[发明专利]一种实现对超阈值水平位移自复位的新型盆式橡胶支座

说明书

本发明涉及桥梁支座技术领域，具体来说是一种实现对超阈值水平位移自复位的新型盆式橡胶支座，包括顶板、钢滑板、聚四氟乙烯板、中间钢板、橡胶板和底板，其特征在于钢滑板设置于聚四氟乙烯滑板之上，中间钢板上方设有凹槽，聚四氟乙烯板设置于中间钢板的凹槽中，以限制聚四氟乙烯板在平面内的移动，底板内设有凹槽，由下到上依次放置橡胶板和中间钢板，本发明同现有技术相比，其优点在于：具有有限活动和自复位功能，上部结构水平面内的自由运动，包括平动和转动，并且，通过本专利提出的参数设计方法，可以对支座的构造参数进行设计调整，以满足不同回复力设计需求，以及不同的最大平动和转动量设计需求。

技术领域

本发明涉及桥梁支座技术领域，具体来说是一种实现对超阈值水平位移自复位的新型盆式橡胶支座。

背景技术

桥梁结构在设计时，对于上部结构水平方向的位移约束方式包括不约束(允许自由滑动)、部分约束(允许一定量的自由滑动，超出阈值后限制滑动)或全约束(不允许自由滑动)的方法。其中，不约束的方式应用最多。实际运营过程中，由于环境温度、车辆摩擦、车辆撞击等因素作用，可能导致桥梁上部结构缓慢地或突然地产生较大的水平方向的位移。导致梁体脱离设计状态，结构位置、受力都将发生变化，影响行车、行人功能甚至结构安全。

特别是对于很多曲线桥、斜桥以及其他异形桥梁，上部结构在运营过程中容易产生连续的水平方向位移，这对桥梁结构运营安全带来了不利影响，并给桥梁养护管理机构的工作带来了挑战。

目前，针对桥梁上部结构在运营过程中产生的水平位移。一般有以下几种处置方法：1)通过限位装置限制上部结构达到某水平位移限值后的运动；2)对没有设置限位支座而发生了超过水平位移限值的上部结构，通过顶推的方式将上部结构复位。

第一种方式在上部结构达到水平位移限值的临界点时，结构约束条件发生突变——由自由滑动突变为刚性阻碍，此时上部结构、下部结构都将突然承受较大的水平力，可能导致结构构件强度的突然失效，对结构运营安全不利。并且，由于缺少平缓的过度阶段，使得结构损伤突然产生，缺少让结构病害缓慢发展的时间，使得养护人员丧失通过定期检查及时发现病害危险并进行有效处置的机会。

第二种方式下，上部结构本身不具备限位或者自动复位的能力，需要借助外部机械力作用，将梁体整个水平方向推移到设计位置，此时外部机械(一般采用千斤顶)需要克服整个梁体自重产生的摩擦阻力，这对外部机械的推力以及相应反力支撑装置提出了很高的要求，因此，这种方式处置方式耗时且费用高。

如果可以通过支座实现对桥梁上部结构水平位移的有效限制，即当上部结构水平位移超阈值后的阻碍不是刚性突变而是缓慢变大的，并具有自复位能力，这种支座是具有工程意义和应用前景的。但目前尚未见同时具有上述两种功能的支座的文献报导。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术的不足，提供一种实现对超阈值水平位移自复位的新型盆式橡胶支座设计方案，该支座在传统橡胶支座的基础上，通过设置弧形挡板等构造，实现：1)有限活动功能，即在上部结构水平位移不超过阈值时，具有良好的滑动和转动功能；2)渐进式限位功能，即在上部结构水平位移超过阈值后，提供随超过阈值部分的水平位移增加而逐渐增大的渐进式阻力；3)自复位功能，在上部结构水平位移超过阈值后，提供随超过阈值部分的水平位移增加而逐渐增大的回复力，并利用上部结构自重实现上部结构超阈值水平位移的自复位。