一种预应力缓冲耗能桥梁隔振支座

本发明涉及一种预应力缓冲耗能桥梁隔振支座，属于桥梁建筑技术领域。

背景技术：

桥梁支座是连接桥梁上部结构和下部结构的重要结构部件，它能将桥梁上部结构承受的荷载和变形传递给桥梁下部结构，是桥梁的重要支撑装置和传力装置。近年来地震和风灾害严重威胁着人类的生存与发展，对桥梁支座的稳定性和坚固性具有严峻的考验。传统桥梁抗震抗风支座通过提高结构刚度、强度和延性来提高结构的抗震抗风能力，但是抗震抗风效果不甚理想，在地震和风灾到来时不能有效消除施加在桥梁上的应力，导致桥梁支座发生形变，严重的甚至出现损毁。并且传统的桥梁隔振支座无法对不同方向的风振和地震进行控制，并且传统隔震支座大多没做考虑余震的影响，传统的桥梁支座在余震的作用下会产生较大的残余位移导致震后复位困难。

公开号为cn104047227b的专利披露了一种拼装式桥梁减震支座，但是其通过简单地设置阻尼弹簧来满足位移变形的需要，这就导致当出现中大型地震和风振时，支座减震效果不好，隔振差，较大的位移变形会使支座将发生形变，严重的甚至出现损毁。

技术实现要素：

【技术问题】

本发明要解决的技术问题是：传统的桥梁支座减震效果不好，隔振差，不能抵抗较大的位移变形，并且会产生较大的残余位移导致震后复位困难。

【技术方案】

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种预应力缓冲耗能桥梁隔振支座，能对来自不同方向的风振和地震进行控制，将大位移变形转变为转角，分配到多部分的耗能构件进行耗能，具有足够的耗能能力和良好的震后自复位功能。

所述预应力缓冲耗能桥梁隔振支座，包括缓冲耗能构件4，所述缓冲耗能构件4包括转轴14，所述转轴14上方设有旋转连接器12，所述旋转连接器12上方设有滚轮装置11，滚轮装置11上设有滑动滚轮；转轴14下方设有一字型钢轴16；转轴14的轴上设有限位夹板15，所述限位夹板15的内部固定有预应力钢绞线13；所述缓冲耗能构件4上方连接有上支撑板2，上支撑板2的上方设有滑动板1；缓冲耗能构件4下方连接有下支撑板3。

进一步的，所述上支撑板2卡在缓冲耗能构件4的旋转连接器12上。

进一步的，所述滑动板1中心位置设有套筒9；滑轮板1下表面固定有滑轨10。

进一步的，所述滚轮装置11的滑动滚轮嵌入滑轨10中，所述滑轨10的数量和滚轮装置11的数量相同。

进一步的，所述滑动板1与下支撑板3上均设有螺栓孔7，螺栓孔7通过螺栓固定滑动板1和所述预应力缓冲耗能桥梁隔振支座上方的建筑；螺栓孔7还通过螺栓固定下支撑板3和所述预应力缓冲耗能桥梁隔振支座下方的建筑。

进一步的，所述上支撑板2设有聚四氟乙烯支座5，聚四氟乙烯支座5固定在套筒9内，且与套筒9之间留有间隙。

进一步的，所述上支撑板2和下支撑板3上均设有预应力钢绞线固定孔6，所述预应力钢绞线13固定在预应力钢绞线固定孔6上。

进一步的，所述下支撑板3上还设有限位卡槽8。

进一步的，所述一字型钢轴16固定在限位卡槽8的内部，所述限位卡槽8和一字型钢轴16的个数相同。

进一步的，所述预应力钢绞线13由高强度钢丝捻制而成。

[有益效果]

1、本发明在转轴上设有预应力钢绞线，预应力钢绞线由高强度钢丝捻制而成，使得支座的稳定性极大提升，能够提供支座恢复所需的应力，预应力钢绞线处于弹性阶段可重复张拉，能够抵抗随后余震的伤害。并且预应力钢绞线更换简单，生产工艺已经非常成熟。

2、本发明在转轴上设有滚动装置，在滑动板上设置滑轨，转轴上的滚动装置可以在滑轨上滑动，这种设计使得支座能够在不同强度的地震作用下同时抵抗竖向振动和水平振动，具有足够的耗能能力，可以有效地消耗地震能量，将连接处的大位移变形转化为转轴的转角，将振动能量分配到多部分耗能构件进行耗能。

3、本发明设置的滑动板在聚四氟乙烯支座的限制下不会产生过大变形，使得转轴能够持续耗能，从而提供较强的减震能力。

4、本发明设置的滚动装置和转轴既可以平行移动又可以转动，实现水平方向既可以抵抗平动又可以抵抗转动，具有足够的耗能能力且具有良好的震后自复位功能，可以有效地消耗地震能量，在地震作用下能够为主体结构提供稳固有效的阻尼和减震保护作用。

附图说明

图1是本发明缓冲耗能构件的结构示意图；

图2是本发明整体结构的主视图；

图3是本发明去除滑动板的俯视图；

图4是本发明下支撑板的俯视图；

图5是本发明滑动板的仰视图。

图中，1、滑动板；2、上支撑板；3、下支撑板；4、缓冲耗能构件；5、聚四氟乙烯支座；6、预应力钢绞线固定孔；7、螺栓孔；8、限位卡槽；9、套筒；10、滑轨；11、滚轮装置；12、旋转连接器；13、预应力钢绞线；14、转轴；15、限位夹板；16、一字型钢轴。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。

实施例1

如图1所示，一种预应力缓冲耗能桥梁隔振支座，包括缓冲耗能构件4，所述缓冲耗能构件4包括转轴14，所述转轴14上方设有旋转连接器12，所述旋转连接器12可以360度旋转，所述旋转连接器12上方设有滚轮装置11，所述滚轮装置11截面为工字型，滚轮装置11的侧面设有两组滑动滚轮；转轴14下方设有一字型钢轴16；转轴14的轴表面设有至少一个限位夹板15，所述限位夹板15的内部固定有竖向垂直的预应力钢绞线13，所述预应力钢绞线13由高强度钢丝捻制而成。

如图2所示，所述缓冲耗能构件4的上方设有上支撑板2，所述上支撑板2卡在缓冲耗能构件4的旋转连接器12上；上支撑板2的上方设有滑动板1，如图5所示，图5为滑动板1的仰视图，所述滑动板1上设有螺栓孔7，所述螺栓孔7通过螺栓固定滑动板1和所述预应力缓冲耗能桥梁隔振支座上方的建筑；滑动板1中心位置设有套筒9；滑轮板1下表面固定有滑轨10。所述滑轨10与缓冲耗能构件4的滚轮装置11连接，滚轮装置11的两组滚轮嵌入滑轨10中，可在滑轨10上滑动，所述滑轨10的数量和滚轮装置11的数量相同。

如图3或4所示，所述上支撑板2和下支撑板3上均设有预应力钢绞线固定孔6，所述预应力钢绞线13固定在预应力钢绞线固定孔6上，钢绞线固定孔6用于固定预应力钢绞线13。所述上支撑板2中心位置设有聚四氟乙烯支座5，聚四氟乙烯支座5固定在套筒9内，且与套筒9之间留有间隙，所述间隙为支座水平向最大位移。所述下支撑板3上设有螺栓孔7和限位卡槽8，所述螺栓孔7通过螺栓固定下支撑板3和所述预应力缓冲耗能桥梁隔振支座下方的建筑；所述限位卡槽8用于限制缓冲耗能构件4的一字型钢轴16的转动，当转轴14转过一定角度，转轴14下方的一字型钢轴16将被限位卡槽固定，转轴14将不再转动。

本实施例的工作过程是：当桥梁支座上方的建筑产生振动发生位移变形时，与建筑固定连接的滑动板1会跟随桥梁支座上方的建筑一起移动，在滑动板1的带动下滚轮装置11在滑轨10上滑动，同时缓冲耗能构件4的转轴14跟着转动，转轴14上的预应力钢绞线13阻碍转轴14转动，进行耗能。预应力钢绞线13使得支座的稳定性极大提升，能够提供支座恢复所需的应力，预应力钢绞线13处于弹性阶段可重复张拉，能够抵抗随后余震的伤害。并且预应力钢绞线13更换简单，生产工艺已经非常成熟，能够精确地计算其能抵抗的应力，也可通过计算调整钢绞线的支数和布置。

当受到水平方向较小冲击力时，水平刚度较小的滑动板1发生位移，滑动板1上的滑轨10带动滚轮装置11转动，滚轮装置11带动转轴14转动，转轴上14的限位夹板15被预应力钢绞线13抵抗，滑动板1的位移即可复位。当受到水平方向较大冲击力时，支座上部建筑产生较大位移，水平作用力经由缓冲耗能构件4传递给预应力钢绞线13，预应力钢绞线13进行耗能，同时，当转轴14转过一定角度，其下部一字型钢轴16将被下支撑板3上设置的限位卡槽8固定，预应力钢绞线13能够持续耗能，同时，通过转轴14的塑性变形提供进一步的耗能能力，从而提供较强的减震能力。当受到竖向方向较小冲击力时，所述支座在聚四氟乙烯支座5的作用下能够自复位。当受到竖向方向较大冲击力时，冲击力传递给上支撑板2，分布给转轴14及聚四氟乙烯支座5，在转轴14以及聚四氟乙烯支座5的共同受力下，能够承受较大的冲击力，使桥梁支座在较大震级的地震时也能够起到减震作用。

本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡是在本发明构思的精神和原则之内，本领域的专业人员能够做出的任何修改、等同替换和改进等均应包含在本发明的保护范围之内。