一种阻尼减震球形支座的制作方法

本实用新型属于桥梁减震设备技术领域，具体地涉及一种阻尼减震球形支座。

背景技术：

随着现代高速铁路的发展，桥梁在铁路路线中的比重越来越高。当地震灾害发生时，桥梁是最易损坏的部分；采用桥梁减隔震支座装置是一种切实可行的减震方法，也是目前发展比较成熟、运用较广泛的一种抗震技术。目前国内主要的抗震支座装置有抗震型盆式橡胶固定支座、铅芯橡胶支座和摩擦摆式隔震支座等。

自从汶川大地震以后，国外桥梁开始采用橡胶支座来实现地震时分散地震力的设计增多，后又发展到采用橡胶以及金属隔震制作的隔震设计，国内桥梁的减隔振设计开始增多，市场上出现了铅芯、高阻尼等减隔震橡胶支座和摩擦摆减隔震支座，产品参差不齐。

近几年，国家对环境保护越来越重视，惩罚力度也越来越严。铅芯支座的阻尼比比高阻尼隔震橡胶支座大，能有效减小地震能量，但由于内部含有重金属铅，对环境有一定污染。而高阻尼支座阻尼比较小，有些地震工况达不到设计要求。近两年，出现了超高阻尼隔震橡胶支座产品，对高阻尼支座的阻尼比有一定提高，但其橡胶配方、工艺复杂，成本高，产品质量不易控制，用量很少。

而摩擦摆支座的工作原理类似一个单摆：中间层滑块由高强的抗压材料构成，滑块的滑动面在下部结构发生地震位移时，由于上部结构的重力及圆弧形的下底板滑动面设计，总能产生指向平衡位置的回复力，同时在整个地震过程中滑块和滑动面之间通过摩擦耗散能量。但是该类型支座摩擦系数和制作工艺有很大的关系，各个厂家生产出来得产品摩擦系数也是千差万别，即使同一厂家的产品，每个批次产品的摩擦系数也差别很大；最主要是产生地震位移后会引起梁体的抬升，引起很大的梁体附加内力。同时，支座的水平刚度和支座反力有关不断变化。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于：为了解决上述的技术问题，提供一种阻尼减震球形支座。

本实用新型采用的技术方案如下：

一种阻尼减震球形支座，包括上锚固套筒和下锚固套筒，上锚固套筒下侧由上到下依次分别是上支座板、上平面滑板、球面衬板、抗剪挡圈、球面滑板、球型板、下平面滑板和下支座板，所述抗剪挡圈与下支座板之间设置有阻尼环，阻尼环套设在球型板四周外侧并与球型板形成阻尼区。

本实用新型的进一步优选，所述下支座板上开设置有抗剪槽，抗剪槽内设置有抗剪销，抗剪挡圈通过抗剪销进行固定。

本实用新型的进一步优选，所述阻尼环为软质结构，采用高分子材料。

本实用新型的进一步优选，所述上支座板、下支座板、上平面滑板、球型板、下平面滑板和球面滑板的材质为钢材料。

本实用新型的进一步优选，所述上支座板通过上锚固套筒连接有梁体，所述下支座板通过下锚固套筒连接有墩台

工作原理：

(一)正常使用状态

在正常使用状态，支座有三大功能：承载功能、位移功能和转动功能。

(1)承载功能

梁体的竖向力传递途径为：梁体→上锚固套筒→上支座板→上平面滑板→球面衬板→球面滑板→球型板→下平面滑板→下支座板→墩台

梁体的水平力串联途径为：梁体→锚固套筒→上支座板→抗剪挡圈→抗剪销→下支座板→墩台。

支座的承载功能受力明确。

(2)位移功能

上支座板内的镜面不锈钢板与平面滑板形成平面滑动副，实现位移功能。同时上支座板侧边的挡块与球面衬板的侧面形成侧平面滑动副，约束支座只能在一个方向滑动。

(3)转动功能

球面衬板与球型板形成球面滑动副，实现支座的转动功能。

(二)地震工作状态当地震水平力达到一定的程度，下支座板的抗剪销剪断，平面滑板与下支座板形成的滑动副开启，同时阻尼环开始不断压缩、舒展变形。阻尼环一旦变形，就会给下支座提供水平面360°方向的刚度和阻尼。刚度可延长结构周期，避免引起结构共振，阻尼特性可消耗地震能量，均可以大幅度减小地震给桥梁造成的破坏。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：

本实用新型通过在抗剪挡圈和下支座板之间设置阻尼环，使得阻尼环与抗剪挡圈相配合形成一个封闭的阻尼区域，在对球形支座在发生振动和受到较大冲击时，利用滑动摩擦和阻尼摩擦消耗振动的能量，将运动能量转化为热能或其他形式的能量进而耗散出去，改善现有桥梁用球型支座没有水平刚度和阻尼的缺点，提供梁桥水平刚度和阻尼，延长结构周期，避免引起结构共振，支座两级抗震保护，防止落梁，支座水平刚度稳定，地震位移没有梁体顶升，不会给梁体产生附加内应力，摩擦耗能和阻尼材料两重耗能，消耗地震能量更多，与现有技术相比，本实用新型结构简单，成本交底，保留球型支座主体材料为钢的优点，安全性和耐久性比橡胶支座高。

附图说明

本实用新型将通过例子并参照附图的方式说明，其中：

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型的发生位移时的结构示意图。

附图标记：1-上锚固套筒，2-上支座板，3-上平面滑板，4-球面衬板，5-抗剪挡圈，6-抗剪销，7-阻尼环，8-球面滑板，9-球型板，10-下平面滑板，11-下支座板。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型，即所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例,本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

需要说明的是，术语“长度”、“宽度”、“高度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“头”、“尾”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

下面结合图1、图2对本实用新型作详细说明。

实施案例一：一种阻尼减震球形支座，包括上锚固套筒1和下锚固套筒，上锚固套筒1下侧由上到下依次分别是上支座板2、上平面滑板3、球面衬板4、抗剪挡圈5、球面滑板8、球型板9、下平面滑板10和下支座板11，抗剪挡圈5与下支座板11之间设置有阻尼环7，阻尼环7套设在球型板9四周外侧并与球型板9形成阻尼区，下支座板11上开设置有抗剪槽，抗剪槽内设置有抗剪销6，抗剪挡圈5通过抗剪销6进行固定，阻尼环7为软质结构，采用高分子材料，上支座板2、下支座板11、上平面滑板3、球型板9、下平面滑板10和球面滑板8的材质为钢材料。

工作原理：

(一)正常使用状态

在正常使用状态，支座有三大功能：承载功能、位移功能和转动功能。

(1)承载功能

梁体的竖向力传递途径为：梁体→上锚固套筒1→上支座板2→上平面滑板3→球面衬板4→球面滑板8→球型板9→下平面滑板10→下支座板11→墩台

梁体的水平力串联途径为：梁体→锚固套筒→上支座板2→抗剪挡圈5→抗剪销6→下支座板11→墩台。

支座的承载功能受力明确。

(2)位移功能

上支座板2内的镜面不锈钢板与平面滑板形成平面滑动副，实现位移功能。同时上支座板2侧边的挡块与球面衬板4的侧面形成侧平面滑动副，约束支座只能在一个方向滑动。

(3)转动功能

球面衬板4与球型板9形成球面滑动副，实现支座的转动功能。

(二)地震工作状态

当地震水平力达到一定的程度，下支座板11的抗剪销6剪断，平面滑板与下支座板11形成的滑动副开启，同时阻尼环7开始不断压缩、舒展变形。阻尼环7一旦变形，就会给下支座提供水平面360°方向的刚度和阻尼。刚度可延长结构周期，避免引起结构共振，阻尼特性可消耗地震能量，均可以大幅度减小地震给桥梁造成的破坏。

所述固定连接、固定安装或固定设置方式包括现有的常用技术，如螺栓固定、焊接、铆接等，均为了起到固定作用，并不影响本装置整体的效果。

尽管这里参照本实用新型的多个解释性实施例对本实用新型进行了描述，但是，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。更具体地说，在本申请公开和权利要求的范围内，可以对主题组合布局的组成部件和/或布局进行多种变型和改进。除了对组成部件和/或布局进行的变型和改进外，对于本领域技术人员来说，其他的用途也将是明显的。