一种震振双控摩擦支座的制作方法

1.本发明涉及减隔震工程技术领域，具体涉及一种震振双控摩擦支座。


背景技术：

2.桥梁支座是连接桥梁上部结构和下部结构的重要构件，其作用是把上部结构的各种荷载传递到墩台上，并能够适应活荷载、温度变化、混凝土收缩与徐变等因素所产生的位移。可是在地震中，桥梁支座历来被认为是桥梁整体抗震性能上的一个薄弱环节，它的破坏会直接影响到梁体和桥墩的安全性。
3.近年来，减隔震技术被广泛应用到各类建筑、桥梁工程中，桥梁减隔震技术是在梁体与墩台的连接处安装减隔震支座，通过改变结构周期和阻尼来减小结构地震反应。摩擦摆支座作为一种典型的减隔震支座，其主要原理是通过特定的圆弧面，大大延长结构基本自振周期，通过具有高耐磨，耐高温及摩擦系数稳定可调的材料将地震能量转化为热能，从而实现了隔震及耗能的目的，但现有的摩擦摆支座存在以下问题：
①
按照设防烈度地震来设计桥梁用摩擦摆支座，往往尺寸较大，成本高；
②
现有的摩擦摆支座结构容易使支座超过设计位移变形，导致桥梁落梁等危险情况的发生；
③
由于设计时摩擦摆支座没有安全系数储备，使得大震甚至超大地震时，相邻桥梁梁体容易发生碰撞危险；
④
摩擦摆支座位移大，导致桥梁的伸缩缝加大，使得桥梁维护费用增加；
⑤
在适应桥面热胀冷缩的温度位移时，摩擦摆支座不可避免的存在竖向抬升，使得桥面等上部结构的平顺性差，同时容易造成伸缩缝的损坏；
⑥
现有的结构适应桥梁热胀冷缩的温度位移与适用隔震的地震位移相互叠加，摩擦摆支座在工作过程中摩擦系数无法改变，造成温度位移时无法有效释放梁体应变，同时在地震位移时也无法达到优良的减隔震效果。


技术实现要素：

4.本发明目的在于，提供一种将支座正常使用功能(温度位移等)与地震时的附属功能分离，且安全可靠，结构简单、占用空间小的摩擦支座。
5.本发明通过以下技术方案实现该目的：
6.一种震振双控摩擦支座，包括上连接板和下连接板，所述上连接板的底部连接有上部滑动凹槽，所述下连接板的顶部连接有下部滑动台，所述下部滑动台的垂向截面轮廓为等腰梯形，所述上部滑动凹槽的底部开设有滑动槽，所述滑动槽的倾斜角度与下部滑动台的倾斜角度相同，所述下部滑动台的顶部设置有顶部滑块，所述下部滑动台的侧壁设置有侧面滑块，所述滑动槽的内顶壁与顶部滑块接触，所述上部滑动凹槽可相对下部滑动台滑动，在受到小的水平力作用下，所述滑动槽的内侧壁与侧面滑块不接触，在受到大的水平力作用下，所述滑动槽的内侧壁可沿侧面滑块向斜上方滑动。
7.进一步的，所述下部滑动台为圆锥台结构或梯台结构。
8.进一步的，所述下部滑动台的顶部为平面，所述顶部滑块为矩形滑块，所述滑动槽的内顶壁为平面滑动面。
9.进一步的，所述上部滑动凹槽的底部与下部连接板之间有间隙。
10.作为优选的，所述滑动槽的内顶壁和内侧壁上设置有耐磨板。
11.作为优选的，所述滑动槽和下部滑动台的倾斜角度为10
°‑
80
°
。
12.作为优选的，所述下部滑动台为金属或橡胶材料。
13.相对于现有技术，本发明的有益效果为：
14.本发明的震振双控摩擦支座，包括可以相互滑动的上部滑动凹槽和下部滑动台，二者的结构设置可以将减隔震支座的正常使用功能和地震等荷载作用下的附属功能区分开，分阶段有针对性的发挥减隔震功能，在较小水平力作用下，滑动槽的内侧壁与侧面滑块并不接触，仅滑动槽的内顶壁与顶部滑块接触，此时上部滑动凹槽和下部滑动台之间仅传递上部竖向荷载，发生水平滑动或转动，平衡桥梁因热胀冷缩等引起的水平位移，当发生地震等较大水平力作用情况下，滑动槽的内侧壁在较大水平力作用下，沿着侧面滑块向斜上方滑动，将水平动能转化为上部结构的位置势能，同时接触面上的相互摩擦也消耗掉一部分地震能量，此时摩擦支座由仅水平滑移工作阶段进入到动能势能相互转化工作阶段。
附图说明
15.图1为本发明的摩擦支座的结构示意图。
16.图2图1的a-a剖视图。
17.图3为本发明的摩擦支座在受到小的水平力作用下的水平位移结构示意图a1、a2。
18.图4为本发明的摩擦支座在受到大的水平力作用下的水平位移结构示意图b1、b2。
具体实施方式
19.以下结合附图及具体实施例对本发明进行详细描述。
20.实施例1。
21.如图1-2所示，本实施例提供一种震振双控摩擦支座，包括上连接板1和下连接板8，所述上连接板1的底部连接有上部滑动凹槽2，所述下连接板8的顶部连接有下部滑动台4，所述下部滑动台4的垂向截面轮廓为等腰梯形，所述上部滑动凹槽2的底部开设有滑动槽21，所述滑动槽21的倾斜角度与下部滑动台4的倾斜角度相同，所述下部滑动台4的顶部设置有顶部滑块6，所述下部滑动台4的侧壁设置有侧面滑块5，所述滑动槽21的内顶壁11与顶部滑块6接触，所述上部滑动凹槽2可相对下部滑动台4滑动，在受到小的水平力作用下，所述滑动槽21的内侧壁10与侧面滑块5不接触，在受到大的水平力f作用下，所述滑动槽21的内侧壁10可沿侧面滑块5向斜上方滑动。
22.如图3所示的a1和a2，本发明的震振双控摩擦支座，在较小水平力f作用下，滑动槽21的内侧壁10与侧面滑块5并不接触，仅滑动槽21的内顶壁11与顶部滑块6接触，此时上部滑动凹槽2和下部滑动台4之间仅传递上部竖向荷载，发生水平滑动或转动，平衡桥梁因热胀冷缩等引起的水平位移，如图4所示的b1和b2，当发生地震等较大水平力f作用情况下，滑动槽21的内侧壁10在较大水平力f作用下，先与侧面滑块5接触，然后沿着侧面滑块5向斜上方滑动，将水平动能转化为上部结构的位置势能，同时上部滑动凹槽2和下部滑动台4接触时的接触面上的相互摩擦也会消耗掉一部分地震能量，此时摩擦支座由仅水平滑移工作阶段进入到动能势能相互转化工作阶段。本发明中上部滑动凹槽和下部滑动台的结构设置可
以将减隔震支座的正常使用功能和地震等荷载作用下的附属功能区分开，可以分阶段有针对性的发挥减隔震功能。
23.其中，所述下部滑动台4为圆锥台结构或梯台结构，侧面滑块5设置于圆锥台的周壁或梯形壁上，所述滑动槽21的内侧壁10与下部滑动台4的侧壁结构相同。
24.其中，所述下部滑动台4的顶部为平面结构设置，所述顶部滑块6为矩形滑块，设置于下部滑动台4的顶面上，所述滑动槽21的内顶壁11为平面滑动面11，可相对顶部滑块6滑动。
25.其中，所述上部滑动凹槽2的底部与下部连接板8之间有一定的间隙，二者之间没有摩擦，便于上部滑动凹槽2相对下部滑动台4的滑动。
26.其中，所述滑动槽21的内顶壁11和内侧壁10上设置有耐磨板，可根据需要选择不同摩擦系数的耐磨板。
27.其中，所述滑动槽21和下部滑动台2的倾斜角度为10
°‑
80
°
，通过选择不同的倾斜角度以及摩擦面上的摩擦系数，使得支座能够将正常使用功能和地震时的辅助功能分离，分阶段，有针对性的更好发挥相应的作用，也可以使支座的减隔震功能和尺寸能够得到最优化。
28.其中，根据需要，可以选择下部滑动台4为金属或橡胶材料制成。
29.本发明的摩擦支座的工作原理为：如图3所示，正常使用状态下，即较小水平力f作用下，上部滑动凹槽2上的平面滑动面11与顶部滑块6接触，传递上部竖向荷载，发生相对滑动或转动，此时可平衡桥梁因热胀冷缩等引起的水平位移，且内侧壁10与侧面滑块5不接触，二者之间留有一定的间隙ls；当发生地震或者受到较大水平力f情况，如图4所示，上部滑动凹槽2与下部滑动台4之间的相对位移达到ls，内侧壁10与侧面滑块5发生接触，在持续增大的水平推力的作用下，上部滑动凹槽2将沿着侧面滑块5向斜上方滑动。通过这样的动作机理，不仅能将桥梁梁体的动能转化成重力势能，还能通过滑动面上的摩擦，消耗掉一部分的地震能量，从而实现支座地震时的附属功能，包括：延长结构周期、转移和耗散地震能量，水平承载等功能。
30.本发明的摩擦支座，根据桥梁结构的尺寸、设计地震荷载以及对支座抗震性能要求的不同，可以优化设计下部滑动台4与上部滑动凹槽2的内侧壁10的倾斜角度、内侧壁10与侧面滑块5之间的水平距离ls以及滑动槽侧壁上的摩擦系数，使得支座能够将正常使用功能和地震时的辅助功能分离，分阶段，有针对性地发挥控制作用，使得支座的减隔震功能和尺寸能够得到最优化。
31.所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本发明的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，并存在如上所述的本发明的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。因此，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种震振双控摩擦支座，包括上连接板和下连接板，其特征在于，所述上连接板的底部连接有上部滑动凹槽，所述下连接板的顶部连接有下部滑动台，所述下部滑动台的垂向截面轮廓为等腰梯形，所述上部滑动凹槽的底部开设有滑动槽，所述滑动槽的倾斜角度与下部滑动台的倾斜角度相同，所述下部滑动台的顶部设置有顶部滑块，所述下部滑动台的侧壁设置有侧面滑块，所述滑动槽的内顶壁与顶部滑块接触，所述上部滑动凹槽可相对下部滑动台滑动，在受到小的水平力作用下，所述滑动槽的内侧壁与侧面滑块不接触，在受到打的水平力作用下，所述滑动槽的内侧壁可沿侧面滑块向斜上方滑动。2.如权利要求1所述的震振双控摩擦支座，其特征在于，所述下部滑动台为圆锥台结构或梯台结构或棱台结构。3.如权利要求1所述的震振双控摩擦支座，其特征在于，所述下部滑动台的顶部为平面，所述顶部滑块为矩形滑块，所述滑动槽的内顶壁为平面滑动面。4.如权利要求1所述的震振双控摩擦支座，其特征在于，所述上部滑动凹槽的底部与下部连接板之间有间隙。5.如权利要求1所述的震振双控摩擦支座，其特征在于，所述滑动槽的内顶壁和内侧壁上设置有耐磨板。6.如权利要求1所述的震振双控摩擦支座，其特征在于，所述滑动槽和下部滑动台的倾斜角度为10
°‑
80
°
。7.如权利要求1所述的震振双控摩擦支座，其特征在于，所述下部滑动台为金属或橡胶材料。

技术总结
本发明涉及减隔震工程技术领域，具体涉及一种震振双控摩擦支座，包括上连接板、上部滑动凹槽、下部滑动台和下连接板，所述下部滑动台的垂向截面轮廓为等腰梯形，所述上部滑动凹槽的底部开设有滑动槽，所述滑动槽的倾斜角度与下部滑动台的倾斜角度相同，所述下部滑动台的顶部和侧壁分别设置有顶部滑块和侧面滑块，在较小水平力作用下，所述滑动槽的内顶壁与顶部滑块接触，所述滑动槽的内侧壁与侧面滑块不接触，在较大水平力作用下，所述滑动槽的内侧壁可沿侧面滑块向斜上方滑动，本发明的摩擦支座，上部滑动凹槽和下部滑动台的结构设置可以将减隔震支座的正常使用功能和地震等荷载作用下的附属功能区分开，分阶段有针对性的发挥减隔震功能。减隔震功能。减隔震功能。


技术研发人员：邹爽 张敏
受保护的技术使用者：江苏容大减震科技股份有限公司
技术研发日：2023.06.12
技术公布日：2023/8/21