[发明专利]长大桥梁三球面摩擦滑动隔震支座

说明书

技术领域

本发明涉及桥梁支座装置，尤其是涉及一种应用于长大桥梁的可以自动变刚度和阻尼的三球面摩擦滑动隔震支座。

背景技术

在地震区修建桥梁，特别是长大桥梁时，必须考虑潜在地震对桥梁的影响，对桥梁进行抗震设计并要特别重视桥梁结构抗震细部构造措施。桥梁抗震设计主要包括三大类，一类是传统的桥梁抗震设计，就是通过结构构件来抵抗并消耗地震能量，设计时将地震作用作为一种外加荷载，与作用在结构上的其它荷载进行组合来设计和验算结构是否满足设计和使用要求；二是桥梁隔震设计，就是通过引入隔震装置来延长结构的周期，达到改变结构动力特性的目的，以避开地震能量相对集中的频段，并利用耗能装置来抑制结构的位移，从而达到全面降低结构动力响应的目的；另外就是主动，半主动控制等，由于使用条件较为苛刻，应用较少。对桥梁隔震设计来说，隔震支座的性能决定了隔震体系的隔震效果与抗震性能，因而研发出高性能的减隔震支座成了隔震技术中的关键问题，使得隔震支座不但具有普通桥梁支座功能，即作为联系桥梁结构上、部结构的重要构件，将桥梁结构上部的荷载传递给下部结构，而且有一定的转动和变位能力，更重要的是还应具备良好的减隔震作用。

目前，用于桥梁及其它构筑物的减隔震装置主要有叠层橡胶支座、铅芯橡胶支座、高阻尼橡胶支座、摩擦摆系统以及各种阻尼器等耗能装置。这些支座在应于长大桥梁时，均存在不足之处。

各种橡胶支座由于竖向承载力较低，耐久性较差，不能应用于上部结构很重并对水平位移要求较大的长大桥梁中。

摩擦摆系统对中小跨径桥梁有较好的使用效果，但是由于单一摩擦面，在支座运动过程中，其刚度和阻尼特性不能改变，无自适应性能。在强地震作用下，水平位移幅值受到限制，难以保证在强震作用下长大桥梁上下部结构大位移的需要。

发明内容

为了克服上述存在的缺陷，本发明提供了一种长大桥梁三球面摩擦滑动隔震支座，解决了工程上亟待解决的承载能力高、耐久性能好，能自动变刚度和阻尼，在强震作用下水平位移幅值大的减隔震支座，以满足抗震要求高的长大桥梁。

本发明的提供的一种长大桥梁三球面摩擦滑动隔震支座，由上支座板，上、下两球缺组成的活动滑块，中间滑动盘以及下支座板组成，其特征在于：上支座板凹球面通过上、下两球缺组成的活动滑块和中间滑动盘凹球面相接，活动滑块的上球缺坐落于下球缺的凹缺中，上、下两球缺分别具有凸球面，中间滑动盘凸球面与下支座板凹球面相接。

上支座板凹球面、中间滑动盘凹球面以及下支座板凹球面均镀致密铬层不锈钢板。

活动滑块的上、下凸球面以及中间滑动盘凸球面均镶嵌聚四氟乙烯滑板。

上、下球缺凸球面的曲率半径分别与上支座板凹球面和中间滑动盘凹球面曲率半径相同，中间滑动盘凸球面曲率半径与下支座板凹球面曲率半径相同，且上支座板凹球面的率曲半径最大，中间滑动盘的凹球面曲率半径最小。

本发明提供了一种长大桥梁三球面摩擦滑动隔震支座，在正常使用状况下，长大桥梁三球面摩擦滑动隔震支座将桥梁上部荷载均匀地传递到下部结构，滑块的上、下球缺间的自由转动来适应上部结构因徐变和温度变化所起转动，取到普通支座的作用；另一方面，在地震时，通过滑块在不同曲率半径的球面上摩擦滑动，自适应性行为强，起到良好减隔震效果，进而减小或隔离地震对大跨度桥梁的影响。

本发明在可计算和控制的位移范围内，滑块通过三个球面的自适应行为来自动的改变支座的刚度和阻尼，对于多性能目标或多水准地震动，这种自适性有利于分别优化给定的隔震体系。该支座结构简单，竖向承载力大，耐久性好，减隔震机理明确，尤其对提高大跨度桥梁以及其它的大型构筑物的抗震性能作用明显。

附图说明

图1是本发明长大桥梁三球面摩擦滑动隔震支座的结构示意图。

附图标记说明：

1-上支座板；2-镀致密铬层不锈钢板；3-聚四氟乙烯滑板；4-上球缺；5-下球缺；6-下支座板；7-中间滑动盘。

具体实施方式

长大桥梁三球面摩擦滑动隔震支座是在普通的球型支座基础上，增加了中间滑动盘，从而形成三个滑动摩擦球面、自适应性能强的一种新型减隔震支座，主要用于抗震性能要求高的长大桥梁。