利用搖擺滾動(dòng)裝置和鋼板耗能器的新型墩底減隔震支座的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了利用搖擺滾動(dòng)裝置和鋼板耗能器的新型墩底減隔震支座，包括：上支座板、下支座板、支座體，上支座板、下支座板和支座體通過(guò)突出半球與半球凹槽進(jìn)行嵌入裝配，又將支座體的半球凹槽外沿四周加工為水平面，并向四周逐漸轉(zhuǎn)化為球面，實(shí)現(xiàn)搖擺-滾動(dòng)機(jī)制，又通過(guò)鋼板耗能器罩至于下支座板與上支座板之間間隙外部形成耗能機(jī)構(gòu)；采用上述技術(shù)方案的本發(fā)明，通過(guò)搖擺-滾動(dòng)機(jī)制減輕上部橋梁結(jié)構(gòu)承受的地震作用，通過(guò)耗能機(jī)構(gòu)消耗地震能量，且便于震后修復(fù)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】利用搖擺滾動(dòng)裝置和鋼板耗能器的新型墩底減隔震支座

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及新型橋梁結(jié)構(gòu)體系，特別涉及利用搖擺滾動(dòng)裝置和鋼板耗能器的新型墩底減隔震支座。

【背景技術(shù)】
[0002]國(guó)內(nèi)外歷次大地震都造成了嚴(yán)重的橋墩震害并引起橋梁倒塌，利用減隔震技術(shù)減小橋墩及上部結(jié)構(gòu)承受的地震力，并最終提高橋梁抗震能力，對(duì)保證交通生命線安全具有十分重要的意義。利用減隔震裝置以提高橋梁抗震能力的思路是非常有應(yīng)用前景的一種技術(shù)。
[0003]目前常用的橋梁減隔震裝置多設(shè)置于橋墩頂部，這種方法對(duì)墩頂剛接的橋梁不適用，并且震后損壞的橋墩難以修復(fù)。提出新型的減隔震裝置，減輕橋墩的地震損傷且損害的橋墩可快速修復(fù)，一直是工程師們追求的目標(biāo)，也是沒(méi)有解決好的問(wèn)題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明針對(duì)上述技術(shù)問(wèn)題，提出一種采用搖擺滾動(dòng)裝置和鋼板耗能器的新型墩底減隔震支座。
[0005]為達(dá)到以上目的，通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0006]利用搖擺滾動(dòng)裝置和鋼板耗能器的新型墩底減隔震支座，包括:
[0007]固定于橋墩下端面的上支座板，固定于基礎(chǔ)上端面的下支座板，夾持于上支座板與下支座板之間的支座體，以及設(shè)置于下支座板與上支座板之間的鋼板耗能器；
[0008]鋼板耗能器罩至于下支座板與上支座板之間間隙外部形成用于容納支座體的容納腔；
[0009]支座體上端表面和下端表面分別設(shè)置有半球凹槽I和半球凹槽II，半球凹槽I和半球凹槽II中心線與支座體中心軸線重合，且半球凹槽I和半球凹槽II以支座體中心軸向?yàn)閰⒄蛰S向相對(duì)設(shè)置；
[0010]半球凹槽I和半球凹槽II的外沿四周為水平面，并向四周逐漸轉(zhuǎn)化為球面；
[0011]上支座板下端面設(shè)置有用于嵌入半球凹槽I的凸出半球體I ;下支座板上端面設(shè)置有用于嵌入半球凹槽II的凸出半球體II ;
[0012]鋼板耗能器采用低屈服強(qiáng)度鋼板，每一塊鋼板上端和下端通過(guò)螺栓組件分別與上支座板和下支座板固定，且每一塊鋼板上開(kāi)有豎孔。
[0013]采用上述技術(shù)方案的本發(fā)明:
[0014]1.上支座板、下支座板和支座體組成了新型墩底減隔震支座的豎向傳力機(jī)構(gòu)，可承受橋墩正常使用狀態(tài)下的豎向力，并在強(qiáng)震下發(fā)生搖擺-滾動(dòng)機(jī)制，大大減輕上部結(jié)構(gòu)承受的地震力，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)大震下橋墩免于損傷。
[0015]2.凸出半球體保證了地震下支座發(fā)生搖擺-滾動(dòng)機(jī)制后的自復(fù)位能力，并能提供支座的側(cè)向抗剪承載力。
[0016]3.鋼板耗能器在地震下提供新型墩底減隔震支座的耗能能力。
[0017]4.地震作用下，新型墩底減隔震支座的損傷將集中于鋼板耗能器，并且損壞的鋼板耗能器可快速替換，從而迅速恢復(fù)新型墩底減隔震支座的抗震能力。
[0018]5.新型墩底減隔震支座實(shí)現(xiàn)了 “功能分離”的抗震設(shè)計(jì)理念，上支座板、下支座板和支座體組成了新型墩底減隔震支座的豎向傳力機(jī)構(gòu)，而鋼板耗能器則主要用于耗能。
[0019]6.采用新型墩底減隔震支座后，上部橋墩與墩底減隔震支座均可以工廠預(yù)制，現(xiàn)場(chǎng)僅需安裝即可，可大大加快施工進(jìn)度，減少施工過(guò)程對(duì)交通和周?chē)h(huán)境的影響。
[0020]與傳統(tǒng)橋梁支座相比，本發(fā)明具有3個(gè)突出優(yōu)點(diǎn)，其一是由于新型墩底減隔震支座搖擺-滾動(dòng)機(jī)制的發(fā)生，將大大減輕橋墩承受的地震力，減輕了橋梁結(jié)構(gòu)震害。其二，采用了新型墩底減隔震支座后，可實(shí)現(xiàn)橋墩的工廠預(yù)制，現(xiàn)場(chǎng)僅需拼裝，可大大加快施工進(jìn)度，減少施工過(guò)程對(duì)城市交通和環(huán)境帶來(lái)的不利影響；其三，由于新型墩底減隔震支座采用了“功能分離”的設(shè)計(jì)理念，耗能能力通過(guò)鋼板耗能器保證，且震后損壞的鋼板耗能器可快速替換，實(shí)現(xiàn)了橋墩抗震設(shè)計(jì)損傷可控、可修的目標(biāo)。
[0021]上述說(shuō)明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段，而可依照說(shuō)明書(shū)的內(nèi)容予以實(shí)施，并且為了讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更明顯易懂，以下特舉較佳實(shí)施例，并配合附圖，詳細(xì)說(shuō)明如下。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0022]本發(fā)明共4幅附圖，其中:
[0023]圖1為本發(fā)明的新型壤底減隔震支座俯視結(jié)構(gòu)不意圖。
[0024]圖2為本發(fā)明的新型墩底減隔震支座剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]圖3為本發(fā)明的鋼板耗能器其中一塊鋼板固定視圖。
[0026]圖4為本發(fā)明的橋墩與基礎(chǔ)裝配后側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0027]圖中:1、上支座板，2、下支座板，3、支座體，3.1、半球凹槽I，3.2、半球凹槽II，4.1、凸出半球體I，4.2、凸出半球體II，5、鋼板耗能器，6、螺栓組件，7、橋墩，8、基礎(chǔ)，A、容納腔。

【具體實(shí)施方式】
[0028]如圖1、圖2、圖3和圖4所示的利用搖擺滾動(dòng)裝置和鋼板耗能器的新型墩底減隔震支座，包括:基礎(chǔ)8和橋墩7，還包括，
[0029]固定于橋墩7下端面的上支座板1，固定于基礎(chǔ)8上端面的下支座板2，夾持于上支座板I與下支座板2之間的支座體3，以及設(shè)置于下支座板2與上支座板I之間的鋼板耗能器5;
[0030]鋼板耗能器5罩至于下支座板2與上支座板I之間間隙外部形成用于容納支座體3的容納腔A ；
[0031]支座體3上端表面和下端表面分別設(shè)置有半球凹槽I 3.1和半球凹槽II 3.2，半球凹槽I 3.1和半球凹槽II 3.2中心線與支座體3中心軸線重合，且半球凹槽I 3.1和半球凹槽II 3.2以支座體3中心軸向?yàn)閰⒄蛰S向相對(duì)設(shè)置；
[0032]半球凹槽I 3.1和半球凹槽II 3.2的外沿四周為水平面，并向四周逐漸轉(zhuǎn)化為球面，即水平面與下支座板2與上支座板I對(duì)應(yīng)部分表面貼合，構(gòu)成支撐部分，球面用于實(shí)現(xiàn)搖擺；
[0033]上支座板I下端面設(shè)置有用于嵌入半球凹槽I 3.1的凸出半球體I 4.1 ;下支座板2上端面設(shè)置有用于嵌入半球凹槽II 3.2的凸出半球體II 4.2;
[0034]鋼板耗能器5采用低屈服強(qiáng)度鋼板，每一塊鋼板上端和下端通過(guò)螺栓組件6分別與上支座板I和下支座板2固定，且每一塊鋼板上開(kāi)有豎孔。
[0035]采用上述技術(shù)方案的本發(fā)明:
[0036]1.上支座板、下支座板和支座體組成了新型墩底減隔震支座的豎向傳力機(jī)構(gòu)，可承受橋墩正常使用狀態(tài)下的豎向力，并在強(qiáng)震下發(fā)生搖擺-滾動(dòng)機(jī)制(支座體的上、下端面球面以及上支座板和下支座板與支座體通過(guò)突出半球體嵌入配合形成，如圖2所示。)，大大減輕上部結(jié)構(gòu)承受的地震力，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)大震下橋墩免于損傷。
[0037]2.凸出半球體保證了地震橋墩相對(duì)于基礎(chǔ)發(fā)生搖擺-滾動(dòng)機(jī)制后的自復(fù)位能力，即發(fā)生搖擺后對(duì)應(yīng)位置鋼板耗能器的鋼板會(huì)發(fā)生形變耗能，地震停止后可將橋墩與基礎(chǔ)回正，回正過(guò)程通過(guò)凸出半球體與支座體的半球凹槽實(shí)現(xiàn)，然后再重新更換掉鋼板耗能器已經(jīng)形變的鋼板，進(jìn)而完成恢復(fù)；同時(shí)能提供支座的側(cè)向抗剪承載力。
[0038]3.鋼板耗能器在地震下提供新型墩底減隔震支座的耗能能力。
[0039]4.地震作用下，新型墩底減隔震支座的損傷將集中于鋼板耗能器，并且損壞的鋼板耗能器可快速替換，從而迅速恢復(fù)新型墩底減隔震支座的抗震能力。
[0040]5.新型墩底減隔震支座實(shí)現(xiàn)了 “功能分離”的抗震設(shè)計(jì)理念，上支座板、下支座板和支座體組成了新型墩底減隔震支座的豎向傳力機(jī)構(gòu)，而鋼板耗能器則主要用于耗能。
[0041]6.采用新型墩底減隔震支座后，上部橋墩與墩底減隔震支座均可以工廠預(yù)制，現(xiàn)場(chǎng)僅需安裝即可，可大大加快施工進(jìn)度，減少施工過(guò)程對(duì)交通和周?chē)h(huán)境的影響。
[0042]以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上的限制，雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本專(zhuān)業(yè)的技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)可利用上訴揭示的技術(shù)內(nèi)容做出些許更動(dòng)或修飾為等同變化的等效實(shí)施例，但凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所做的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.利用搖擺滾動(dòng)裝置和鋼板耗能器的新型墩底減隔震支座，包括: 固定于橋墩(7)下端面的上支座板(1),固定于基礎(chǔ)(8)上端面的下支座板(2),夾持于上支座板(1)與下支座板(2)之間的支座體(3),以及設(shè)置于下支座板(2)與上支座板(1)之間的鋼板耗能器(5)； 所述鋼板耗能器(5)罩至于下支座板(2)與上支座板(1)之間間隙外部形成用于容納支座體⑶的容納腔㈧； 所述支座體⑶上端表面和下端表面分別設(shè)置有半球凹槽I (3.1)和半球凹槽II (3.2),^^^^1 (3.1)和半球凹槽II (3.2)中心線與支座體(3)中心軸線重合，且半球凹槽I (3.1)和半球凹槽II (3.2)以支座體⑶中心軸向?yàn)閰⒄蛰S向相對(duì)設(shè)置； 半球凹槽I (3.1)和半球凹槽II (3.2)的外沿四周為水平面，并向四周逐漸轉(zhuǎn)化為球面； 所述上支座板(1)下端面設(shè)置有用于嵌入半球凹槽I (3.1)的凸出半球體I (4.1)；所述下支座板(2)上端面設(shè)置有用于嵌入半球凹槽II (3.2)的凸出半球體II (4.2)； 所述鋼板耗能器(5)采用低屈服強(qiáng)度鋼板，每一塊鋼板上端和下端通過(guò)螺栓組件(6)分別與上支座板(1)和下支座板(2)固定，且每一塊鋼板上開(kāi)有豎孔。
【文檔編號(hào)】E01D19/04GK104499426SQ201410729893
【公開(kāi)日】2015年4月8日 申請(qǐng)日期:2014年12月3日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月3日
【發(fā)明者】孫治國(guó), 王東升, 石巖, 華承俊 申請(qǐng)人:大連海事大學(xué)