[发明专利]抗拔双向滑动摩擦支座

说明书

技术领域

本发明涉及桥梁、渡槽，建筑以及其它构筑物的减隔震支座装置，尤其是涉及抗拔双向滑动摩擦支座。

背景技术

在地震区修建桥梁、渡槽、建筑以及其它大型构筑物时，为了减轻潜在地震威胁，必须对这类构筑物进行抗震设计，其中，采取隔震设计是减小构筑物地震损伤破坏的有效方式之一，隔震技术就是通过在构筑物底部和基础顶面之间设置刚度较小的隔震层，以降低结构的基本频率，延长其振动周期，从而避开地震动的主要能量频带，使上部结构与地震振动隔离开来，减小上部结构的反应，从而达到保护主体结构及其内部设施不受破坏的目的。隔震技术作为一种安全、经济的工程结构减震控制措施，广泛应用于国内外桥梁、建筑等工程结构抗震设计中。

对于近断层地震和近场地震，竖向地震动分量对桥梁结构的地震损伤破坏起着控制作用。在结构抗震分析和设计中，一般只考虑隔震支座水平向剪切刚度和强度对结构地震反应的影响，而很少考虑支座竖向特性对结构的影响。但是，由于存在较大竖向地震动分量，支座受拉状态，引起支座破坏或过大变形，从而引起上部结构落梁或倾覆等严重震害发生。

在现有的滑动摩擦支座中，为了满足支座在正常荷载作用下各个方向转动顺畅，很难能够满足竖向地震作用下对抗拔的要求。现有的城市高架和立交桥梁中，曲线桥梁桥梁日趋增多，扭转作用明显，对支座各方向转动性能要求高。此外，的支座反力容易出现负反力，并且曲线半径越小这种现象越明显。所以满足支座的抗拔能力是曲线桥梁使用中的主要问题。

目前，用于建筑、桥梁及其它构筑物的减隔震装置主要有铅芯橡胶支座和高阻尼橡胶支座等橡胶类支座、摩擦摆系统以及辅助各种阻尼器等耗能装置。这些支座在应于曲线桥梁、大跨度桥梁、跨海桥梁以及其它大型构筑物时，均存在不足之处。

橡胶类支座由于竖向承载力较低，耐久性较差，不能单独应用于上部结构很重的大跨度桥梁、跨海大桥以及大型构筑物中。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，不能抵抗拉力，无自适应性，适用范围受到一定限制。特别是强地震作用下，水平位移幅值受到限制，难以保证在强震作用下大跨度桥梁结构大位移的需要。

发明内容

为了克服上述缺陷，本发明提供了一种抗拔双向滑动摩擦支座，解决工程上亟待解决的抗拔能力强、隔震性能好、承载能力高、耐久性能好，既能耗散能量又能在强震作用下位移幅值大的减隔震支座，以满足抗震要求高的桥梁、渡槽、建筑以及等大型构筑物。

该支座包括上支座板、凹球面上滑块、凸球面下滑块、抗拔系统、下支座板以及限位抗拔装置，其中上支座板与下支座板内侧底板具有滑道。凹球面上滑块上凸曲面的曲率半径与上支座板滑道曲面的曲率半径相同，并且二者相接触，凹球面上滑块能够在上支座板滑道方向上移动，上支座板滑道曲面为金属板，凹球面上滑块上凸曲面镶嵌有机滑板。抗拔圆盘为凹球面上滑块底部的一部分，其形状为“碟状”，放置的方向为凹面朝下。抗拔圆盘嵌入抗拔球缺，抗拔球缺为凸球面下滑块上部的一部分，抗拔球缺形状描述如下，在半球顶端表面，挖去一个曲率半径与半球曲率半径相同的碟状表层球壳，再在新露出来的表面上挖去一个曲率半径与半球曲率半径相同，但是较大的碟状球壳，所得形状即为抗拔球缺形状。抗拔球缺挖去部分比抗拔圆盘大，具有转动间隙，但是曲率半径相同，因此二者在接触面上，可以沿任意方向转动。凸球面下滑块的下凸曲面的曲率半径与下支座板滑道的曲率半径相同，并且二者相接触，凸球面下滑块能够在下支座板滑道方向上移动。下支座板滑道曲面为金属板，凸球面下滑块的下凸曲面镶嵌有机滑板。上、下支座板的两端具有限位抗拔装置。

所述的抗拔双向滑动摩擦支座，其特征在于：所述的金属板为不锈钢板，有机滑板为聚四氟乙烯滑板。

本发明提供了一种抗拔双向滑动摩擦支座，在正常使用或小震情况下，抗拔双向滑动摩擦支座将桥梁上部荷载均匀地传递到下部结构，通过凹球面上滑块和凸球面下滑块间转动来适应上部结构徐变和温度变化等所引起的转动，起到普通支座的作用；在大、中震时，通过上支座板与凹球面上滑块之间的摩擦滑动和凸球面下滑块与下支座板之间的摩擦滑动，来延长结构的自振周期并通过摩擦来耗散部分地震能量，减小或隔离地震对桥梁、渡槽、建筑等构筑物地震反应。

本发明具有满足支座的抗拔要求的抗拔系统。抗拔圆盘嵌入抗拔球缺之中，且抗拔圆盘与抗拔球缺之间存在空隙即转动间隙。在拉力的作用下，抗拔球缺限制抗拔圆盘的竖向位移，并且能够同时满足支座各个方向的转动。