[实用新型]防落梁球型支座

说明书

技术领域：

本发明涉及一种桥梁支座，特别是一种防落梁球型支座。

背景技术：

桥梁支座是组成桥梁结构的重要构件之一。常用的桥梁支座有板式橡胶支座、盆式橡胶支座和球型支座。其中，球型支座因其承载能力大、平动能力大、转动能力大、耐久性能优等特点而得到广泛应用。

桥梁球型支座根据是否容许滑动而分为双向滑动球型支座、单向滑动球型支座和固定球型支座。所谓双向滑动球型支座是指在两个水平方向均可自由滑动的球型支座；所谓单向滑动球型支座是指在一个水平方向可自由滑动、在另一个水平方向不允许滑动的球型支座；所谓固定球型支座是指在两个水平方向均不允许滑动的球型支座。

地震是桥梁质量的试金石，也是检验桥梁支座性能的主要作用。历次震害调查发现，桥梁球型支座因其不具备防落梁功能，而使得主梁在地震作用下存在落梁风险。具体表现在：地震之后，双向滑动球型支座和单向滑动球型支座在滑动方向的水平位移过大、甚至滑出支承面，单向滑动球型支座和固定球型支座的挡板在固定方向被挤坏，造成支座破坏，进而发生落梁。

考虑到落梁的不可修复性及严重危害性，现有桥梁抗震规范中均明确要求加强防落梁构造，确保“大震不倒”。在实际设计中，常规的方法是设置挡块以阻止主梁与桥墩横桥向位移过大的情形、设置防落梁装置以阻止主梁与桥墩纵桥向位移过大的情形。然而，单独设置防落梁装置对施工空间要求较大，且造价较高，能否与支座共同发挥作用也值得商榷。因此，需要从支座本身考虑，为其增加防落梁功能。

鉴于现有桥梁球型支座不具备防落梁功能、进而造成桥梁结构抗震性能降低的缺点，因此很有必要研发一种新型球型支座。

发明内容：

有鉴于此，本发明特公开了一种防落梁球型支座，本支座既具备常规桥梁球型支座的竖向支承功能、水平变位功能、有限转动功能，还具备偶然作用如地震作用下的防落梁功能，可全面满足桥梁的设计要求。具体表现为：采用球冠衬板传递上部结构的竖向荷载；采用平面聚四氟乙烯板适应桥梁在运营阶段的水平变位要求；采用球面聚四氟乙烯板适应桥梁在运营阶段的转动变形要求；采用抗剪销实现运营阶段到地震作用阶段的转换，实现一级限位；采用环形索引导挡块滑动，实现二级限位，最终实现防落梁功能。

本发明基于“支座必须具备限位功能”的思想，采用统一构造，满足三种不同情况的变位需求。当抗剪销在两个水平方向均与球冠衬板存在间隙时，该支座即为双向滑动防落梁球型支座，两个水平方向的间隙即为两个滑动方向的设计位移；当抗剪销在一个水平方向与球冠衬板存在间隙、在另一水平方向与球冠衬板相抵时，该支座即为单向滑动防落梁球型支座，该间隙即为滑动方向的设计位移；当抗剪销在两个水平方向均与球冠衬板相抵时，该支座即为固定防落梁球型支座。

本发明的工作机理是：对于双向滑动防落梁球型支座而言，正常使用阶段及设计地震作用下依靠不锈钢板与平面聚四氟乙烯板之间的滑动适应主梁变形，在罕遇地震作用下抗剪销与球冠衬板接触，当支座所受水平地震剪力大于抗剪销的设计抗剪承载力时，抗剪销被剪断，支座继续滑动，上支座板挡块和下支座板挡块在沿环形索运动，当上支座板挡块与下支座板挡块接触时，支座运动被限制；对于固定防落梁球型支座而言，正常使用阶段及设计地震作用下均保持固定，在罕遇地震作用下，当支座所受水平地震剪力大于抗剪销的设计抗剪承载力时，抗剪销被剪断，支座开始滑动，上支座板挡块和下支座板挡块在沿环形索运动，当上支座板挡块与下支座板挡块接触时，支座运动被限制；对于单向滑动防落梁球型支座而言，在滑动方向的工作机理同双向滑动防落梁球型支座，在固定方向的工作机理同固定防落梁球型支座。

本发明的防落梁球型支座由下支座板、球冠衬板、上支座板、抗剪销，以及环形索组成，其特征在于：所述下支座板与球冠衬板之间设置球面聚四氟乙烯板，所述上支座板底面焊接一层不锈钢板，所述球冠衬板与不锈钢板之间设置平面聚四氟乙烯板，所述抗剪销与上支座板连接为整体，所述环形索穿过上支座板挡块和下支座板挡块、通过锁头形成闭合，所述上支座板挡块与上支座板连接为整体，所述下支座板挡块与下支座板连接为整体。

本发明中，抗剪销在轴向中部设置坡口，与球冠衬板接触时形成剪切薄弱面。

本发明中，下支座板在两个平面活动方向上均设有标尺，用于测量支座位移。

本发明中，上支座板挡块设置于上支座板四角位置处，下支座板挡块设置于下支座板各边三等分点附近，使得穿过环形索后形成的闭合圈对球冠衬板形成包围。