁帶動上板組件順橋向移動，此時與上板組件連接的速度鎖定器同時順橋向移動；且由于速度鎖定器的相對運動速度較快，速度鎖定器迅速執(zhí)行鎖定功能；當橋梁繼續(xù)帶動上板組件順橋向快速移動時，上板組件將通過速度鎖定器與彈塑性阻尼器連接的中間連接板的移動帶動彈塑性阻尼器，彈塑性阻尼器進入耗能階段，耗散地震對橋梁的水平力作用。根據(jù)上述方法所提出的組合體支座，包括活動支座，活動支座的上板組件安裝在上轉動塊上面，上轉動塊安裝在與之相配的下轉動塊上，上轉動塊與下轉動塊組合在一起形成一個球面的轉動副；下轉動塊安裝在底盆上，底盆安裝在下板組件上；由上板組件、下板組件、上轉動塊和下轉動塊組合形成活動支座；在活動支座上安裝有彈塑性阻尼器與速度鎖定器組合體；彈塑性阻尼器分別通過連接板與活動支座連接，通過中間連接板與速度鎖定器連接，形成一個彈塑性阻尼器與速度鎖定器和活動支座組合的組合橋梁支座。本發(fā)明的附加技術方案如下優(yōu)選地，活動支座的上板組件安裝在梁底部，下板組件安裝在橋墩支座墊石上。優(yōu)選地，彈塑性阻尼器為2個、速度鎖定器為2個。優(yōu)選地，速度鎖定器安裝在底盆上。優(yōu)選地，上轉動塊與下轉動塊組合在一起形成一個球面的轉動副密封在底盆內部。優(yōu)選地，速度鎖定器由端蓋、缸體、活塞桿、密封圈、硅脂組成，且活塞桿安裝在缸體內，兩端為端蓋，在端蓋與活塞桿接觸部分和端蓋與缸體連接部分設有密封圈，在缸體內腔灌注有硅脂。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明安裝在橋梁與橋墩之間，使得支座除了它本身具有的承載、提供轉角等功能外，還額外增加了耗散地震水平力的功能。本發(fā)明地震時耗散地震水平力，從而減小了橋墩體量，統(tǒng)一了橋墩尺寸，該種設計不僅使整體景觀協(xié)調統(tǒng)一，而且能較好地降低施工難度，加快施工進度，節(jié)約施工成本，提高橋梁抗震安全性能。


圖1是彈塑性阻尼器與速度鎖定器組合體支座的正視圖； 圖2是彈塑性阻尼器與速度鎖定器組合體支座的俯視圖3是彈塑性阻尼器與速度鎖定器組合體支座的側視圖； 圖4是速度鎖定器的正視圖。圖中，1為上板組件、2為連接板一、3為摩擦副、4為上轉動塊、5為連接板二、6為速度鎖定器、7為彈塑性阻尼器、8為下轉動塊、9為底盆、10為下板組件、11為活動支座、12 為活塞桿、13為密封圈、14為硅脂、15為缸體、16為端蓋。
具體實施例方式下面結合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。圖1給出了本發(fā)明的一個具體實施例，如圖1所示，本發(fā)明涉及一種地震時能耗散地震水平力作用的方法，采用彈塑性阻尼器與速度鎖定器與活動支座組合形成一種組合橋梁支座，通過組合橋梁支座在地震時耗散地震對橋梁的水平力作用；在正常情況下，當橋梁由溫度變化引起蠕變時，橋梁帶動活動支座的上板組件順橋向移動，此時與上板組件連接的速度鎖定器同時順橋向移動；但由于此刻速度鎖定器相對運動速度緩慢，速度鎖定器不執(zhí)行鎖定功能，該工況下，彈塑性阻尼器不發(fā)生位移；在地震情況下，當橋梁由地震引起快速移動時，橋梁帶動上板組件順橋向移動，此時與上板組件連接的速度鎖定器同時順橋向移動；且由于速度鎖定器的相對運動速度較快，速度鎖定器迅速執(zhí)行鎖定功能；當橋梁繼續(xù)帶動上板組件順橋向快速移動時，上板組件將通過速度鎖定器與彈塑性阻尼器連接的中間連接板帶動彈塑性阻尼器移動，彈塑性阻尼器進入耗能階段，耗散地震對橋梁的水平力作用。根據(jù)上述方法所提出的組合體支座，包括活動支座11，活動支座11的上板組件1 安裝在上轉動塊4上面，上轉動塊4安裝在與之相配的下轉動塊8上，上轉動塊4與下轉動塊8組合在一起形成一個球面的轉動副；下轉動塊8安裝在底盆9上，底盆9安裝在下板組件10上；由上板組件1、下板組件10、上轉動塊4和下轉動塊8組合形成活動支座；在活動支座上安裝有彈塑性阻尼器7與速度鎖定器6組合體；彈塑性阻尼器7分別通過連接板2 與活動支座連接，通過中間連接板5與速度鎖定器6連接，形成一個彈塑性阻尼器7與速度鎖定器6和活動支座組合的組合橋梁支座。本發(fā)明的附加技術方案如下
優(yōu)選地，活動支座11的上板組件1安裝在梁底部，下板組件10安裝在橋墩支座墊石上。優(yōu)選地，彈塑性阻尼器7為2個，彈塑性阻尼器7外形似大寫字母E，由軟鋼加工而成，具有穩(wěn)定的滯回特性、良好的低周疲勞特性、不受環(huán)境溫度的影響等優(yōu)點；速度鎖定器6為2個，速度鎖定器6在低速時活塞桿可以自由移動，快速時，活塞桿鎖定。優(yōu)選地，速度鎖定器6安裝在底盆上。優(yōu)選地，上轉動塊4與下轉動塊8組合在一起形成一個球面的轉動副密封在底盆 9內部。優(yōu)選地，速度鎖定器6由端蓋16、缸體15、活塞桿12、密封圈13、硅脂14組成，且活塞桿12安裝在缸體15內，兩端為端蓋16，在端蓋16與活塞桿12接觸部分和端蓋16與缸體15連接部分設有密封圈13，在缸體15內腔灌注有硅脂14。實施例一
一種安裝在橋梁和橋墩之間用于承受垂向力的彈塑性阻尼器與速度鎖定器組合體支座；包括活動支座11、彈塑性阻尼器7和速度鎖定器6三大部件組成。支座承擔垂向載荷， 橋梁自重與車載等各種垂向載荷通過支座傳遞到橋墩，橋墩再傳遞到樁基、地面。上板組件 1安裝在梁底部，下板組件10安裝在橋墩支座墊石上。在橋梁正常工況下，本發(fā)明的作用于活動支座一致，當橋梁由溫度等原因引起蠕變時，本發(fā)明允許橋梁縱向緩慢移動。在地震發(fā)生時，本發(fā)明中的速度鎖定器6發(fā)生作用，速度鎖定器6快速執(zhí)行鎖定功能，速度鎖定器6 鎖定后，彈塑性阻尼器7的中間臂與速度鎖定器6鎖定連成一個整體；在地震力作用下，橋梁帶動上板組件1快速移動，上板組件1再把地震力傳遞到速度鎖定器6，速度鎖定器6最后把地震力傳遞到彈塑性阻尼器7的中間臂，隨著彈塑性阻尼器7的中間臂不斷地往返移動，彈塑性阻尼器7吸收并耗散地震能量。彈塑性阻尼器7理論上可耗散60%的地震能量， 大大地減小了地震對橋梁的破壞作用。具體工作原理如下
在正常情況下，當橋梁由溫度變化引起蠕變時，橋梁帶動上板組件1順橋向移動，由于速度鎖定器6的活塞桿安裝在上板組件1上，此時活塞桿與上板組件1同時順橋向移動；此刻速度鎖定器6的活塞桿與速度鎖定器6的缸體相對運動速度緩慢，速度鎖定器6不執(zhí)行鎖定功能，該工況下，彈塑性阻尼器7與連接板二 5處于相對靜止，彈塑性阻尼器不發(fā)生位移。在地震情況下，當橋梁由地震引起快速移動時，橋梁帶動上板組件1順橋向移動， 由于速度鎖定器6的活塞桿安裝在上板組件1上，此時活塞桿與上板組件1同時順橋向移動；由于速度鎖定器6的活塞桿與速度鎖定器6的缸體相對運動速度較快，速度鎖定器6迅速執(zhí)行鎖定功能，當橋梁繼續(xù)帶動上板組件1順橋向快速移動時，上板組件1通過速度鎖定器6的活塞桿、速度鎖定器6的缸體、連接板二 5帶動彈塑性阻尼器中間臂移動，彈塑性阻尼器進入耗能階段。
權利要求
1.一種地震時能耗散地震水平力作用的方法，其特征在于，采用彈塑性阻尼器與速度鎖定器與活動支座組合形成一種組合橋梁支座，通過組合橋梁支座在地震時耗散地震對橋梁的水平力作用。
2.如權利要求1所述的地震時能耗散地震水平力作用的方法，其特征在于，在正常情況下，當橋梁由溫度變化引起蠕變時，橋梁帶動活動支座的上板組件順橋向移動，此時與上板組件連接的速度鎖定器同時順橋向移動；但由于此刻速度鎖定器相對運動速度緩慢，速度鎖定器不執(zhí)行鎖定功能，該工況下，彈塑性阻尼器不發(fā)生位移。
3.如權利要求1所述的地震時能耗散地震水平力作用的方法，其特征在于，在地震情況下，當橋梁由地震引起快速移動時，橋梁帶動上板組件順橋向移動，此時與上板組件連接的速度鎖定器同時順橋向移動；且由于速度鎖定器的相對運動速度較快，速度鎖定器迅速執(zhí)行鎖定功能；當橋梁繼續(xù)帶動上板組件順橋向快速移動時，上板組件將通過速度鎖定器與彈塑性阻尼器連接的中間連接板的移動帶動彈塑性阻尼器，彈塑性阻尼器進入耗能階段，耗散地震對橋梁的水平力作用。
4.一種實現(xiàn)地震時能耗散地震水平力作用的方法的橋梁支座，包括活動支座，活動支座的上板組件安裝在上轉動塊上面，上轉動塊安裝在與之相配的下轉動塊上，上轉動塊與下轉動塊組合在一起形成一個球面的轉動副；下轉動塊安裝在底盆上，底盆安裝在下板組件上；由上板組件、下板組件、上轉動塊和下轉動塊組合形成活動支座；其特征在于，在活動支座上安裝有彈塑性阻尼器與速度鎖定器組合體；彈塑性阻尼器分別通過連接板與活動支座連接，通過中間連接板與速度鎖定器連接，形成一個彈塑性阻尼器與速度鎖定器和活動支座組合的組合橋梁支座。
5.如權利要求4所述的橋梁支座，其特征在于，活動支座的上板組件安裝在梁底部，下板組件安裝在橋墩支座墊石上。
6.如權利要求4所述的橋梁支座，其特征在于，彈塑性阻尼器為2個、速度鎖定器為2個。
7.如權利要求4所述的橋梁支座，其特征在于，速度鎖定器安裝在底盆上。
8.如權利要求4所述的橋梁支座，其特征在于，上轉動塊與下轉動塊組合在一起形成一個球面的轉動副密封在底盆內部。
9.如權利要求4所述的橋梁支座，其特征在于，速度鎖定器由端蓋、缸體、活塞桿、密封圈、硅脂組成，且活塞桿安裝在缸體內，兩端為端蓋，在端蓋與活塞桿接觸部分和端蓋與缸體連接部分設有密封圈，在缸體內腔灌注有硅脂。
全文摘要
一種地震時能耗散地震水平力作用的方法及橋梁支座，采用彈塑性阻尼器與速度鎖定器與活動支座組合形成一種組合橋梁支座，通過組合橋梁支座在地震時耗散地震對橋梁的水平力作用；在正常情況下，速度鎖定器緩慢移動，彈塑性阻尼器不發(fā)揮作用；地震情況下，速度鎖定器鎖定，帶動彈塑性阻尼器移動，彈塑性阻尼器由彈性階段迅速進入塑性階段，開始耗能，從而減少了地震能量對橋的破壞作用。本發(fā)明使得其既能滿足橋梁正常用工況，又能在地震時起保護橋梁的作用。
文檔編號E01D19/04GK102409609SQ20111028511
公開日2012年4月11日 申請日期2011年9月23日 優(yōu)先權日2011年9月23日
發(fā)明者侯海彪, 劉軍, 呂娜, 張鶴, 李文斌, 胡宇新, 許明杰, 郭紅鋒, 陳婭玲, 陳忠海 申請人:株洲時代新材料科技股份有限公司