[发明专利]等刚臂速度锁定减隔震支座

说明书

技术领域

本发明涉及桥梁及其它建筑工程的支撑装置技术领域，涉及一种等刚臂速度锁定减隔震支座。

背景技术

支座是桥梁及建筑工程中的重要组成部件之一，其作用是将桥梁及建筑结构的上部载荷通过支座传递到墩台上，同时保证结构所要求的受力、位移和转动的需要。

2008年汶川特大地震以来，减隔震支座犹如雨后春笋得到了广泛运用和实践。现有减隔震装置按工作原理主要分为橡胶隔震型、位移相关型和速度相关型。橡胶隔震型可在地震瞬间同时发生作用，常规状态下由于温度位移，支座受到水平剪切，结构承受支座在水平方向的反作用力，且橡胶类产品始终存在老化问题；位移相关型主要有弹塑性钢减震和摩擦隔震，在温度位移的作用下，结构同样受到减隔震装置水平或竖向(含水平分力)的反作用力；速度相关型主要有速度锁定器和阻尼器，前者在地震时将结构由活动锁定为固结状态，结构整体受力较大，后者应用效果较好，但存在易漏油和超预期作用时整体易失效等风险。在众多减隔震项目应用中，尤其是对于长联大跨桥梁进行减隔震应用时，一直难以找到一款合适的产品，即长联大跨桥梁的支座温度位移和减隔震功能不统一的矛盾始终得不到很好的解决。同时，现有机构还普遍存在着体积庞大的问题，这样对于空间以及安装都提出了较高的要求。因此，亟待开发出一种既能适应温度位移，又能在地震来临时，不管支座温度位移后在哪个位置，都能瞬间启动减隔震功能的产品，同时解决其体积庞大的问题。

发明内容

本发明提供一种等刚臂速度锁定减隔震支座，以提供一种将温度位移和减隔震功能进行完美的统一，且在保证隔震效果的前提下实现其小型化的要求。

为解决现有技术存在的问题，本发明的技术方案是：一种等刚臂速度锁定减隔震支座，包括上座板、钢盆、球冠衬板、球凹衬板和下座板，所述的上座板设置于钢盆上，之间设置有滑动板和纵向导轨，所述的球凹衬板焊接设置于下座板上，其特征在于：还包括减隔震构件，所述的减隔震构件包括等刚臂、速度锁定器和连接座，所述的连接座设置于上座板直角内侧，速度锁定器包括外壳，所述的速度锁定器的外壳设置于上座板上，其两端伸出的活塞杆的端部设置有连接块，连接块上设置有梯形牙，连接块上的梯形牙与连接座上的梯形牙相互咬合，所述的等刚臂的一端通过转动铰与下座板铰接，另一端通过转动铰与速度锁定器的外壳铰接，所述的连接座至少设置有一对且对称设置于上座板的底面，速度锁定器至少设置有一个设置于上座板的一侧。

所述的减隔震构件还包括限位块，所述的限位块纵向设置于钢盆的外侧，通过限位耗能螺栓与上座板连接，所述的限位块设置有若干个，对称设置于钢盆的外侧。

所述的减隔震构件还包括限位块，所述的限位块纵向设置于钢盆的外侧，通过限位耗能螺栓与上座板连接，所述的限位块设置有若干个，对称设置于钢盆的外侧，所述的下座板顶面中间设置有横向凹槽，下座板的横向凹槽内设置有横向导轨，横向导轨通过凸出台阶在下座板的横向凹槽内横向滑动，纵向限位，球凹衬板与下座板之间设置有滑动板。

所述的下座板顶面中间设置有横向凹槽，下座板的横向凹槽内设置有横向导轨，横向导轨通过凸出台阶在下座板的横向凹槽内横向滑动，纵向限位，球凹衬板与下座板之间设置有滑动板。

所述的等刚臂的金属板结构外部为弧形，内部为等刚度非线性曲线构成的弓形结构，金属板的两端设有圆环状连接结构；

所述的等刚臂的弓形结构设计包括以下步骤：

第一步：求解等刚臂内、外轮廓曲线；

(a)根据安装尺寸的要求确定等刚臂椭圆中心线的长轴a、短轴b，椭圆弧起点、终点对应于椭圆参数方程中的圆心角θS、θE；

(b)根据等刚性设计方法，建立等刚臂力学模型，得出等刚臂截面宽度H θ随圆心角θ的变化关系，具体如下：

其中：B为等刚臂设计厚度；σy为材料屈服强度；Fy为设计屈服力；

(c)根据固定螺栓或销钉的材料强度、加工水平及设计需求等确定连接耳板处的开孔及外形尺寸；

第二步：求解等刚臂设计刚度

(a)根据能量法原理，建立等刚臂变性能计算模型，得出弹性变形极限 Ux计算公式如下：

其中：εy为材料的屈服应变；

Δ_θ＝|a·tanα·cosθ-b·sinθ+b·sinθ₀-a·tanα·cosθ₀| (7)