利用摇摆滚动装置和钢板耗能器的新型墩底减隔震支座的制作方法
【专利摘要】本发明公开了利用摇摆滚动装置和钢板耗能器的新型墩底减隔震支座，包括：上支座板、下支座板、支座体，上支座板、下支座板和支座体通过突出半球与半球凹槽进行嵌入装配，又将支座体的半球凹槽外沿四周加工为水平面，并向四周逐渐转化为球面，实现摇摆-滚动机制，又通过钢板耗能器罩至于下支座板与上支座板之间间隙外部形成耗能机构；采用上述技术方案的本发明，通过摇摆-滚动机制减轻上部桥梁结构承受的地震作用，通过耗能机构消耗地震能量，且便于震后修复。
【专利说明】利用摇摆滚动装置和钢板耗能器的新型墩底减隔震支座
【技术领域】
[0001]本发明涉及新型桥梁结构体系，特别涉及利用摇摆滚动装置和钢板耗能器的新型墩底减隔震支座。
【背景技术】
[0002]国内外历次大地震都造成了严重的桥墩震害并引起桥梁倒塌，利用减隔震技术减小桥墩及上部结构承受的地震力，并最终提高桥梁抗震能力，对保证交通生命线安全具有十分重要的意义。利用减隔震装置以提高桥梁抗震能力的思路是非常有应用前景的一种技术。
[0003]目前常用的桥梁减隔震装置多设置于桥墩顶部，这种方法对墩顶刚接的桥梁不适用，并且震后损坏的桥墩难以修复。提出新型的减隔震装置，减轻桥墩的地震损伤且损害的桥墩可快速修复，一直是工程师们追求的目标，也是没有解决好的问题。
【发明内容】
[0004]本发明针对上述技术问题，提出一种采用摇摆滚动装置和钢板耗能器的新型墩底减隔震支座。
[0005]为达到以上目的，通过以下技术方案实现的:
[0006]利用摇摆滚动装置和钢板耗能器的新型墩底减隔震支座，包括:
[0007]固定于桥墩下端面的上支座板，固定于基础上端面的下支座板，夹持于上支座板与下支座板之间的支座体，以及设置于下支座板与上支座板之间的钢板耗能器；
[0008]钢板耗能器罩至于下支座板与上支座板之间间隙外部形成用于容纳支座体的容纳腔；
[0009]支座体上端表面和下端表面分别设置有半球凹槽I和半球凹槽II，半球凹槽I和半球凹槽II中心线与支座体中心轴线重合，且半球凹槽I和半球凹槽II以支座体中心轴向为参照轴向相对设置；
[0010]半球凹槽I和半球凹槽II的外沿四周为水平面，并向四周逐渐转化为球面；
[0011]上支座板下端面设置有用于嵌入半球凹槽I的凸出半球体I ;下支座板上端面设置有用于嵌入半球凹槽II的凸出半球体II ;
[0012]钢板耗能器采用低屈服强度钢板，每一块钢板上端和下端通过螺栓组件分别与上支座板和下支座板固定，且每一块钢板上开有竖孔。
[0013]采用上述技术方案的本发明:
[0014]1.上支座板、下支座板和支座体组成了新型墩底减隔震支座的竖向传力机构，可承受桥墩正常使用状态下的竖向力，并在强震下发生摇摆-滚动机制，大大减轻上部结构承受的地震力，进而实现大震下桥墩免于损伤。
[0015]2.凸出半球体保证了地震下支座发生摇摆-滚动机制后的自复位能力，并能提供支座的侧向抗剪承载力。
[0016]3.钢板耗能器在地震下提供新型墩底减隔震支座的耗能能力。
[0017]4.地震作用下，新型墩底减隔震支座的损伤将集中于钢板耗能器，并且损坏的钢板耗能器可快速替换，从而迅速恢复新型墩底减隔震支座的抗震能力。
[0018]5.新型墩底减隔震支座实现了 “功能分离”的抗震设计理念，上支座板、下支座板和支座体组成了新型墩底减隔震支座的竖向传力机构，而钢板耗能器则主要用于耗能。
[0019]6.采用新型墩底减隔震支座后，上部桥墩与墩底减隔震支座均可以工厂预制，现场仅需安装即可，可大大加快施工进度，减少施工过程对交通和周围环境的影响。
[0020]与传统桥梁支座相比，本发明具有3个突出优点，其一是由于新型墩底减隔震支座摇摆-滚动机制的发生，将大大减轻桥墩承受的地震力，减轻了桥梁结构震害。其二，采用了新型墩底减隔震支座后，可实现桥墩的工厂预制，现场仅需拼装，可大大加快施工进度，减少施工过程对城市交通和环境带来的不利影响；其三，由于新型墩底减隔震支座采用了“功能分离”的设计理念，耗能能力通过钢板耗能器保证，且震后损坏的钢板耗能器可快速替换，实现了桥墩抗震设计损伤可控、可修的目标。
[0021]上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
【专利附图】
【附图说明】
[0022]本发明共4幅附图，其中:
[0023]图1为本发明的新型壤底减隔震支座俯视结构不意图。
[0024]图2为本发明的新型墩底减隔震支座剖面结构示意图。
[0025]图3为本发明的钢板耗能器其中一块钢板固定视图。
[0026]图4为本发明的桥墩与基础装配后侧视结构示意图。
[0027]图中:1、上支座板，2、下支座板，3、支座体，3.1、半球凹槽I，3.2、半球凹槽II，4.1、凸出半球体I，4.2、凸出半球体II，5、钢板耗能器，6、螺栓组件，7、桥墩，8、基础，A、容纳腔。
【具体实施方式】
[0028]如图1、图2、图3和图4所示的利用摇摆滚动装置和钢板耗能器的新型墩底减隔震支座，包括:基础8和桥墩7，还包括，
[0029]固定于桥墩7下端面的上支座板1，固定于基础8上端面的下支座板2，夹持于上支座板I与下支座板2之间的支座体3，以及设置于下支座板2与上支座板I之间的钢板耗能器5;
[0030]钢板耗能器5罩至于下支座板2与上支座板I之间间隙外部形成用于容纳支座体3的容纳腔A ；
[0031]支座体3上端表面和下端表面分别设置有半球凹槽I 3.1和半球凹槽II 3.2，半球凹槽I 3.1和半球凹槽II 3.2中心线与支座体3中心轴线重合，且半球凹槽I 3.1和半球凹槽II 3.2以支座体3中心轴向为参照轴向相对设置；
[0032]半球凹槽I 3.1和半球凹槽II 3.2的外沿四周为水平面，并向四周逐渐转化为球面，即水平面与下支座板2与上支座板I对应部分表面贴合，构成支撑部分，球面用于实现摇摆；
[0033]上支座板I下端面设置有用于嵌入半球凹槽I 3.1的凸出半球体I 4.1 ;下支座板2上端面设置有用于嵌入半球凹槽II 3.2的凸出半球体II 4.2;
[0034]钢板耗能器5采用低屈服强度钢板，每一块钢板上端和下端通过螺栓组件6分别与上支座板I和下支座板2固定，且每一块钢板上开有竖孔。
[0035]采用上述技术方案的本发明:
[0036]1.上支座板、下支座板和支座体组成了新型墩底减隔震支座的竖向传力机构，可承受桥墩正常使用状态下的竖向力，并在强震下发生摇摆-滚动机制(支座体的上、下端面球面以及上支座板和下支座板与支座体通过突出半球体嵌入配合形成，如图2所示。)，大大减轻上部结构承受的地震力，进而实现大震下桥墩免于损伤。
[0037]2.凸出半球体保证了地震桥墩相对于基础发生摇摆-滚动机制后的自复位能力，即发生摇摆后对应位置钢板耗能器的钢板会发生形变耗能，地震停止后可将桥墩与基础回正，回正过程通过凸出半球体与支座体的半球凹槽实现，然后再重新更换掉钢板耗能器已经形变的钢板，进而完成恢复；同时能提供支座的侧向抗剪承载力。
[0038]3.钢板耗能器在地震下提供新型墩底减隔震支座的耗能能力。
[0039]4.地震作用下，新型墩底减隔震支座的损伤将集中于钢板耗能器，并且损坏的钢板耗能器可快速替换，从而迅速恢复新型墩底减隔震支座的抗震能力。
[0040]5.新型墩底减隔震支座实现了 “功能分离”的抗震设计理念，上支座板、下支座板和支座体组成了新型墩底减隔震支座的竖向传力机构，而钢板耗能器则主要用于耗能。
[0041]6.采用新型墩底减隔震支座后，上部桥墩与墩底减隔震支座均可以工厂预制，现场仅需安装即可，可大大加快施工进度，减少施工过程对交通和周围环境的影响。
[0042]以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上诉揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
【权利要求】
1.利用摇摆滚动装置和钢板耗能器的新型墩底减隔震支座，包括: 固定于桥墩(7)下端面的上支座板(1),固定于基础(8)上端面的下支座板(2),夹持于上支座板(1)与下支座板(2)之间的支座体(3),以及设置于下支座板(2)与上支座板(1)之间的钢板耗能器(5)； 所述钢板耗能器(5)罩至于下支座板(2)与上支座板(1)之间间隙外部形成用于容纳支座体⑶的容纳腔㈧； 所述支座体⑶上端表面和下端表面分别设置有半球凹槽I (3.1)和半球凹槽II (3.2),^^^^1 (3.1)和半球凹槽II (3.2)中心线与支座体(3)中心轴线重合，且半球凹槽I (3.1)和半球凹槽II (3.2)以支座体⑶中心轴向为参照轴向相对设置； 半球凹槽I (3.1)和半球凹槽II (3.2)的外沿四周为水平面，并向四周逐渐转化为球面； 所述上支座板(1)下端面设置有用于嵌入半球凹槽I (3.1)的凸出半球体I (4.1)；所述下支座板(2)上端面设置有用于嵌入半球凹槽II (3.2)的凸出半球体II (4.2)； 所述钢板耗能器(5)采用低屈服强度钢板，每一块钢板上端和下端通过螺栓组件(6)分别与上支座板(1)和下支座板(2)固定，且每一块钢板上开有竖孔。
【文档编号】E01D19/04GK104499426SQ201410729893
【公开日】2015年4月8日 申请日期:2014年12月3日 优先权日:2014年12月3日
【发明者】孙治国, 王东升, 石岩, 华承俊 申请人:大连海事大学