本實用新型涉及一種球型支座。

背景技術(shù)：

橋梁支座有多種類型，例如球型支座、板式橡膠支座、盆式橡膠支座等，橋梁支座的作用主要有兩點，其一是將橋梁載荷（動載和靜載）有效傳遞到橋墩，其二則是用以克服梁體因受制動力、環(huán)境溫度、混凝土收縮或徐變以及載荷作用等引起的位移產(chǎn)生的梁體偏壓。例如在橋體橫向，如果因環(huán)境溫度發(fā)生變化，導(dǎo)致梁體邊長，而墩柱之間的間距不變，若梁體與墩柱之間是剛性的連接，則剛性連接的部分有可能會被剪斷或者梁體對連接部分產(chǎn)生很大的剪切力。橋梁支座則使梁體盡可能正壓在墩柱上。

因橋梁與墩柱之間的連接結(jié)構(gòu)不僅需要面對水平方向的位移，還會因豎向壓縮變形或者不同部分變形幅度不一致而產(chǎn)生轉(zhuǎn)角變形，由此產(chǎn)生了既滿足適應(yīng)移動變形又適應(yīng)轉(zhuǎn)動變形的滾動球型支座。

球型支座對外部因素的相應(yīng)體現(xiàn)在摩擦面的數(shù)量和摩擦面自身屬性，隨著摩擦面的增多，球型支座對震動、轉(zhuǎn)動、平移的響應(yīng)能力提高，但橫向穩(wěn)定性也會變差，而導(dǎo)致承載能力下降，因此，摩擦面數(shù)量應(yīng)控制在合理的范圍內(nèi)。

中國專利文獻CN101705722A公開了一種雙曲面減震抗拉支座，是一種球型支座的變形，其等效的具有兩個球型支座，同時為了保證在增加了滑移面或者轉(zhuǎn)動配合面的條件下，具有比較高承載能力，其下支座板構(gòu)造出圓形腔體，圓形腔體還要構(gòu)造出內(nèi)弧表面。整體結(jié)構(gòu)需要考慮的因素較多，結(jié)構(gòu)相對比較復(fù)雜。

中國專利文獻CN105755953A公開了一種三重摩擦擺支座，也是一種球型支座，該球型支座區(qū)別于現(xiàn)有的具有單球冠結(jié)構(gòu)的球冠襯板，而采用了具有上下兩個球冠的球冠襯板，該種結(jié)構(gòu)有效的簡化了橋梁支座的結(jié)構(gòu)，不過，兩個正反的球冠在支撐的中心不在球冠的軸心時，會產(chǎn)生與下支座板成一定偏斜角度的附加力矩，該附加力矩屬于有害分力，當(dāng)偏斜較大時可能會對支座產(chǎn)生損傷。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本實用新型的目的在于提供一種在滿足較好的抗震性能和轉(zhuǎn)動性能條件下，不容易產(chǎn)生有害分力的球型支座。

本實用新型采用以下技術(shù)方案：

一種球型支座，包括上支座板和與該上支座板對位并具有第一球窩的下支座板，以及設(shè)置在上支座板與下支座板間的滑移組件，所述滑移組件包括：

第二球冠襯板，該第二球冠襯板的下部為與第一球窩配合的球面，上部則開有開口向上的第二球窩，并在第二球窩的中心形成有軸線向下的連接孔；

第一球冠襯板，該第一球冠襯板的下部為與第二球窩配合的球面，上表面則是平面，且在該第一球冠襯板的中心開有與連接孔對位的過孔；

緩沖芯，設(shè)置在連接孔與過孔內(nèi)，用于第一球冠襯板與第二球冠襯板的具有預(yù)定連接強度的連接；以及

滑板組件，設(shè)置在第一球冠襯板的上表面與上支座板的下表面之間，用于提供平面滑移面。

上述球型支座，可選地，所述連接孔為盲孔，所述緩沖芯連接過孔與連接孔后，過孔進口端留有預(yù)定深度。

可選地，還包括恰好墊滿過孔進口端留有的預(yù)定深度部分的墊層。

可選地，所述墊層為橡膠墊層。

可選地，第一球冠襯板與第二球窩具有第一配合結(jié)構(gòu)，而第二球冠襯板與第一球窩間具有與第一配合結(jié)構(gòu)性質(zhì)相同的第二配合結(jié)構(gòu)。

可選地，第一配合結(jié)構(gòu)在配合的球面間設(shè)有球面聚乙烯板。

可選地，圍繞第一配合結(jié)構(gòu)設(shè)有第二密封圈，而圍繞第二配合結(jié)構(gòu)則設(shè)有第三密封圈。

可選地，所述第二球冠襯板的邊緣設(shè)有向上延伸的凸緣，用于約束第一球冠襯板的滑移范圍。

可選地，所述滑板組件包括：

平面聚四氟乙烯板，通過預(yù)設(shè)在第一球冠襯板上表面上的凹槽而設(shè)置在第一球冠襯板上；

平面不銹鋼滑板，疊置在平面聚四氟乙烯板上。

可選地，下支座板在設(shè)有球窩的部位進一步向外延展形成外緣；

上支座板相應(yīng)于外緣設(shè)有徑向阻擋外緣的擋板。

依據(jù)本實用新型，其具有兩個球冠襯板，但其中一個球冠襯板的大部分結(jié)構(gòu)容置在另一個球冠襯板內(nèi)，盡管增加了一個球冠襯板，但其整體結(jié)構(gòu)在豎直方向上并沒有明顯的增大。兩個球冠襯板受緩沖芯連接的影響，正常情況下只有一個球冠襯板起作用，當(dāng)遇到比較大的滑移條件成就時，緩沖芯被剪斷，增加一個滑移面，進一步吸能減震?；谏鲜稣f明可知，由于緩沖芯將兩個球冠襯板連接為一體，其整體的承載能力并沒有明顯的下降，并在需要較大滑移能力時，隨著緩沖芯的剪斷而獲得，換言之，該種結(jié)構(gòu)具有滑移能力比較強的適應(yīng)的條件下，其承載能力沒有明顯的下降。

同時，還保留了滑板組件，不致使球冠襯板部分產(chǎn)生比較大的滑移，而不會產(chǎn)生過大的有害的附加力，從而支座的承載力在支座完成對外部緩沖、減震的條件下，并沒有明顯的下降。

附圖說明

圖1為依據(jù)本實用新型的一種球型支座的主視半剖結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1.錨固螺栓，2.上支座板，3.平面不銹鋼滑板，4.平面聚四氟乙烯板，5.第一球冠襯板，6.第一密封圈，7.第二密封圈，8.擋板，9.防塵圍板，10.外緣，11.下支座板，12.錨固螺栓，13.第三密封圈，14.第二球面襯板，15.第一球面聚四氟乙烯板，16.第二球面聚四氟乙烯板，17.緩沖芯，18.橡膠墊層。

具體實施方式

如圖1所示的一種球型支座，按照常規(guī)的理解，球型支座是上下結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)是上支座板2和下支座板11確定的上下結(jié)構(gòu)。同時對于球型支座中的球型是指其核心的滑移面具有球面，如圖中所示的第一球冠襯板5和第二球冠襯板14，其滑移面是球面。因其具有球面，因此整體上稱此類橋梁支座為球型支座。

其中的球面是部分球面，連通例如第一球冠襯板5本體是一個球冠結(jié)構(gòu)，傳統(tǒng)的球面襯板的球面位于下面，球冠的截平面位于上面，構(gòu)成球冠襯板的上表面。

在方位上，如圖1所示，為半剖結(jié)構(gòu)的軸線可知，通常，朝向軸線側(cè)為內(nèi)側(cè)，遠離軸線側(cè)為外側(cè)。

下支座板11一般通過如圖1中所示的錨固螺栓12固定在例如橋梁墩柱上，從而使載荷落架。

承載轉(zhuǎn)嫁的第一個部分是第一球窩，通常在下支座板上形成一個凸臺，該凸臺一般是短圓柱，在短圓柱的上端開設(shè)球窩，即前述的第一球窩，球窩的曲率一般與所配合球冠襯板的曲率相同，在一些應(yīng)用中也可以相似，相似的條件在于配合面含有配合介質(zhì)層或者板。

而對于上支座板2，正常的安裝狀態(tài)下，其中心軸線與下支座板11的中心軸線相同，即從承載的重心來看，上支座板2的重心應(yīng)當(dāng)落在圖中所示的中心軸線上（半剖結(jié)構(gòu)的分界線）。

上支座板2通常通過如圖1中所示的錨固螺栓1連接于例如橋梁梁體 的下表面。

上支座板2與下支座板11間不是剛性連接，而是存在滑移組件，從而能夠把剛性的沖擊變成相對柔性的沖擊，例如滑移，從而產(chǎn)生耗能，減輕例如地震對橋梁結(jié)構(gòu)的損傷。

滑移組件所涉及到的滑移面通常多于一個，一般是兩到三個，最多是四個，太多時會影響橋梁支座的承載能力，具體表現(xiàn)在橫向穩(wěn)定性上。此外，多個滑移面在橋梁支座軸線方向上的疊置，會增加橋梁支座在該方向上的高度，高度越高，穩(wěn)定性就越差，在已知的試圖增加滑移面的結(jié)構(gòu)中，都不可避免的會增加橋梁支座本身的高度，造成其穩(wěn)定性變差。

而本實用新型中，則充分利用了球冠自身的特點，只在在一個球冠襯板上成型出一個球窩，充分利用球冠襯板自身的結(jié)構(gòu)，而降低在增加滑移面的條件下對橋梁支座穩(wěn)定性的影響。于此，在說明書附圖1中，兩個球冠襯板的配合結(jié)構(gòu)可以清晰的反映出這一結(jié)構(gòu)特點。

如果兩個球冠襯板的球面相悖，則必然會增加橋梁支座的高度。如背景技術(shù)中所引用的現(xiàn)有技術(shù)。并且我了提高穩(wěn)定性，不得不進一步增加下支座板11的輔助結(jié)構(gòu)。

兩個球冠襯板中的第二球冠襯板14是圖中位于下面的球冠襯板，該第二球冠襯板14的下部為與第一球窩配合的球面，其配合方式與現(xiàn)有的球冠襯板與球窩的配合結(jié)構(gòu)基本類似，構(gòu)成第一球面滑移面。

區(qū)別于現(xiàn)有的球冠襯板，在第二球冠襯板14的上部，形成開口向上的第二球窩，開設(shè)方式與第一球窩相似，都是用于接納上面的載荷，換言之，第一球窩和第二球窩在初始狀態(tài)下的軸線是相同的，并且與橋梁支座自身的軸線也是一致的。

圖中容納緩沖芯17的部分構(gòu)造在第一球冠襯板5和第二球冠襯板14上，位于第二球冠襯板的部分，也是球冠襯板的軸線為準，從第二球窩底部向下開孔，所開孔為連接孔，該連接孔的軸線如圖1所示也是第二球冠襯板14的軸線，換言之，連接孔是第二球冠襯板14的中心孔。

再看第一球冠襯板5，其形狀與已知傳統(tǒng)的球冠襯板比較相似，其配合則表現(xiàn)在冠部也就是下部為與第二球窩配合，形成再一個滑移面，即第二球面滑移面，上表面則是平面（圖中帶有凹槽，用于部分地容置圖中所示平面聚四氟乙烯板4）。

同時，如前所述，用于容置緩沖芯17的另一部分結(jié)構(gòu)則是形成在第一球冠襯板5中心的過孔，該過孔如前類似，該過孔應(yīng)當(dāng)是第一球冠襯板5的中心孔。

那么關(guān)于緩沖芯17，則用于連接第一球冠襯板5和第二球冠襯板11，使其在緩沖芯17的連接強度范圍內(nèi)構(gòu)成為一體，整體上相當(dāng)于一個球冠襯板。換言之，在不需要較大的滑移時，第一球面滑移面與滑板組件所形成的滑移面協(xié)同進行減震、耗能。當(dāng)需要較大的滑移時，或者說超過緩沖芯17的連接強度，從而被剪斷時，會增加一個滑移面，即第二球面滑移面。

關(guān)于緩沖芯17，其直徑大致是第一球冠襯板5截取面直徑的八分之一，一定的形體有利于提高抗剪截面系數(shù)，同時整體剛度相對也較好。

下面涉及到第三個滑移面，即滑板組件與上支座板2間所構(gòu)造出，即設(shè)置在第一球冠襯板5的上表面與上支座板2的下表面之間，用于提供平面滑移面，如圖1中所示的平面聚四氟乙烯板4和平面不銹鋼板3，平面不銹鋼3與上支座板2的下表面間形成一個平面滑移面。

受平面滑移面的影響，兩個球面滑移面在水平方向上滑移的量度減小，所產(chǎn)生的附加力相對較小，對橋梁支座的損害減小。

對于所述連接孔可以選用通孔，也可以選擇盲孔，如圖1所示，所述緩沖芯17穿過過孔后打入連接孔，為了有效的控制打入的深度，連接孔采用盲孔。在此條件下緩沖芯17連接過孔與連接孔后，過孔進口端留有預(yù)定深度，避免緩沖芯17對滑板組件的干涉。例如緩沖芯17從過孔上端部分的露出，則會使平面聚四氟乙烯板4產(chǎn)生變形，從而會平面不銹鋼滑板3的滑移。

如果連接孔采用通孔，則需要控制將緩沖芯17打入到連接孔的深度，從而避免對第三個滑移面的干涉和對第一球面滑移面的干涉。

在緩沖芯17上端或者說過孔進口端預(yù)留的空間，有利于有效的避免干涉。

在優(yōu)選的實施例中，還包括恰好墊滿過孔進口端留有的預(yù)定深度部分的墊層，如圖1中所示的橡膠墊層18。

平面聚四氟乙烯板4在第一球面襯板5上的凹槽內(nèi)大致固定，橡膠墊層18有利于減輕減震過程中的產(chǎn)生的可能的緩沖芯17的竄動，尤其是作用晃動（震動更多的是機械波，向單一個方向震動的可能性很小，晃動可能會使緩沖芯17部分的脫出），起到一個預(yù)先的遮蔽作用。

關(guān)于第一球冠襯板5與第二球窩所具備的第一配合結(jié)構(gòu)，即前述的第一球面滑移面，可以采用傳統(tǒng)的面面接觸的滑移面，相應(yīng)地第二球冠襯板14與第一球窩間具有與第一配合結(jié)構(gòu)性質(zhì)相同的第二配合結(jié)構(gòu)，即前述的第二球面滑移面，兩者性質(zhì)相同，整體結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計制造難度低。

為了降低第一球面滑移面和第二球面滑移面的摩擦系數(shù)，在一些實施例中，例如第一配合結(jié)構(gòu)在配合的球面間設(shè)有球面聚乙烯板，如圖中所示的第一球面聚四氟乙烯板15，兩個球面滑移面性質(zhì)相同，第二球面滑移面也附配滑移介質(zhì)，如圖中所示的第二球面聚四氟乙烯板16。

在一些實施例中可以進一步改善第一球面滑移面和第二球面滑移面的摩擦環(huán)境，在滑移面上構(gòu)造溝槽，作為油槽，用于存儲例如潤滑脂。

當(dāng)摩擦面封有潤滑脂時，需要對摩擦面做出合適的密封，此外，即便是常規(guī)的摩擦結(jié)構(gòu)，需要考慮磨粒磨損的產(chǎn)生，避免細小的磨料或者灰塵進入，圍繞第一配合結(jié)構(gòu)設(shè)有第二密封圈7，而圍繞第二配合結(jié)構(gòu)則設(shè)有第三密封圈13。

進一步地，圖中可見，還具有第一密封圈6，第一密封圈用于保護滑板組件。

此外，整體上，于上支座板2的外圍還設(shè)有防塵圍板9，用于減少灰塵對滑移組件的影響。

于優(yōu)選的實施例中，所述第二球冠襯板14的邊緣設(shè)有向上延伸的凸緣，用于約束第一球冠襯板5的滑移范圍，以使橋梁支座相對穩(wěn)定。

凸緣的高度低于第一球冠襯板5最高平面5mm，避免凸緣與上支座板2產(chǎn)生干涉。

凸緣內(nèi)側(cè)與第一球冠襯板5的間距大致在30mm，所約束的空間能夠在保證第一球面襯板5具有相對較大的活動范圍的條件下，又不使其活動范圍過大。

此外，下支座板11在設(shè)有球窩的部位進一步向外延展形成外緣10；

上支座板2相應(yīng)于外緣10設(shè)有徑向阻擋外緣10的擋板8。

擋板8與外緣10的配合一定程度上可以起到一定的震動阻尼作用，此外，也能夠使整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性變好。