本發(fā)明涉及橋梁及建筑等工程的減隔震，具體涉及一種摩擦擺支座及其等效半徑計算方法。

背景技術(shù)：

1、支座是橋梁建設(shè)中的重要組成部分，它作為橋梁與墩臺之間的連接單元，在日常工作時，可以正?；瑒蛹稗D(zhuǎn)動，釋放橋梁溫度載荷，在地震來臨時，可以減弱地震力對橋梁的作用，實現(xiàn)減隔震功能。如摩擦擺支座，利用鐘擺原理實現(xiàn)減隔震功能的支座，通過滑動界面摩擦消耗地震能量實現(xiàn)減震功能，通過球面擺動延長梁體運動周期實現(xiàn)隔震功能。

2、在一些特殊情況的橋梁設(shè)計與制造過程中，會對橋梁支座提出一些超常規(guī)設(shè)計參數(shù)的要求，即橋梁支座的現(xiàn)場安裝尺寸屬于常規(guī)要求，但支座的設(shè)計要求卻大幅超出常規(guī)的設(shè)計要求，常體現(xiàn)在產(chǎn)品高度上。如相關(guān)技術(shù)中，在相同的設(shè)計位移與等效半徑的條件下，常規(guī)摩擦擺支座高度為300mm左右，而某項目中橋墩已經(jīng)施工完成，高度要求不能超過240mm，在常規(guī)支座現(xiàn)場安裝尺寸的要求下，設(shè)計非常規(guī)要求的支座變得非常困難。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本申請?zhí)峁┮环N摩擦擺支座及其等效半徑計算方法，解決相關(guān)技術(shù)中在常規(guī)支座現(xiàn)場安裝尺寸的要求下難以設(shè)計非常規(guī)要求支座的技術(shù)問題。

2、第一方面，本申請實施例提供一種摩擦擺支座，所述摩擦擺支座包括自上而下依次布置的上座板、中座板、轉(zhuǎn)動板、以及滑動板，所述上座板具有環(huán)形凸臺，所述轉(zhuǎn)動板的側(cè)壁為第一凸球面，所述環(huán)形凸臺的內(nèi)表面與所述第一凸球面接觸，使得所述摩擦擺支座發(fā)生位移時所述環(huán)形凸臺的內(nèi)表面與所述第一凸球面發(fā)生相對滑動。

3、結(jié)合第一方面，在一種實施方式中，所述上座板還包括蓋設(shè)于所述環(huán)形凸臺的第一平板、以及設(shè)于所述第一平板靠近所述環(huán)形凸臺一側(cè)的第一鏡面不銹鋼板，所述中座板靠近所述上座板的一側(cè)嵌有第一平板滑動板，所述第一鏡面不銹鋼板與所述第一平板滑動板形成平面滑動摩擦副。

4、結(jié)合第一方面，在一種實施方式中，所述中座板背離所述上座板的一側(cè)為第一凹球面，嵌有球面轉(zhuǎn)動板。

5、結(jié)合第一方面，在一種實施方式中，所述轉(zhuǎn)動板靠近所述中座板的一側(cè)為第二凸球面，所述球面轉(zhuǎn)動板與所述第二凸球面形成轉(zhuǎn)動摩擦副。

6、結(jié)合第一方面，在一種實施方式中，所述第二凸球面的表面貼覆第二鏡面不銹鋼板或第一金屬鍍層，所述第二鏡面不銹鋼板或第一金屬鍍層與所述球面轉(zhuǎn)動板形成所述轉(zhuǎn)動摩擦副。

7、結(jié)合第一方面，在一種實施方式中，所述轉(zhuǎn)動板背離所述中座板的一側(cè)為第三凸球面，嵌有球面滑動板，所述滑動板靠近所述轉(zhuǎn)動板的一側(cè)為第二凹球面，所述球面滑動板與所述第二凹球面形成球面滑動摩擦副。

8、結(jié)合第一方面，在一種實施方式中，所述第二凹球面的表面貼覆第三鏡面不銹鋼板或第二金屬鍍層，所述第三鏡面不銹鋼板或第二金屬鍍層與所述球面滑動板形成所述轉(zhuǎn)動摩擦副。

9、結(jié)合第一方面，在一種實施方式中，所述轉(zhuǎn)動板的側(cè)壁自其背離所述中座板的一側(cè)向其靠近所述中座板的一側(cè)延伸形成。

10、結(jié)合第一方面，在一種實施方式中，所述摩擦擺支座還包括設(shè)于所述上座板和所述滑動板之間的擋圈或擋板。

11、第二方面，本申請實施例還提供一種摩擦擺支座的等效半徑計算方法，利用如上述任一所述的摩擦擺支座，等效半徑rc的計算公式為：

12、其中，rz為轉(zhuǎn)動板與上座板接觸點的運動軌跡的半徑；r為轉(zhuǎn)動半徑；r為滑動半徑；h為轉(zhuǎn)動板的最低點至最高點的距離。

13、本申請實施例提供的技術(shù)方案帶來的有益效果包括：

14、本申請?zhí)峁┮环N摩擦擺支座，通過上座板的環(huán)形凸臺與轉(zhuǎn)動板的第一凸球面接觸，使得摩擦擺支座發(fā)生位移時環(huán)形凸臺與第一凸球面發(fā)生相對滑動，在上述過程中，改變了現(xiàn)有的力的傳遞方式，上座板直接將力作用于轉(zhuǎn)動板上，相較于現(xiàn)有摩擦擺支座，在相同的設(shè)計位移和等效半徑的情況下，本申請?zhí)峁┑哪Σ翑[支座的水平回復(fù)力更大，可以降低支座高度，從而設(shè)計出非常規(guī)要求支座并滿足支座現(xiàn)場安裝尺寸的要求。

技術(shù)特征：

1.一種摩擦擺支座，其特征在于，所述摩擦擺支座(2)包括自上而下依次布置的上座板(21)、中座板(22)、轉(zhuǎn)動板(23)、以及滑動板(24)，所述上座板(21)具有環(huán)形凸臺(211)，所述轉(zhuǎn)動板(23)的側(cè)壁為第一凸球面(231)，所述環(huán)形凸臺(211)的內(nèi)表面與所述第一凸球面(231)接觸，使得所述摩擦擺支座(2)發(fā)生位移時所述環(huán)形凸臺(211)的內(nèi)表面與所述第一凸球面(231)發(fā)生相對滑動。

2.如權(quán)利要求1所述的摩擦擺支座，其特征在于，所述上座板(21)還包括蓋設(shè)于所述環(huán)形凸臺(211)的第一平板(212)、以及設(shè)于所述第一平板(212)靠近所述環(huán)形凸臺(211)一側(cè)的第一鏡面不銹鋼板(213)，所述中座板(22)靠近所述上座板(21)的一側(cè)嵌有第一平板滑動板(221)，所述第一鏡面不銹鋼板(213)與所述第一平板滑動板(221)形成平面滑動摩擦副。

3.如權(quán)利要求1所述的摩擦擺支座，其特征在于，所述中座板(22)背離所述上座板(21)的一側(cè)為第一凹球面(222)，嵌有球面轉(zhuǎn)動板(223)。

4.如權(quán)利要求3所述的摩擦擺支座，其特征在于，所述轉(zhuǎn)動板(23)靠近所述中座板(22)的一側(cè)為第二凸球面(232)，所述球面轉(zhuǎn)動板(223)與所述第二凸球面(232)形成轉(zhuǎn)動摩擦副。

5.如權(quán)利要求4所述的摩擦擺支座，其特征在于，所述第二凸球面(232)的表面貼覆第二鏡面不銹鋼板或第一金屬鍍層，所述第二鏡面不銹鋼板或第一金屬鍍層與所述球面轉(zhuǎn)動板(223)形成所述轉(zhuǎn)動摩擦副。

6.如權(quán)利要求1所述的摩擦擺支座，其特征在于，所述轉(zhuǎn)動板(23)背離所述中座板(22)的一側(cè)為第三凸球面(233)，嵌有球面滑動板(234)，所述滑動板(24)靠近所述轉(zhuǎn)動板(23)的一側(cè)為第二凹球面(241)，所述球面滑動板(234)與所述第二凹球面(241)形成球面滑動摩擦副。

7.如權(quán)利要求6所述的摩擦擺支座，其特征在于，所述第二凹球面(241)的表面貼覆第三鏡面不銹鋼板或第二金屬鍍層，所述第三鏡面不銹鋼板或第二金屬鍍層與所述球面滑動板(234)形成所述轉(zhuǎn)動摩擦副。

8.如權(quán)利要求1所述的摩擦擺支座，其特征在于，所述轉(zhuǎn)動板(23)的側(cè)壁自其背離所述中座板(22)的一側(cè)向其靠近所述中座板(22)的一側(cè)延伸形成。

9.如權(quán)利要求1所述的摩擦擺支座，其特征在于，所述摩擦擺支座(2)還包括設(shè)于所述上座板(21)和所述滑動板(24)之間的擋圈或擋板(25)。

10.一種摩擦擺支座的等效半徑計算方法，其特征在于，利用如權(quán)利要求1-9任一所述的摩擦擺支座(2)，

技術(shù)總結(jié)
本申請涉及一種摩擦擺支座，所述摩擦擺支座包括自上而下依次布置的上座板、中座板、轉(zhuǎn)動板、以及滑動板，所述上座板具有環(huán)形凸臺，所述轉(zhuǎn)動板的側(cè)壁為第一凸球面，所述環(huán)形凸臺的內(nèi)表面與所述第一凸球面接觸，使得所述摩擦擺支座發(fā)生位移時所述環(huán)形凸臺的內(nèi)表面與所述第一凸球面發(fā)生相對滑動。本申請?zhí)峁┮环N摩擦擺支座，通過上座板的環(huán)形凸臺與轉(zhuǎn)動板的第一凸球面接觸，改變了現(xiàn)有的力的傳遞方式，上座板直接將力作用于轉(zhuǎn)動板上，相較于現(xiàn)有摩擦擺支座，在相同的設(shè)計位移和等效半徑的情況下，本申請?zhí)峁┑哪Σ翑[支座的水平回復(fù)力更大，可以降低支座高度，從而設(shè)計出非常規(guī)要求支座并滿足支座現(xiàn)場安裝尺寸的要求。

技術(shù)研發(fā)人員：阮懷圣,冷新云,夏俊勇,孔令俊,寧響亮,田楊,王帆,屈愛平
受保護的技術(shù)使用者：中鐵大橋勘測設(shè)計院集團有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19