[实用新型]一种带拉索的减隔震支座

说明书

本实用新型提供了一种带拉索的减隔震支座。包括上支座板、下支座板、球面板和缓冲单元；球面板设置在上支座板和下支座板之间；上支座板和下支座板通过缓冲单元连接；缓冲单元包括拉索、滑块和缓冲件；缓冲件两端分别通过滑块与两根拉索连接；缓冲单元横穿上支座板，缓冲单元两端连接在下支座板上；或者是缓冲单元横穿下支座板，缓冲单元两端连接在上支座板上；或者是两种方式的结合。本实用新型引入了缓冲单元，地震作用下缓冲单元的刚度时刻发生变化，能有效避免共振，并能利用滞回耗能。调节拉索的初始张力，可满足支座滑动的需要，并可利用较大的初始张力避免上下支座板之间剪力键的使用。缓冲单元配合球面板平面摩擦使用，具有自复位能力。

技术领域

本实用新型涉及桥梁减隔震技术领域，具体涉及一种带拉索的减隔震支座。

背景技术

近年来的地震灾害表明，一旦地震使交通线遭到严重破坏，可能导致的生命财产和间接经济损失会越来越巨大。桥梁作为交通网络的重要咽喉，其抗震性能关系到整个交通生命线的畅通与否，进而影响抗震救灾和灾后重建的速度。因此，桥梁结构的抗震研究一直都是学者关注的热点问题。

桥梁抗震设计方法经历了传统的强度抗震理论、延性抗震理论和减隔震技术理论等阶段。传统的强度抗震理论对结构仅仅进行强度设计，要求结构在地震作用下具有足够的强度，以保证结构不发生严重的破坏，采用这种抗震设计方法的结构往往需要更高的初期成本。延性抗震理论通过在结构中选定部位的塑性变形(形成塑性铰)来抵抗地震作用，这种设计允许较大的地震能量传递到结构的重要构件上，由于结构需要特定部位发生塑性变形来消耗地震能量，结构构件的损伤是不可避免的，震后的修复工作比较麻烦。减隔震技术理论是指，在保证结构正常使用时具有足够刚度的前提下，采用柔性支承延长结构周期，减小结构地震内力响应，同时采用阻尼器等耗能元件，限制结构位移。减隔震技术是一种简便、经济、先进的工程抗震手段。通过选择合适的减隔震装置和设置位置，能有效地控制结构的内力分布。

目前桥梁结构上广泛使用的减隔震支座主要有以下几类：盆式橡胶支座、铅芯橡胶支座和摩擦摆式隔震支座等。

盆式橡胶支座利用半封闭钢制盆腔内的弹性橡胶块，在三向受力状态下具有流体的性质，来实现上部结构的转动；同时依靠中间钢板上的聚四氟乙烯板与上座板上的不锈钢板之间的低磨擦系数来实现上部结构的水平位移。盆式橡胶支座具有承载力大、水平位移大、摩擦系数小、转角大、支座建筑高度低、节省钢材等优点。但是，该支座构件中的橡胶容易老化，需要经常进行更换，增加了支座的成本；为满足橡胶支座的正常使用，常常在支座周围设置挡块类型的剪力键，而在实际地震作用下，支座与两侧挡块卡住而未能正常移动的情况也时有发生；不仅如此，其在震后很难实现自复位。

铅芯橡胶支座是在普通的板式橡胶支座里面插入一根或者多根铅棒，铅棒的加入增加了支座的水平抗剪力，也使得支座的阻尼性能得到了良好的改进。铅芯橡胶支座承受竖向荷载及水平荷载，使铅芯产生滞后阻尼的塑性变形，通过橡胶提供水平恢复力。铅芯橡胶支座滞回曲线饱满，使得其具有良好的阻尼效果。但是，在低温条件下橡胶存在硬化现象，铅芯在生产和使用的过程中对环境会造成无法弥补的污染，单根铅芯的稳定性差，在温度和交通荷载(低周疲劳)作用下铅芯会发生疲劳剪切破坏，从而导致支座的阻尼性能大幅下降。

摩擦摆式隔震支座本质是一种摩擦阻尼支座，其工作原理是，地震时支座中心部分的摆动滑块沿下支座板的凹球面发生摆动位移，利用钟摆机理延长结构的自振周期，利用滑动层之间的摩擦力对地震能量进行消耗，从而减小地震力的作用，震后支座在上部结构的重力作用下具有一定的自复位能力。但一般的摩擦摆式支座在地震作用下会使上部结构抬升，可能导致铺装层或者轨道结构的破坏。而且可能出现一侧的限位装置被剪断，而另一侧的限位装置未被剪断的情况，将导致上部结构始终在初始位置的一侧摆动。

拉索用于减隔震时，一般都是直接锚固于支座的上、下座板之间，不具备变刚度工作的能力，由于拉索刚度较大，传递到下部结构的地震力很大，可能导致下部结构发生破坏。

目前我国使用较多的桥梁减隔震支座仍然存在一些问题：