一种动载作用下水平防冲击和易转动减隔震支座的制作方法

本发明涉及桥梁及建筑结构，具体而言，涉及一种动载作用下水平防冲击和易转动减隔震支座。

背景技术：

1、桥梁中的水平动载主要包括列车制动力、撞击力、风载、地震力等类型，因此桥梁支座通常需具备水平承载功能。球型支座是目前应用最为广泛，支座限位板是水平荷载承受的载体，目前通常按照水平荷载输入进行静态力学校核。但桥梁动载往往存在一定的冲击系数，可能会导致原有限位板的设计存在提前破坏的风险。针对普通球型支座的硬抗式限位板，材料的安全系数较大，风险稍小一些；针对球型减隔震支座的限位板，需要在设计水平荷载下剪断破坏，基本没有安全系数，而动载的冲击作用可能会存在使限位板提前剪断破坏的风险，从而使减隔震支座设计与原有设计不符，可能无法满足抗震设防目标要求。

2、同时支座的导向摩擦副间隙一般较小，此间隙的设置主要是为了适应支座竖向转动的空间需要。而支座生产过程中，由于如尺寸公差、表面涂装厚度、装配以及支座在长期使用过程中的灰尘、夹杂物的填充等问题，易导致转动间隙不足或消失，影响支座的竖向转动功能甚至出现转动卡死现象。

3、有鉴于此，特提出本发明。

技术实现思路

1、本发明是在球型减隔震支座水平荷载传递路径上增加防冲击结构，降低动态荷载尤其是地震水平荷载的冲击作用，提升支座水平承载的安全性和设计符合性；同时也较大程度改善支座的转动性能。

2、为解决上述问题，本发明提供一种动载作用下水平防冲击和易转动减隔震支座，包括自上而下依次设置的上座板、中座板和下座板，所述下座板的周侧设置限位装置，所述限位装置在靠近所述中座板的一侧设置第二导向滑板，所述上座板的外周侧设置第二非金属板，所述第二非金属板与所述第二导向滑板相互接触且共同形成第二导向摩擦副，所述第二非金属板的水平宽度为35-45mm且在靠近所述第二导向滑板的一侧的纵向截面为弧形。

3、优选的，所述减隔震支座还包括顶座板，所述顶座板位于所述上座板远离所述中座板的一侧，所述顶座板的四周设置永久挡块，所述永久挡块在靠近所述上座板的一侧设置第一导向滑板，所述上座板的外侧与所述第一导向滑板相对应位置设置第一非金属板，所述第一非金属板在顺桥向与所述第一导向滑板之间存在间隙，所述第一非金属板在横桥向所述第一导向滑板抵接设置，所述第一导向滑板、第一非金属板共同构成第一导向摩擦副。

4、优选的，所述第一非金属板的水平宽度为35-45mm且在靠近所述第一导向滑板的一侧纵向截面为弧形。

5、优选的，所述第一非金属板位于所述第二非金属板的上侧，所述第一非金属板、第二非金属板呈环状且部分的嵌入所述上座板内，所述第一非金属板、第二非金属板所在圆的直径分别为d1、d2，其中d1＜d2设置。

6、优选的，所述第一非金属板或第二非金属板包括相连的装配部、抵接部1，所述装配部的纵向截面为长方形，所述抵接部的纵向截面为圆弧形，所述抵接部在高度方向的中心线穿过所述第一导向滑板的中心点。

7、优选的，所述第一非金属板或第二非金属板的材质为改性超高分子量聚乙烯。

8、优选的，所述顶座板的下表面与上座板的上表面之间设置平面摩擦副2，所述下座板的上部和上座板下部均设有滑移凹球面，所述中座板的上、下表面均为凸球面，所述中座板的上端面与上座板的下端面之间设置第一球面摩擦副，所述中座板的下端面与所述下座板的上端面之间设置第二球面摩擦副。

9、优选的，所述第二导向滑板焊接在所述限位装置上，所述第二非金属板部分嵌入所述上座板上。

10、相对于现有技术，本发明实施例所述动载作用下水平防冲击和易转动减隔震支座具有如下有益效果：

11、1)作为缓冲耗能元件的第一非金属板、第二非金属板的厚度是原有的导向非金属滑板(一般为7mm)的5倍以上，从而使与限位装置的水平刚度理论上不到原有刚度的1/10，且与导向不锈钢滑板的竖直平面接触过程中的刚度是逐渐增加的，显著降低由于温度位移间隙或瞬间的地震荷载形成的动态荷载对限位装置的冲击作用，防止按照静态荷载校核的限位装置提前剪断破坏，更加符合桥梁抗震设防目标要求；

12、2)由于第二非金属板的厚度是原有非金属板(一般为7mm)的5倍以上，其与第二导向滑板的接触面积小并且增加了转向空间；由于第二非金属板的水平刚度小，即使间隙不够也能利用第二非金属板的挤压变形实现转动，有效降低支座转动时出现卡死的现象；

13、3)结构简单，对现有减隔震支座的改动小，方便生产加工。

技术特征：

1.一种动载作用下水平防冲击和易转动减隔震支座，包括自上而下依次设置的上座板(3)、中座板(5)和下座板(7)，其特征在于，所述下座板(7)的周侧设置限位装置(8)，所述限位装置(8)在靠近所述中座板(5)的一侧设置第二导向滑板(11)，所述上座板(3)的外周侧设置第二非金属板(12)，所述第二非金属板(12)与所述第二导向滑板(11)相互接触且共同形成第二导向摩擦副，所述第二非金属板(12)的水平宽度为35-45mm且在靠近所述第二导向滑板(11)的一侧的纵向截面为弧形。

2.根据权利要求1所述的动载作用下水平防冲击和易转动减隔震支座，其特征在于，所述减隔震支座还包括顶座板(1)，所述顶座板(1)位于所述上座板(3)远离所述中座板(5)的一侧，所述顶座板(1)的四周设置永久挡块(1-1)，所述永久挡块(1-1)在靠近所述上座板(3)的一侧设置第一导向滑板(9)，所述上座板(3)的外侧与所述第一导向滑板(9)相对应位置设置第一非金属板(10)，所述第一非金属板(10)在顺桥向与所述第一导向滑板(9)之间存在间隙，所述第一非金属板(10)在横桥向所述第一导向滑板(9)抵接设置，所述第一导向滑板(9)、第一非金属板(10)共同构成第一导向摩擦副。

3.根据权利要求3所述的动载作用下水平防冲击和易转动减隔震支座，其特征在于，所述第一非金属板(10)的水平宽度为35-45mm且在靠近所述第一导向滑板(9)的一侧纵向截面为弧形。

4.根据权利要求2或3所述的动载作用下水平防冲击和易转动减隔震支座，其特征在于，所述第一非金属板(10)位于所述第二非金属板(12)的上侧，所述第一非金属板(10)、第二非金属板(12)呈环状且部分的嵌入所述上座板(3)内，所述第一非金属板(10)、第二非金属板(12)所在圆的直径分别为d1、d2，其中d1＜d2设置。

5.根据权利要求4所述的动载作用下水平防冲击和易转动减隔震支座，其特征在于，所述第一非金属板(10)或第二非金属板(12)包括相连的装配部(10-1)、抵接部(10-2)，所述装配部(10-1)的纵向截面为长方形，所述抵接部(10-2)的纵向截面为圆弧形，所述抵接部(10-2)在高度方向的中心线穿过所述第一导向滑板(9)的中心点。

6.根据权利要求3所述的动载作用下水平防冲击和易转动减隔震支座，其特征在于，所述第一非金属板(10)或第二非金属板(12)的材质为改性超高分子量聚乙烯。

7.根据权利要求2所述的动载作用下水平防冲击和易转动减隔震支座，其特征在于，所述顶座板(1)的下表面与上座板(3)的上表面之间设置平面摩擦副(2)，所述下座板(7)的上部和上座板(3)下部均设有滑移凹球面，所述中座板(5)的上、下表面均为凸球面，所述中座板(5)的上端面与上座板(3)的下端面之间设置第一球面摩擦副(4)，所述中座板(5)的下端面与所述下座板(7)的上端面之间设置第二球面摩擦副(6)。

8.根据权利要求7所述的动载作用下水平防冲击和易转动减隔震支座，其特征在于，所述第二导向滑板(11)焊接在所述限位装置(8)上，所述第二非金属板(12)部分嵌入所述上座板(3)上。

技术总结本发明提供了一种动载作用下水平防冲击和易转动减隔震支座，包括自上而下依次设置的上座板、中座板和下座板，所述下座板的周侧设置限位装置，所述限位装置在靠近所述中座板的一侧设置第二导向滑板，所述上座板的外周侧设置第二非金属板，所述第二非金属板与所述第二导向滑板相互接触且共同形成第二导向摩擦副，所述第二非金属板的水平宽度为35‑45mm且在靠近所述第二导向滑板的一侧的纵向截面为弧形。本发明通过在球型减隔震支座水平荷载传递路径上增加防冲击结构，降低动态荷载尤其是地震水平荷载的冲击作用，提升支座水平承载的安全性和设计符合性，同时也较大程度改善支座的转动性能。技术研发人员：贾立志,国巍,王勇,姜文英,宋建平,顾海龙受保护的技术使用者：中船双瑞（洛阳）特种装备股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/8/27