一种易更换可调高支座结构及其实现方法与流程

本发明属于桥梁及建筑工程，尤其是涉及一种易更换可调高支座结构及其实现方法。

背景技术：

1、在桥梁或建筑结构中，支座是上部结构和下部结构的关键连接部件，将上部结构的反力和变形(位移和转角)可靠的传递给下部结构，发挥着重大的作用。常规板式橡胶支座价格低廉、性能稳定、技术成熟，在地震作用下表现为弹性，可以有效分散地震力，降低结构在地震后可能的破坏程度，在我国中小跨径桥梁中应用的比例高达80％左右，是桥梁工程中应用最为广泛的支座形式。

2、采用板式橡胶支座的桥梁，梁体直接置于支座之上，支座橡胶层与梁体或墩顶之间仅依靠摩擦提供水平约束，没有设计支座限位装置，主梁受温度力、离心力、汽车制动力、自重等荷载效应影响会带动支座一起移动，部分情况下支座未回到原始位置，在长期累积情况下，支座会产生较大水平变形甚至滑移超限，处于不利的受力状态，进而影响支座使用寿命。在地震作用下，虽然板式橡胶支座与盖梁之间的摩擦滑移使得桥墩、桩基受到的地震力减小，但会导致发生较大不可预测的滑动，难以对桥梁结构在大震作用下的动力响应进行准确而定量的设计，从而引起地震作用下支座破坏和主梁偏移甚至落梁等严重震害。

3、相关技术中，大多支座结构是在支座本体上部、下部增设带螺栓、锚棒等的连接板，并在支座连板上设置挡块、卡榫、拉索等限位结构来实现支座本体的连接或限位，该类支座结构复杂、成本较高，且支座出现病害需要更换或者调高时，需要先凿除部分砂浆层，再更换新支座并进行二次灌浆浇筑，费工费时；支座更换或调高过程需拆除全部锚固螺栓，而由于空间限制，支座内侧螺栓难以拆除，需要对原支座进行切割等永久性破坏才能拆除,造成了施工困难，具有施工风险大、技术难度高、经济效益差等缺点。

4、因此，如何使常用支座本体水平方向实现位移可控和承载力提升，同时又具有结构简单、传力可靠、经济性好的优势，且能克服现有最常用的螺栓-锚棒锚固体系组成的支座在更换、保养维护和调高功能方面的不足，目前尚未出现更好的解决方案。

技术实现思路

1、本发明为解决上述背景技术中存在的技术问题，提供了一种易更换可调高支座结构及其实现方法。

2、本发明采用以下技术方案：一种易更换可调高支座结构，设于基石和被承载结构物之间；所述支座结构包括：

3、支座本体；

4、下限位组件，分布于所述支座本体的周边形成下容纳腔；所述下限位组件包括：设于基石上的m个固定组件和n个下可拆挡件；

5、上限位组件，分布于所述支座本体的周边形成上容纳腔；所述上限位组件包括：设于被承载结构物上的m个固定组件和n个上可拆挡件；其中，m+n＝c，c为预先设定的定值，c≥4，c≥n≥0，c≥m≥0；

6、所述下容纳腔和上容纳腔用于限制所述支座本体在水平向的移动，所述下可拆挡件和所述上可拆挡件相对应，可操作性的提供至少一侧出口，供所述支座本体移出或放入，完成支座本体的更换。

7、在进一步的实施例中，所述固定挡件包括：

8、若干个锚筋，预埋在对应的基石和被承载结构物中；

9、型钢，与所述锚筋为一体成型；所述型钢的内侧面平行于支座本体对应的侧面；所述型钢部分暴露于对应的基石和被承载结构物。

10、在进一步的实施例中，所述下可拆挡件包括：

11、下锚固件，预埋于所述基石内；所述下锚固件包括：一体成型的下锚筋和下钢件；其中，所述下钢件的上表面向下凹陷预定深度形成下凹槽；

12、下活动块，部分套接于所述下凹槽内；暴露在下凹槽外部的下活动块的侧面与支座本体对应的侧面相平行。

13、在进一步的实施例中，所述上可拆挡件包括：

14、上锚固件，预埋于所述被承载结构物内；所述上锚固件包括：一体成型的上锚筋和上钢件；其中，所述上钢件的下表面向上凹陷预定深度形成上凹槽；

15、上活动块，部分内嵌于所述上凹槽内；暴露在上凹槽外部的上活动块的侧面与支座本体对应的侧面相平行。

16、在进一步的实施例中，所述下凹槽的竖截面为矩形或倒梯形；对应的，下活动块被下凹槽包裹区域的竖截面对应为矩形或倒梯形。

17、在进一步的实施例中，所述上凹槽包括第一凹槽和与之相同的第二凹槽；其中，所述第一凹槽的竖截面为倒梯形；对应的，所述上活动块被第一凹槽包裹区域的竖截面为倒梯形；

18、所述第二凹槽的竖截面为矩形或正梯形；所述第一凹槽被设置对所述上活动块进行定位，所述第二凹槽被设置为将上活动块从中取出。

19、在进一步的实施例中，所述支座本体为具备主体支座供的结构，为橡胶支座、聚氨酯支座、盆式支座和球型钢支座中的一种；

20、所述支座本体的预接触区上包裹有弹性材料，所述弹性材料为硫化橡胶层、聚氨酯中的一种或多种；所述预接触区为使用时，支座本体将与下限位组件、上限位组件发生接触或挤压的区域。

21、在进一步的实施例中，所述预接触区与下限位组件之间留有预定的距离为δd1，在基石上给出支座本体相对滑动的空间；

22、所述预接触区与上限位组件之间留有预定的距离为δd2，在被承载结构物给出支座本体相对滑动的空间。

23、一种易更换可调高支座结构的实现方法，基于如上所述的易更换可调高支座结构，包括以下步骤：

24、当需要更换支座本体时，小幅顶升被承载结构物；确定位于同一侧面的上可拆挡件和下可拆挡件，将上可拆挡件和下可拆挡件中对应的上活动块和下活动块取出，在指定侧面上形成一出口；原支座本体从所述出口中移出，随后通过所述出口放入新的支座本体；将被取出的上活动块和下活动块复位、被承载结构物降落；

25、当需要对支座本体调高时，小幅顶升被承载结构物；确定位于同一侧面的上可拆挡件和下可拆挡件，将上可拆挡件和下可拆挡件中对应的上活动块和下活动块取出，在指定侧面上形成一出口；原支座本体从所述出口中移出，随后通过所述出口放入支座本体和预定高度的调高垫板；将被取出的上活动块和下活动块复位、被承载结构物降落。

26、在进一步的实施例中，所述下活动块的取出方式如下：直接将下活动块从对应的下凹槽内向上取出；

27、所述上活动块的取出方式如下：依次将每个上活动块从对应的第一凹槽滑移至第二凹槽内，再将位于第二凹槽内的上活动块向下取出。

28、本发明的有益效果：在支座本体的周边(四周)设置有下限位组件和上限位组件，其中，下限位组件和上限位组件均包含了固定挡件。通过下限位组件和上限位组件限制支座本体的大幅水平滑动，形成的结构稳定且滑移可控的支座结构。通过调整支座本体与下限位组件、上限位组件之间的间隙δd1和δd2，亦可使支座具有可靠的滑移耗能功能。

29、本发明的下限位组件及上限位组件部分挡件可灵活拆装，使支座具有更好的安装和更换便捷性。可通过放置调高垫板于支座本体下方或上方实现对支座的高度调整，能大大缓解支座本体安装及运营期间发生支座脱空的病害情况。

30、本技术方案的支座采用的限位结构与常规带螺栓、锚棒结构的支座连接板，及在支座连接板上设置挡块、卡榫、拉索等的限位结构比较，具有结构简单，经济性好，易于施工的特点。

31、可有效减少传统板式橡胶支座病害，大大降低落梁风险，显著提升桥梁结构抗震安全性，同时改善目前常用的桥梁支座如盆式支座、球型支座、隔震橡胶支座与墩梁之间连接构造复杂、成本较高、更换困难、一般无法调高等问题，具有重大的工程实用性及经济效益。