減隔震拉桿支座的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及橋梁或建筑結(jié)構(gòu)的支承裝置，特別涉及一種能減輕地震對橋梁破壞能力的減隔震拉桿支座。
【背景技術(shù)】
[0002]橋梁通常都可以區(qū)分為下部結(jié)構(gòu)和上部結(jié)構(gòu)兩大部分，上、下兩部分結(jié)構(gòu)依賴支座來連接。于是，橋梁的抗震措施，支座就成為一個值得關(guān)注的節(jié)點(diǎn)。橋梁或其它結(jié)構(gòu)物的防震措施，目的在于防止或減輕地震對結(jié)構(gòu)所帶來的破壞。早期采用的是加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的整體性，采用硬扛的做法，結(jié)構(gòu)可以倒塌，但不會散架。其后，隨著研宄深入，發(fā)現(xiàn)采用柔性的化解手段，更為經(jīng)濟(jì)。所謂柔性化解，就是在地震力在結(jié)構(gòu)的傳遞過程中，設(shè)置一些柔性的節(jié)點(diǎn)，延緩、減小、或隔斷地震力的傳遞，從而保證了結(jié)構(gòu)的安全，減少生命和財(cái)產(chǎn)的損失。
[0003]橋梁上的支座，除用來傳遞上部荷載到下部墩、臺，以及適應(yīng)有限的轉(zhuǎn)角外，按其容許承擔(dān)水平位移的功能分為3類。a類，固定支座，通常代號為GD，這類支座在順橋向和橫橋向都不容許出現(xiàn)支座上下兩部分之間的相對水平位移，可以用來承受因溫度，車輛制動所帶來的水平力；b類，單向活動支座，通常代號為DX，這類支座僅容許在指定方向出現(xiàn)相對水平位移，在限制出現(xiàn)水平位移的方向，則可以承受水平力；(:類，雙向活動支座，通常代號為SX，這類支座在任何水平方向都可以出現(xiàn)位移，但不能用來承受水平荷載(在這里，為便于陳述，暫時略去了原始摩阻力的影響)。
[0004]以四跨連續(xù)梁為例，中間為制動墩，墩上配置I臺固定支座GD和I臺側(cè)向活動支座DX，其余墩臺上，在GD —側(cè)配置順橋向單向活動支座DX，在另一側(cè)配置雙向活動支座SX。如此配置，順橋向水平力全部由制動墩上的固定支座GD和側(cè)向安裝的DX承受，其余的活動支座則承擔(dān)了水平位移的協(xié)調(diào)，防止出現(xiàn)溫度應(yīng)力。
[0005]平常情況下，這種支座配置方案完全能夠滿足要求，可是遇到地震，就會出現(xiàn)一些問題。地震給橋梁帶來地震水平力，其數(shù)值遠(yuǎn)大于車輛制動力，如果地震力全部分配到唯一的制動墩上，即便支座可以承受，橋墩也得相應(yīng)加固。為了尋求一個經(jīng)濟(jì)合理的抗震方案，目前已經(jīng)研發(fā)、使用了多種減隔震裝置。這類裝置，有的是利用支座本身所用材料的粘滯性能，也有的是利用支座部件鋼材的抗彎或抗剪性能，被稱為整體型減隔震裝置，例如:鉛芯橡膠支座，高阻尼橡膠支座，摩擦擺式減隔震支座。有的是在一般的支座外，另外再加設(shè)各種阻尼器，稱為分離型減隔震裝置，這類裝置有:橡膠支座+金屬阻尼器，橡膠支座+摩擦阻尼器，橡膠支座+黏性材料阻尼器。利用這種裝置，都可以防止固定支座或制動墩承受超限的水平力，也可以在地震中自動提高活動支座的水平抗力，充分利用連續(xù)梁下其余墩臺的抗震潛能。
[0006]摩擦擺式減隔震支座以及其它類似裝置，以球形鋼支座為主體的減隔震支座，都有兩種工作模式:正常使用工作模式和減隔震工作模式，所謂正常使用工作模式，支座的表現(xiàn)和前述固定支座，單向支座，雙向支座無異，如一旦進(jìn)入減隔震工作模式，支座的功能就和正常使用工作模式截然不同，原來的固定支座也能容許出現(xiàn)水平變位，原來的活動支座，在產(chǎn)生水平變位時，其阻力除了原先相對較小的臨界滑動摩擦力外，也會增加其它的抗力。如此這般，連續(xù)梁體系中，制動墩上支座的水平抗力就會分擔(dān)到全體支座上，從而發(fā)揮了非制動墩的抗地震水平力的潛能，收到避免和減輕震害的效果。
[0007]所有這類以球形鋼支座為主體的減隔震鋼支座，其工作模式的轉(zhuǎn)變，都需要一個激發(fā)點(diǎn)。
[0008]目前所見，對于其中的固定型減隔震支座，激發(fā)點(diǎn)普遍來自在支座中所設(shè)置的抗剪銷軸，當(dāng)抗剪銷軸被超限的地震水平力剪斷，固定支座進(jìn)入減隔震工作模式，成為一種活動支座。對于其中的活動型減隔震支座，以目前應(yīng)用較多的摩擦擺式活動支座的構(gòu)造為例，則需要水平位移和地震力這兩個指標(biāo)同時超限，剪力銷軸才能被剪斷，進(jìn)入減隔震工作模式。
[0009]對于以球形鋼支座為主體的固定型減隔震支座，一旦剪力銷軸被剪斷，銷軸對水平位移的抗力瞬間消失，剩余的只是支座水平摩擦副的臨界滑動摩擦力Fmax，按相關(guān)規(guī)范《公路橋梁抗震設(shè)計(jì)細(xì)則》JTG/T B02-01-2008規(guī)定，F(xiàn)max=0.02R，其中R為支座所承擔(dān)的上部結(jié)構(gòu)重力，0.02為滑動摩擦系數(shù)，F(xiàn)max的數(shù)值相對來說比較小的。也就是，抗剪銷軸剪斷后，使用抗剪軸銷的固定型減隔震支座立馬轉(zhuǎn)變?yōu)楹唵蔚幕顒又ё?。在這過程中，支座的位移-抗力曲線出現(xiàn)斷崖般跌落，出現(xiàn)沖擊。
[0010]所以，有的學(xué)者將這種超限保護(hù)手段--抗剪銷軸，形象化地看作是一種類似電力線路中的熔斷裝置，最簡單的熔斷裝置就是俗稱的保險(xiǎn)絲。電流超荷，保險(xiǎn)絲熔斷，其后面的電力設(shè)施，全部黑燈瞎火。歐洲標(biāo)準(zhǔn)化委員會在《減震、隔震裝置》標(biāo)準(zhǔn)EN15129-2009中，對軸銷剪斷荷載規(guī)定的公差限值推薦為±15%，這個公差范圍看來是比較大的。
[0011]對于以球形鋼支座為主體的活動型減隔震支座，也存在一些不確定因素。主要在于:活動型支座容許水平位移數(shù)值的取定過程。這指標(biāo)通常以土毫米值來表達(dá)，主要是指在極端最高和極端最低溫度時，和平均溫度相比，支座上、下兩部分所可能出現(xiàn)的相對水平位移量，為了確保安全，在計(jì)算時還會增加一個放大系數(shù)，這方面的計(jì)算，可參見《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》JTCD62-2004的相關(guān)章節(jié)。而相關(guān)支座標(biāo)準(zhǔn)中，對支座的容許活動量又規(guī)定了不同的步進(jìn)階梯，《公路橋梁盆式支座》JT/T 391-2009和《橋梁球型支座》GBT 17955-2009，活動支座的順橋向活動量都規(guī)定按±50mm步進(jìn)，共分6級，由±50mm逐級步進(jìn)到±300mm。《公路橋梁摩擦擺式減隔震支座》JT/T 852-2013更放寬為活動量按± 10mm步進(jìn)，由± 10mm開始，分4級步進(jìn)到±400mm。在計(jì)算支座的活動量時已經(jīng)被一再加碼放大，而采用支座時，又來一次粗線條的飛躍。所以，最后所選用的支座，其在正常運(yùn)營過程中的水平位移值超過所選定的容許值幾乎是不可能的。所以活動型摩擦擺式減隔震支座工作模式轉(zhuǎn)換的2個條件-活動量到達(dá)限值和地震水平力同時到達(dá)極值是否能夠出現(xiàn)，值得再探討。
[0012]比較理想的減隔震支座，其工作模式的轉(zhuǎn)換過程，其一應(yīng)該是水平抗力穩(wěn)步增長，但是對其上限加以限制，就好比空氣壓縮裝置中儲氣罐上面裝的排氣閥，當(dāng)氣壓表到達(dá)大指定氣壓，排氣閥打開，保持壓力穩(wěn)定，而不是將儲氣罐放空。其二，轉(zhuǎn)換點(diǎn)的公差范圍應(yīng)當(dāng)盡可能縮小變窄。其三，地震后損壞的零部件應(yīng)當(dāng)便于更換。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013]本實(shí)用新型的目的是提供一種整體型減隔震裝置-減隔震拉桿支座，主要解決現(xiàn)有固定型或活動型減隔震支座存在的突變沖擊及公差范圍較寬的技術(shù)問題。本實(shí)用新型主要用于橋梁減隔震設(shè)計(jì)，防止或減輕橋梁震害。
[0014]本實(shí)用新型的技術(shù)方案為:減隔震拉桿支座，以一種單向球型鋼支座為主體，其特征是:單向球型鋼支座的頂板是鑲嵌在底座兩側(cè)的一對擋塊之間，以擋塊作為導(dǎo)向?qū)崿F(xiàn)單向水平位移；
[0015]所述頂板是一塊呈工字型的平板；頂板的四個頂板翼端各留出一個順橋向的圓孔，所述擋塊上也個留出一個順橋向的圓孔，頂板翼端的圓孔和擋塊上的圓孔同軸而且平行于支座的主位移方向；在頂板翼端的圓孔和擋塊上的圓孔穿有拉桿，在拉桿的兩端和中間安裝有錨具。
[0016]所述拉桿的截面呈圓形；所述錨具有兩種型號:常閉型和常開型。在拉桿的端部和中間安裝常閉型錨具，得到固定型減隔震拉桿支座；在拉桿兩端安裝常閉型錨具，中間安裝常開型錨具，得到單向活動型減隔震拉桿支座；
[0017]在擋塊和頂板靠接處留有2?3mm的間隙，能容許支座適應(yīng)橫橋向的少量水平位移；拉桿的軸線和支座的主位移軸線平行。
[0018]所述常閉型錨具的倒錐臺型錨圈套在拉桿上，與錨圈外表面匹配的夾片壓入錨圈，在錨圈外設(shè)有固定在孔口的護(hù)筒，護(hù)筒后端設(shè)有后蓋，在后蓋外側(cè)設(shè)有孔用擋圈，在后蓋內(nèi)側(cè)和夾片端部設(shè)有內(nèi)凹壓板，彈簧套在拉桿上卡入壓板。
[0019]所述常開型錨具的倒錐臺型錨圈套在拉桿上，與錨圈外表面匹配的夾片壓入錨圈，在錨圈外設(shè)有固定在孔口的護(hù)筒，在護(hù)筒的中間設(shè)有擋圈，擋圈與護(hù)筒通過定位銷固定，護(hù)筒后端設(shè)有后蓋，在后蓋外側(cè)設(shè)有孔用擋圈，在后蓋內(nèi)側(cè)和擋圈外側(cè)設(shè)有內(nèi)凹的后壓板和前壓板，彈簧套在拉桿上卡入前壓板和后壓板的凹槽，在前壓板、擋圈和夾片端部開孔，三者通過夾片連桿連接固定。
[0020]本實(shí)用新型的有益效果是:本實(shí)用新型出發(fā)點(diǎn)是取消抗剪軸銷，提高減隔震支座在平常工作模式轉(zhuǎn)換到減隔震工作模式時的靈敏度和準(zhǔn)確度，同時也解決了地震中抗剪銷軸被剪斷后，支座的水平抗力在失去了銷軸的抗剪力后，瞬間跌落到支座中水平摩擦副的初始滑動摩擦力，位移抗力曲線出現(xiàn)斷崖式跌落，帶來沖擊的問題。本實(shí)用新型拉桿減隔震支座工作模式轉(zhuǎn)換時，支座的水平抗力不會驟然跌落，而是穩(wěn)步升高。震后需要更換的部件僅僅是位于支座兩側(cè)、目視可見、抬手就可觸及的拉桿，更換工作極為方便，完全不需要頂起上部結(jié)構(gòu)。
【附圖說明】
[0021]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例1結(jié)構(gòu)示意主視圖。
[0022]圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例1結(jié)構(gòu)示意俯視局剖圖。
[0023]圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例1結(jié)構(gòu)示意左視半截圖。
[0024]圖4為本