一种降振型分级减震支座的制作方法

[0001]
本实用新型涉及桥梁支座技术领域，具体涉及一种降振型分级减震支座。


背景技术：

[0002]
近年来，我国交通建设正在迅猛地发展，在运行速度、运载重量和运输密度上都有大幅度的提高，其中公路交通与铁路交通应用最为广泛，但这两种交通方式都不免受到地形与城市高楼林立的制约，从而需要通过建设桥梁来跨越这些限制，目前公路、铁路桥梁形式主要为高架桥。
[0003]
车辆在高架桥上运行，产生的振动通过桥墩传到地基中，再由场地向四周传播，进一步诱发附近地层及建筑物的二次振动，从而影响沿线建筑物的安全以及周围居民的生活和工作。不仅如此，桥梁的振动也会产生噪音，高架交通结构产生的噪声属于结构辐射噪声。这部分噪声特点是声级高，作用时间长，且以中低频为主。高频噪声能够很好的被目前高架桥采用的传统减振措施从根源上消除，而低频噪音因为传播时空气分子振动小，能量消耗少，所以传播比较远，能够轻易穿越墙壁、玻璃窗等障碍物，加之低频振动很难被传统减振措施有效消除，所以一般的减振、隔音方式是很难消除低频噪声的，并且低频噪音会对人体产生长远的危害。
[0004]
目前高架桥梁主要采用桥梁支座以及在支座中加装减振部件来减小和消除桥梁的低频振动，现有技术中多采用在支座中加装高分子复合材料板作为摩擦副以及采用橡胶阻尼减振元件，基本实现了桥梁的减振；但是橡胶阻尼减振元件的阻尼性能受温度与振动频率的影响波动很大，阻尼性能效果并不十分理想，并且针对低频振动，减振效果不明显，同时由于橡胶阻尼减振元件的耐热性较差、易老化，难以保证桥梁支座在长期使用中的减振效果，不能稳定的发挥减振功能，较为理想的方案是在支座中加入降振合金板，对低频振动，减振效果明显，但目前的降振合金板都为一整块，加工精度无法满足，表面的平整度的不到保证，降振合金板的受力就会不均匀，使用寿命较短，不利于支座的减振功能充分发挥，但支座单一的减振功能不能满足现有的要求，不能够有效增加阻尼、减少滑动位移和限制落梁的风险。


技术实现要素：

[0005]
本实用新型的目的在于提供一种降振型分级减震支座，用以解决现有支座功能单一性，无法同时具备降振、减震、防落梁的功能。
[0006]
为解决上述技术问题，本实用新型采用了以下方案：
[0007]
一种降振型分级减震支座，由上到下依次包括上支座板、球冠和下支座板，所述球冠包括平面衬板和位于平面衬板下方的球面衬板，所述平面衬板与球面衬板之间设有若干降振合金板，平面衬板和球面衬板之间设有用于定位的定位销，所述定位销上端设置在平面衬板下表面中心凹槽中，定位销下端设置在球面衬板上表面中心凹槽中，所述上支座板的板面大于所述下支座板的板面，所述上支座板的下边缘设置有一圈限位挡块，所述限位
挡块与所述下支座板相对而不接触。
[0008]
由于采用上述技术方案，本实用新型保留了普通的球钢支座的优点外，通过在平面衬板与球面衬板之间设置若干降振合金板，桥梁发生振动与变形时，振动通过支座外壳传递到支座内部的降振合金板时，降振合金板吸收振动的动能，并将动能转化为热能耗散掉，从而减小消除振动，并且由于降振合金板阻尼很大，所以能够迅速的使振动衰减，到达良好的缓冲减振效果，而降振合金板由一块整板变为分散的小块合金板，小面积的降振合金板利于加工，加工出的合金板的平整度能够达到要求，在支座受到振动与变形时，受力均匀，导致降振合金板不易产生变形，提高降振合金板使用寿命，分散嵌入球面衬板上表面，使得降振合金板不会同时全部损坏，每次只需更换其中损坏的一小块，节约了成本，定位销上端设置在平面衬板下表面中心凹槽中，定位销下端设置在球面衬板上表面中心凹槽中，定位销限制平面衬板和球面衬板在降振过程中相互滑动的位移，安装时的定位作用，限位挡块在地震发生时发生往复运动，起到增加阻尼耗散地震能量，减少滑动位移的缓冲作用，起到减震限位作用，防止落梁发生，通过若干的降振合金板和限位挡块的相互配合，使得本实用新型既有缓冲耗能降振的作用，又具备减震防落梁的功能，形成一个复合型功能的球钢支座，具有广泛的实用性。
[0009]
所述降振合金板以定位销为中心呈圆周状或正六边形分布在球面衬板顶面。
[0010]
由于采用上述技术方案，所述降振合金板以定位销为中心呈同心圆周形或正六边形分布在球面衬板上表面，所述同心圆周形或正六边形分为二层，第一层上设有六张降振合金板，第二层上设有十二张降振合金板，最大限度的利用球面衬板的上表面空间，使得球面衬板上表面各处受力均匀，在受力的时候不会因受力不均产生变形，便于支座整体受力的均匀，降振合金板采用圆形，圆形形状便于加工，无棱角，能合理的使用球面衬板的空间，便于降振合金板数量的最大化，使得减振能力的最优化。
[0011]
所述限位挡块包括一级限位挡块和二级限位挡块，所述一级限位挡块与所述下支座板相对而不接触，所述二级限位挡块固定于所述上支座板的下边缘，所述一级限位挡块与所述二级限位挡块拼接组成为一整体，所述二级限位挡块通过抗剪销或螺栓或者二者组合与所述上支座板形成整体。
[0012]
由于采用上述技术方案，所述限位挡块包括一级限位挡块和二级限位挡块，所述一级限位挡块与所述下支座板相对而不接触，通过增设连接在上支座板边缘的二级限位挡块和拼接在二级限位挡块底部的一级限位挡块，二级限位挡块通过抗剪销或螺栓或者二者组合与所述上支座板形成整体，在地震发生时发生往复运动，起到增加阻尼耗散地震能量，减少滑动位移的缓冲作用，同时可以限制支座上下座板之间的相对位移在一个可控的范围之内，地震作用下，一级限位挡块被剪断，支座摩擦耗能，降低地震力，二级限位挡块的限位能力通过设计计算确定，当地震行程达到设计最大值时，二级限位挡块发挥限位功能，起到限位防落梁作用。
[0013]
进一步地，作为优选，所述球面衬板上表面设置有与降振合金板相匹配的圆形凹槽，所述降振合金板放置在圆形凹槽内。
[0014]
由于采用上述技术方案，所述球面衬板上表面设置有与降振合金板相匹配的圆形凹槽，降振合金板直接嵌入在圆形凹槽内，使得降振合金板在平面衬板与球面衬板之间更为稳固，在缓冲耗能的过程中不易滑落。
[0015]
进一步地，作为优选，所述降振合金板为具有形状记忆功能的合金材料。
[0016]
由于采用上述技术方案，降振合金板采用具有形状记忆功能的合金材料，它不仅具有良好的阻尼减振性能，还具有形状记忆功能，在桥梁发生较大振动产生变形时，记忆合金能够通过自身的变形使桥梁能够自由变形，不至于产生应力，记忆合金可在振动后恢复原有形状，从而使桥梁与支座恢复原有结构，防止振动对桥梁与支座的破坏。
[0017]
进一步地，作为优选，所述上支座板与球面衬板间设置有平面摩擦副，球面衬板与下支座板间设置有球面摩擦副，所述的平面摩擦副包括可以相对滑动的平面不锈钢板与平面滑板，平面不锈钢板焊接固定在上支座板下表面，平面滑板固定设置在平面衬板上表面，所述的球面摩擦副包括可以相对滑动的球面不锈钢板与球面滑板，球面不锈钢板焊接固定在球面衬板下表面，球面滑板固定设置在下支座板上表面。
[0018]
由于采用上述技术方案，平面不锈钢板焊接固定在上支座板下表面，平面滑板固定设置在平面衬板上表面，球面不锈钢板焊接固定在球面衬板下表面，球面滑板固定设置在下支座板上表面，桥梁的变形包括位移与转角都会产生应力，可以通过平面滑板与平面不锈钢板之间的相对滑动、球面滑板与球面不锈钢板之间的相对滑动来消除产生的应力，稳定桥梁的整体结构。
[0019]
进一步地，作为优选，所述平面滑板与球面滑板均采用聚四氟乙烯材料。
[0020]
由于采用上述技术方案，平面滑板与球面滑板均采用聚四氟乙烯材料，聚四氟乙烯材料具有良好的力学性能，摩擦系数是高分子材料中最低的，配合摩擦系数同样低的不锈钢板，二者之间的相对滑动十分顺畅，能够很好的通过滑动来使桥梁发生振动能够自由位移，二者同时具有很强的耐磨性、耐腐蚀性、抗老化能力。并且聚四氟乙烯材料在-180至250摄氏度的温度范围中性能长期保持稳定，相比于其它高分子材料具有更大的使用温度范围，能在各种环境中的桥梁支座上使用。
[0021]
进一步地，作为优选，所述平面不锈钢板与平面衬板之间设置有第一密封圈，球面不锈钢板与下支座板之间设置有第二密封圈，平面滑板与第一密封圈内有第一间隙，球面滑板与第二密封圈内有第二间隙，第一间隙与第二间隙中均加注有硅脂。
[0022]
由于采用上述技术方案，所述平面不锈钢板与平面衬板之间设置有第一密封圈，球面不锈钢板与下支座板之间设置有第二密封圈，密封圈可以有效防止外部杂质进入支座摩擦副，影响摩擦副的滑动性能，平面滑板与第一密封圈内有第一间隙，球面滑板与第二密封圈内有第二间隙，在间隙中加注硅脂，不仅可以加强支座的密封性能，而且硅脂能在摩擦副滑动时逐渐进入摩擦副工作面，进一步减小摩擦副两个摩擦面之间的摩擦系数，同时硅脂对支座内因摩擦、转动与减振合金减振产生的热量有散热效果。
[0023]
进一步地，作为优选，所述二级限位挡块在临近所述下支座板一侧的端面上设置有缓冲阻尼垫，所述缓冲阻尼垫通过胶黏或镶嵌的方式设置在所述二级限位挡块临近所述下支座板一侧的端面。
[0024]
由于采用上述技术方案，所述二级限位挡块在靠近所述下支座板一侧的端面上设置有缓冲阻尼垫。缓冲阻尼垫能有效的起到缓冲阻尼作用，避免了支座滑动到设计最大行程时与二级限位挡块直接“钢对钢”硬碰的不足；缓冲阻尼垫通过胶黏或镶嵌的方式设置在所述二级限位挡块靠近所述下支座板一侧的端面。在地震时，防止缓冲阻尼垫与支座碰撞时掉落。
[0025]
本实用新型具有的有益效果：
[0026]
1、球面衬板上表面设置有若干凹槽，凹槽内嵌入有降振合金板，桥梁发生振动与变形时，振动通过支座外壳传递到支座内部的降振合金板时，降振合金板吸收振动的动能，并将动能转化为热能耗散掉，从而减小消除振动，并且由于降振合金板阻尼很大，所以能够迅速的使振动衰减，到达良好的缓冲减振效果，限位挡块在地震发生时发生往复运动，起到增加阻尼耗散地震能量，减少滑动位移的缓冲作用；地震发生时，一级限位挡块被剪断，支座摩擦耗能，降低地震力对支座的冲击，当地震行程达到设计最大值时，二级限位挡块发挥限位功能，起到减震限位作用，防止落梁发生。
[0027]
2、缓冲阻尼垫能有效的起到缓冲阻尼作用，避免了支座滑动到设计最大行程时与二级限位挡块直接“钢对钢”硬碰的不足；缓冲阻尼垫胶黏或镶嵌在二级限位挡块端面，防止在地震发生时缓冲阻尼垫与下支座板发生碰撞而掉落。
[0028]
3、降振合金板由一块整板变为分散的小块合金板，小面积的降振合金板利于加工，加工出的降振合金板的平整度能够达到要求，在支座收到振动与变形时，受力均匀，导致降振合金板不易产生变形，提高降振合金板使用寿命，分散嵌入球面衬板，使得降振合金板不会同时全部损坏，每次只需更换其中损坏的一小块，节约了成本。
[0029]
4、降振合金板采用具有形状记忆功能的合金材料，它不仅具有良好的阻尼减振性能，还具有形状记忆功能，在桥梁发生较大振动产生变形时，记忆合金能够通过自身的变形使桥梁能够自由变形，不至于产生应力，记忆合金可在振动后恢复原有形状，从而使桥梁与支座恢复原有结构，防止振动对桥梁与支座的破坏。
[0030]
5、设置密封圈可以有效防止外部杂质进入支座摩擦副，影响摩擦副的滑动性能，在环形间隙中加注硅脂，不仅可以加强支座的密封性能，而且硅脂能在摩擦副滑动时逐渐进入摩擦副工作面，进一步减小摩擦副两个摩擦面之间的摩擦系数，同时硅脂对支座内因摩擦、转动与减振合金减振产生的热量有散热效果。
附图说明
[0031]
图1为本实用新型的结构示意图；
[0032]
图2为降振合金板呈圆周状分布示意图；
[0033]
图3为降振合金板呈正六边形分布示意图。
[0034]
附图标记：1-上支座板，2-平面衬板，3-球面衬板，4-下支座板，5-降振合金板，6-平面不锈钢板，7-平面滑板，8-第一密封圈，9-第一间隙，10-球面不锈钢板，11-球面滑板，12-第二密封圈，13-第二间隙，14-圆形凹槽，15-一级限位挡块，16-二级限位挡块，17-缓冲阻尼垫，18-定位销。
具体实施方式
[0035]
下面结合实施例及附图，对本实用新型作进一步的详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。
[0036]
在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖向”、“纵向”、“侧向”、“水平”、“内”、“外”、“前”、“后”、“顶”、“底”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，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置
关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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实用新型的限制。
[0037]
在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“开有”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
[0038]
实施例1
[0039]
一种降振型分级减震支座，由上到下依次包括上支座板1、球冠和下支座板4，所述球冠包括平面衬板2和位于平面衬板2下方的球面衬板3，所述平面衬板2与球面衬板3之间设有若干降振合金板5，平面衬板2和球面衬板3之间设有用于定位的定位销18，所述定位销18上端设置在平面衬板2下表面中心凹槽中，定位销18下端设置在球面衬板3上表面中心凹槽中，所述上支座板1的板面大于所述下支座板4的板面，所述上支座板1的下边缘设置有一圈限位挡块，所述限位挡块与所述下支座板4相对而不接触。
[0040]
具体的，如图1所示，本实用新型保留了普通的球钢支座的优点外，由上到下依次包括上支座板1、球冠和下支座板4，球冠底面嵌入下支座板4上表面的凹槽内，球冠包括平面衬板2和球面衬板3，通过在平面衬板2与球面衬板3之间设置若干降振合金板5，桥梁发生振动与变形时，振动通过支座外壳传递到支座内部的降振合金板5时，降振合金板5吸收振动的动能，并将动能转化为热能耗散掉，从而减小消除振动，并且由于降振合金板5阻尼很大，所以能够迅速的使振动衰减，到达良好的缓冲减振效果，而降振合金板5由一块整板变为分散的小块合金板，小面积的降振合金板5利于加工，加工出的合金板的平整度能够达到要求，在支座受到振动与变形时，受力均匀，导致降振合金板5不易产生变形，提高降振合金板5使用寿命，分散嵌入球面衬板3上表面，使得降振合金板5不会同时全部损坏，每次只需更换其中损坏的一小块，节约了成本，定位销18上端设置在平面衬板2下表面中心凹槽中，定位销18下端设置在球面衬板3上表面中心凹槽中，定位销18限制平面衬板2和球面衬板3在降振过程中相互滑动的位移，安装时的定位作用，限位挡块在地震发生时发生往复运动，起到增加阻尼耗散地震能量，减少滑动位移的缓冲作用，起到减震限位作用，防止落梁发生，通过若干的降振合金板5和限位挡块的相互配合，使得本实用新型既有缓冲耗能降振的作用，又具备减震防落梁的功能，形成一个复合型功能的球钢支座，具有广泛的实用性。
[0041]
所述降振合金板5以定位销18为中心呈圆周状或正六边形分布在球面衬板顶面。
[0042]
具体的，如图2和3所示，所述降振合金板5以定位销18为中心呈同心圆周形或正六边形分布在球面衬板上表面，所述同心圆周形或正六边形分为二层，第一层上设有六张降振合金板，第二层上设有十二张降振合金板，最大限度的利用球面衬板的上表面空间，使得球面衬板上表面各处受力均匀，在受力的时候不会因受力不均产生变形，便于支座整体受力的均匀，降振合金板5采用圆形，圆形形状便于加工，无棱角，能合理的使用球面衬板3的空间，便于降振合金板5数量的最大化，使得减振能力的最优化。
[0043]
所述限位挡块包括一级限位挡块15和二级限位挡块16，所述一级限位挡块15与所述下支座板4相对而不接触，所述二级限位挡块16固定于所述上支座板1的下边缘，所述一级限位挡块15与所述二级限位挡块16拼接组成为一整体，所述二级限位挡块16通过抗剪销
或螺栓或者二者组合与所述上支座板1形成整体。
[0044]
具体的，所述限位挡块包括一级限位挡块15和二级限位挡块16，所述一级限位挡块15与所述下支座板4相对而不接触，通过增设连接在上支座板1边缘的二级限位挡块16和拼接在二级限位挡块16底部的一级限位挡块16，二级限位挡块16通过抗剪销或螺栓或者二者组合与所述上支座板1形成整体，在地震发生时发生往复运动，起到增加阻尼耗散地震能量，减少滑动位移的缓冲作用，同时可以限制支座上下座板之间的相对位移在一个可控的范围之内，地震作用下，一级限位挡块15被剪断，支座摩擦耗能，降低地震力对支座的冲击，降低地震力，二级限位挡块16的限位能力通过设计计算确定，当地震行程达到设计最大值时，二级限位挡块16发挥限位功能，起到限位防落梁作用。
[0045]
实施例2
[0046]
在上述实施例的基础上，所述球面衬板3上表面设置有与降振合金板5相匹配的圆形凹槽14，所述降振合金板5放置在圆形凹槽14内。
[0047]
具体的，如图2所示，所述球面衬板3上表面设置有与降振合金板5相匹配的圆形凹槽14，降振合金板5直接嵌入在圆形凹槽14内，使得降振合金板5在平面衬板2与球面衬板3之间更为稳固，在缓冲耗能的过程中不易滑落。
[0048]
实施例3
[0049]
在上述实施例的基础上，所述降振合金板5为具有形状记忆功能的合金材料。
[0050]
具体的，降振合金板5采用具有形状记忆功能的合金材料，它不仅具有良好的阻尼减振性能，还具有形状记忆功能，在桥梁发生较大振动产生变形时，记忆合金能够通过自身的变形使桥梁能够自由变形，不至于产生应力，记忆合金可在振动后恢复原有形状，从而使桥梁与支座恢复原有结构，防止振动对桥梁与支座的破坏。
[0051]
实施例4
[0052]
在上述实施例的基础上，所述上支座板1与球面衬板3间设置有平面摩擦副，球面衬板3与下支座板4间设置有球面摩擦副，所述的平面摩擦副包括可以相对滑动的平面不锈钢板6与平面滑板7，平面不锈钢板6焊接固定在上支座板1下表面，平面滑板7固定设置在平面衬板2上表面，所述的球面摩擦副包括可以相对滑动的球面不锈钢板10与球面滑板11，球面不锈钢板10焊接固定在球面衬板3下表面，球面滑板11固定设置在下支座板4上表面。
[0053]
具体的，如图1所示，平面不锈钢板6焊接固定在上支座板1下表面，平面滑板7固定设置在平面衬板2上表面，球面不锈钢板10焊接固定在球面衬板3下表面，球面滑板11固定设置在下支座板4上表面，桥梁的变形包括位移与转角都会产生应力，可以通过平面滑板7与平面不锈钢板6之间的相对滑动、球面滑板11与球面不锈钢板10之间的相对滑动来消除产生的应力，稳定桥梁的整体结构。
[0054]
所述平面滑板7与球面滑板11均采用聚四氟乙烯材料。
[0055]
具体的，平面滑板7与球面滑板11均采用聚四氟乙烯材料，聚四氟乙烯材料具有良好的力学性能，摩擦系数是高分子材料中最低的，配合摩擦系数同样低的不锈钢板，二者之间的相对滑动十分顺畅，能够很好的通过滑动来使桥梁发生振动能够自由位移，二者同时具有很强的耐磨性、耐腐蚀性、抗老化能力。并且聚四氟乙烯材料在-180至250摄氏度的温度范围中性能长期保持稳定，相比于其它高分子材料具有更大的使用温度范围，能在各种环境中的桥梁支座上使用。
[0056]
实施例5
[0057]
在上述实施例的基础上，所述平面不锈钢板6与平面衬板2之间设置有第一密封圈8，球面不锈钢板10与下支座板4之间设置有第二密封圈12，平面滑板7与第一密封圈8内有第一间隙9，球面滑板11与第二密封圈12内有第二间隙13，第一间隙9与第二间隙13中均加注有硅脂。
[0058]
具体的，如图1所示，所述平面不锈钢板6与平面衬板2之间设置有第一密封圈8，球面不锈钢板10与下支座板4之间设置有第二密封圈12，密封圈可以有效防止外部杂质进入支座摩擦副，影响摩擦副的滑动性能，平面滑板7与第一密封圈8内有第一间隙9，球面滑板11与第二密封圈12内有第二间隙13，在间隙中加注硅脂，不仅可以加强支座的密封性能，而且硅脂能在摩擦副滑动时逐渐进入摩擦副工作面，进一步减小摩擦副两个摩擦面之间的摩擦系数，同时硅脂对支座内因摩擦、转动与减振合金减振产生的热量有散热效果。
[0059]
实施例6
[0060]
在上述实施例的基础上，所述二级限位挡块15在临近所述下支座板4一侧的端面上设置有缓冲阻尼垫17，所述缓冲阻尼垫17通过胶黏或镶嵌的方式设置在所述二级限位挡块16临近所述下支座板4一侧的端面。
[0061]
具体的，如图1所示，所述二级限位挡块16在靠近所述下支座板4一侧的端面上设置有缓冲阻尼垫17。缓冲阻尼垫17能有效的起到缓冲阻尼作用，避免了支座滑动到设计最大行程时与二级限位挡块16直接“钢对钢”硬碰的不足；缓冲阻尼垫17通过胶黏或镶嵌的方式设置在所述二级限位挡块16靠近所述下支座板4一侧的端面。在地震时，防止缓冲阻尼垫17与支座碰撞时掉落。
[0062]
以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，依据本实用新型的技术实质，在本实用新型的精神和原则之内，对以上实施例所作的任何简单的修改、等同替换与改进等，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围之内。