橫向彈性限位、縱向液壓熔斷阻尼組合支座體系的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種橫向彈性限位、縱向液壓熔斷阻尼組合支座體系，采用液壓熔斷阻尼支座縱向約束、限位調高橡膠支座橫向約束；液壓熔斷阻尼支座位于跨中同側的第一主墩頂部與主梁底部之間；限位調高橡膠支座位于拱腳內側與主梁外側之間；與第一主墩相對的第二主墩上設有雙向活動球形鋼支座?？v向約束在正常情況下處于鎖定狀態(tài)，保證使用期間在制動力、軌道力作用下縱向約束，地震時解鎖，起到減震的作用，震后恢復鎖定；橫向約束能夠保證使用期間橫向限位且支座不脫空，又可減小橫向地震力。地震及罕遇地震作用下，墩身及基礎均在彈性范圍內工作，大大提高了橋梁能夠抵御的地震強度，維持了關鍵交通節(jié)點處交通生命線的貫通，對抗震救災起到重要作用。
【專利說明】橫向彈性限位、縱向液壓熔斷阻尼組合支座體系
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種橋梁支座體系，具體地是一種應用在公路及鐵路拱橋、斜拉橋、懸索橋主梁支座體系。
【背景技術】
[0002]橋梁支座體系是對橋梁進行縱向和橫向的約束，通常采用縱向約束體系和橫向約束體系配合使用，保證橋梁正常使用。
[0003]常見的縱向約束體系及其缺點如下:
[0004]1、主墩設置兩個縱向固定支座:其梁部豎向力絕大部分通過吊桿傳遞給拱肋，墩頂支座型號小。這種支座不能抵擋整個梁體的地震水平力，在強震下往往支座均被剪壞，導致橋梁結構的破壞甚至落梁；
[0005]2、兩個主墩處設置速度鎖定器:地震時，兩主墩速度鎖定器平均分擔梁部地震力，可適當減小單個點承擔的地震力，但是不能起到減振的作用。隨著地震力的繼續(xù)加大，鋼箱梁會損壞，難以維修。此外，大跨度橋梁上速度鎖定器型號較大，成本高；
[0006]3、橋梁中心線處縱向設(可剪斷式)剪力卡榫:由于制動力及疲勞強度要求剪力卡榫剪斷力不能太小，否則“剪斷”隔震效果不明顯，同時，鋼箱梁需設置強大的加勁構造，導致鋼箱梁構造復雜且造價高；
[0007]以上三種支座體系由于震后發(fā)生了支座破壞或梁部損壞，需頂梁操作，地震后養(yǎng)護維修困難，修復時間長，費用高。
[0008]4、主墩處布置粘滯阻尼器:由于不滿足溫度及制動力作用下主梁縱向固定的要求，故一般僅在大跨度斜拉橋等梁部有拉索或其他縱向約束的橋梁中采用，應用范圍窄。
[0009]常規(guī)橫向約束體系及其缺點如下:
[0010]1、橫向設置固定支座:一般應用在支座反力小的橋型上,支座型號小,設計極為困難，同時，不能抵擋整個梁體的地震水平力；
[0011]2、橫向設普通橡膠支座:橋面寬度較寬時，在降溫及橫向力作用下，支座往往容易經(jīng)常性脫空，引起支座損壞橋面及軌道位移，不能滿足列車行車橫向限位要求。

【發(fā)明內容】

[0012]本發(fā)明針對【背景技術】中描述的不足，提出一種既滿足橋梁使用期間縱向約束、橫向限位的基本要求，又能有效減小地震力，且后期養(yǎng)護維修方便的支座約束體系。
[0013]本發(fā)明采用的技術方案是:一種用于約束橋梁主梁與橋墩的橫向彈性限位、縱向液壓熔斷阻尼組合支座體系，其特征在于:采用液壓熔斷阻尼支座縱向約束、限位調高橡膠支座橫向約束；所述液壓熔斷阻尼支座位于跨中同側的第一主墩頂部與主梁底部之間；所述限位調高橡膠支座位于拱腳內側與主梁外側之間；與第一主墩相對的第二主墩上設有雙向活動球形鋼支座。
[0014]優(yōu)選的，所述液壓熔斷阻尼支座包括上支座板和下支座板；下支座板上方滑動連接有加高塊，所述加高塊與上支座板之間設有球冠；所述下支座板上平行所述加高塊滑動方向可拆卸設有液壓熔斷式粘滯阻尼器；所述加高塊與所述液壓熔斷式粘滯阻尼器連接。
[0015]進一步優(yōu)選的，所述加高塊與下支座板之間設有第一滑動板。這樣，可以避免加高塊和下支座板的磨損，滿足支座沿滑槽的位移要求。
[0016]進一步優(yōu)選的，所述加高塊的底部設有導軌，所述下支座板上設有與所述導軌配合的滑槽。這樣，利用導軌與滑槽的配合起到導向的作用。
[0017]進一步優(yōu)選的，所述加高塊上設有多個連接板，所述連接板分別套設在所述液壓熔斷式粘滯阻尼器兩端。
[0018]更進一步優(yōu)選的，所述連接板的頂部為U型。
[0019]優(yōu)選的，所述限位調高橡膠支座包括支座下板，支座下板上設有第二滑動板，所述支座下板與第二滑動板之間設有調高機構；所述支座下板兩相對側面設有擋板，所述擋板的高度大于所述第二滑動板與所述調高機構厚度之和；所述第二滑動板上設有支座上板，所述第二滑動板與支座上板之間設有橡膠支座本體。
[0020]進一步優(yōu)選的，所述調高機構包括相對設置的一組楔形塊和多個調高螺栓；所述楔形塊位于所述第二滑動板底部和支座下板頂部之間，所述第二滑動板底部或支座下板底部設有與所述楔形塊配合的斜面；所述調高螺栓穿過所述楔形塊；所述調高螺栓的軸向與所述楔形塊的朝向平行，且垂直所述擋板。這樣，通過擰緊調高螺栓，兩楔形塊逐漸靠近，利用斜面頂高第二滑動板，從而實現(xiàn)調高。
[0021]更進一步優(yōu)選的，所述楔形塊的兩端面均為斜面，所述第二滑動板底部和支座下板底部均設有與所述楔形塊配合的斜面。
[0022]優(yōu)選的，橋梁邊墩上均設有雙向活動球形鋼支座。
[0023]本發(fā)明的有益效果是:縱向約束在正常情況下處于鎖定狀態(tài)，保證使用期間在制動力、軌道力作用下縱向約束，遇到地震時解鎖，起到減震的作用，震后恢復鎖定；橫向約束能夠保證使用期間橫向限位且支座不脫空，又可減小橫向地震力。地震及罕遇地震作用下，墩身及基礎均在彈性范圍內工作，大大提高了橋梁能夠抵御的地震強度，維持了關鍵交通節(jié)點處交通生命線的貫通，對抗震救災起到重要作用。震后支座體系仍可正常工作，液壓熔斷式粘滯阻尼器可拆卸，后期養(yǎng)護維修不需頂梁。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]圖1是本發(fā)明的平面布置示意圖，其中，圖中箭頭代表該處支座可以運動的方向；
[0025]圖2是本發(fā)明主墩處的立面結構示意圖；
[0026]圖3是本發(fā)明公開的液壓熔斷阻尼支座的主視示意圖；
[0027]圖4是圖3的剖視示意圖；
[0028]圖5是本發(fā)明公開的限位調高橡膠支座的剖視示意圖；
[0029]圖6的圖5的E-E剖視示意圖。
【具體實施方式】
[0030]如圖1和圖2所示，橫向彈性限位、縱向液壓熔斷阻尼組合支座體系，采用液壓熔斷阻尼支座I縱向約束、限位調高橡膠支座2橫向約束；所述液壓熔斷阻尼支座I位于跨中同側的第一主墩3頂部與主梁5底部之間；所述限位調高橡膠支座2位于拱腳6內側與主梁5外側之間；與第一主墩3相對的第二主墩4上設有雙向活動球形鋼支座7 ;優(yōu)選的，所述第一邊墩和第二邊墩上均采用雙向活動球形鋼支座7。
[0031]如圖3和圖4所示，所述液壓熔斷阻尼支座I包括上支座板1.1和下支座板1.2 ；下支座板1.2上方滑動連接有加高塊1.3，所述加高塊1.3與上支座板1.1之間設有球冠1.4 ;所述下支座板1.2上平行所述加高塊1.3滑動方向可拆卸設有液壓熔斷式粘滯阻尼器
1.5 ;所述加高塊1.3上設有多個連接板1.31，所述連接板1.31分別套設在所述液壓熔斷式粘滯阻尼器1.5兩端，優(yōu)選的，所述連接板1.31的頂部為U型。
[0032]優(yōu)選的，所述加高塊1.3與下支座板1.2之間設有第一滑動板1.6。這樣，可以避免加高塊1.3和下支座板1.2的磨損，同時,滿足支座沿滑槽的位移要求。
[0033]優(yōu)選的，所述加高塊1.3的底部設有導軌1.7，所述下支座板1.2上設有與所述導軌1.7配合的滑槽1.8。這樣，利用導軌1.7與滑槽1.8的配合起到導向的作用。
[0034]如圖5和圖6所示，所述限位調高橡膠支座2包括支座下板2.1，支座下板2.1上設有第二滑動板2.2，所述支座下板2.1與第二滑動板2.2之間設有調高機構2.3 ;所述支座下板2.1兩相對側面設有擋板2.4，所述擋板2.4的高度大于所述第二滑動板2.2與所述調高機構2.3厚度之和；所述第二滑動板2.2上設有支座上板2.5，所述滑動板2.3與支座上板2.5之間設有橡膠支座本體2.6。
[0035]優(yōu)選的，所述調高機構2.3包括相對設置的一組楔形塊2.31和多個調高螺栓
2.32 ;所述楔形塊2.31位于所述第二滑動板2.2底部和支座下板2.1頂部之間，所述第二滑動板2.2底部或支座下板2.1底部設有與所述楔形塊2.31配合的斜面；所述調高螺栓
2.32穿過所述楔形塊2.31 ;所述調高螺栓2.32的軸向與所述楔形塊2.31的朝向平行，且垂直所述擋板2.4。這樣，通過擰緊調高螺栓2.32，兩楔形塊2.31逐漸靠近，利用斜面頂高第二滑動板2.2，從而實現(xiàn)調高。
[0036]進一步優(yōu)選的，所述楔形塊2.31的兩端面均為斜面，所述第二滑動板2.2底部和支座下板2.1底部均設有與所述楔形塊2.31配合的斜面。
[0037]液壓熔斷式阻尼支座通過導軌導向可以縱向滑動，通過設定合理的熔斷力保證正常使用期間液壓熔斷式阻尼支座縱向固定，而在較大地震時熔斷裝置解鎖，粘滯阻尼器開始發(fā)揮作用。液壓熔斷式阻尼支座可分成兩部分，即液壓熔斷阻尼器與雙向活動鋼支座兩部分，可先安裝雙向活動鋼支座，待主梁施工完成后，再安裝液壓熔斷阻尼器。其他與同普通支座安裝方案相同。
[0038]限位調高橡膠支座的彈性橡膠支座本體可以適應一定的變形，可以擰緊螺桿的螺栓調整支座的高度。增加高度調節(jié)功能后，限位調高橡膠支座能方便的安裝及更換，更能保證一定的預壓力，防止限位支座在溫度及橫向力作用下的脫空現(xiàn)象，保證橋面設施特別是軌道結構的穩(wěn)定性及行車的安全性。限位調高橡膠支座限位支座調高量為O時放入預留空隙，定位后調高5mm，再灌漿。為防止支限位調高橡膠支座脫空，砂漿達到強度后，繼續(xù)調高支座高度，使得在設定溫度條件下支座預壓力達到設計值。限位調高橡膠支座在調低5mm后便可留出間隙，便于達到使用年限后取出更換。
[0039]這樣，縱向約束采用在液壓熔斷式阻尼支座，正常情況下處于鎖定狀態(tài)，保證使用期間在制動力、軌道力作用下縱向約束，遇到地震時解鎖，起到減震的作用，震后恢復鎖定；橫向約束采用限位調高橡膠支座，能夠保證使用期間橫向限位且支座不脫空，又可減小橫向地震力。地震及罕遇地震作用下，墩身及基礎均在彈性范圍內工作，大大提高了橋梁能夠抵御的地震強度，維持了關鍵交通節(jié)點處交通生命線的貫通，對抗震救災起到重要作用。保證了震后支座體系仍可正常工作，液壓熔斷式粘滯阻尼器可拆卸，后期養(yǎng)護維修不需頂梁。
[0040]采用橫向彈性限位、縱向液壓熔斷阻尼組合支座體系后，在罕遇地震作用下，限位調高橡膠支座反力減震率可達29%，主墩處縱向力減震率可達88% ;極大的改善了鋼箱梁等薄壁結構的受力，降低了鋼箱梁用鋼量，節(jié)省了投資。承臺底扭矩減震率達45%?55%，“固定”墩承臺底橫向彎矩減震率減震率達47%，減振效果顯著，可較大幅度降低墩身及基礎投資，對下部結構設計起到關鍵作用。
【權利要求】
1.一種用于約束橋梁主梁與橋墩的橫向彈性限位、縱向液壓熔斷阻尼組合支座體系，其特征在于:采用液壓熔斷阻尼支座(I)縱向約束、限位調高橡膠支座(2)橫向約束；所述液壓熔斷阻尼支座(I)位于跨中同側的第一主墩(3)頂部與主梁(5)底部之間；所述限位調高橡膠支座(2)位于拱腳(6)內側與主梁(5)外側之間；與第一主墩(3)相對的第二主墩(4)上設有雙向活動球形鋼支座(7)。
2.根據(jù)權利要求1所述的橫向彈性限位、縱向液壓熔斷阻尼組合支座體系，其特征在于:所述液壓熔斷阻尼支座(I)包括上支座板(1.1)和下支座板(1.2);下支座板(1.2)上方滑動連接有加高塊(1.3)，所述加高塊(1.3)與上支座板(1.1)之間設有球冠(1.4);所述下支座板(1.2)上平行所述加高塊滑動方向可拆卸設有液壓熔斷式粘滯阻尼器(1.5);所述加高塊(1.3)與所述液壓熔斷式粘滯阻尼器(1.5)連接。
3.根據(jù)權利要求2所述的橫向彈性限位、縱向液壓熔斷阻尼組合支座體系，其特征在于:所述加高塊(1.3)與下支座板(1.2)之間設有第一滑動板(1.6)。
4.根據(jù)權利要求2所述的橫向彈性限位、縱向液壓熔斷阻尼組合支座體系，其特征在于:所述加高塊(1.3)的底部設有導軌(1.7)，所述下支座板(1.2)上設有與所述導軌(1.7)配合的滑槽(1.8)。
5.根據(jù)權利要求2所述的橫向彈性限位、縱向液壓熔斷阻尼組合支座體系，其特征在于:所述加高塊(1.3)上設有多個連接板(1.31)，所述連接板(1.31)分別套設在所述液壓熔斷式粘滯阻尼器(1.5)兩端。
6.根據(jù)權利要求5所述的橫向彈性限位、縱向液壓熔斷阻尼組合支座體系，其特征在于:所述連接板(1.31)的頂部為U型。
7.根據(jù)權利要求1所述的橫向彈性限位、縱向液壓熔斷阻尼組合支座體系，其特征在于:所述限位調高橡膠支座(2)包括支座下板(2.1)，支座下板(2.1)上設有第二滑動板(2.2)，所述支座下板(2.1)與第二滑動板(2.2)之間設有調高機構(2.3);所述支座下板(2.1)兩相對側面設有擋板(2.4)，所述擋板(2.4)的高度大于所述第二滑動板(2.2)與所述調高機構(2.3)厚度之和；所述第二滑動板(2.2)上設有支座上板(2.5)，所述第二滑動板(2.2)與支座上板(2.5)之間設有橡膠支座本體(2.6)。
8.根據(jù)權利要求7所述的橫向彈性限位、縱向液壓熔斷阻尼組合支座體系，其特征在于:所述調高機構(2.3)包括相對設置的一組楔形塊(2.31)和多個調高螺栓(2.32);所述楔形塊(2.31)位于所述第二滑動板(2.2)底部和支座下板(2.1)頂部之間，所述第二滑動板(2.2)底部或支座下板(2.1)底部設有與所述楔形塊(2.31)配合的斜面；所述調高螺栓(2.32)穿過所述楔形塊(2.31);所述調高螺栓(2.32)的軸向與所述楔形塊(2.31)的朝向平行，且垂直所述擋板(2.4)。
9.根據(jù)權利要求7所述的橫向彈性限位、縱向液壓熔斷阻尼組合支座體系，其特征在于:所述楔形塊(2.31)的兩端面均為斜面，所述第二滑動板(2.2)底部和支座下板(2.1)底部均設有與所述楔形塊(2.31)配合的斜面。
10.根據(jù)權利要求1-9中任一所述的橫向彈性限位、縱向液壓熔斷阻尼組合支座體系，其特征在于:橋梁邊墩上均設有雙向活動球形鋼支座(7)。
【文檔編號】E01D19/04GK103590328SQ201310610419
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2013年11月26日 優(yōu)先權日:2013年11月26日
【發(fā)明者】羅世東, 陳勇, 曾敏, 張艷軍, 陳海樺 申請人:中鐵第四勘察設計院集團有限公司