本實用新型涉及一種橋梁支座，具體是一種具有雙滑移曲面的橋梁支座。

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)致梁體邊長變化，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)角變化，因此，橋梁支座中的球型橋梁支座具有適應(yīng)轉(zhuǎn)角變化的球面。盡管橋梁支座具有多種類型，但同時具有平滑移面和曲滑移面的橋梁支座應(yīng)用越來越廣泛。

滑移面的數(shù)量與橋梁支座的穩(wěn)定性存在一定的負相關(guān)關(guān)系，即滑移面過多，一方面會增加橋梁支座的高度，另一方面，滑移面太多也容易產(chǎn)生滑移控制度的問題，整體而言會產(chǎn)生橋梁穩(wěn)定性的問題。因此，在滑移面相對較少，且能夠滿足一定程度的平移適應(yīng)和一定程度上的轉(zhuǎn)動適應(yīng)，是比較重要的設(shè)計要素。

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，其所提供的是滑移球面，盡管為了保持較高的穩(wěn)定性，但由于提供了用于約束上面的滑移曲面的約束結(jié)構(gòu)，在上部會增加容納塵灰槽，槽底則是一個滑移面，該種結(jié)構(gòu)不利于滑移面的密封。此外，基于傳統(tǒng)的設(shè)計，此類結(jié)構(gòu)中滑移面與球冠襯板的關(guān)系表現(xiàn)在滑移面的面積比球冠襯板上與該滑移面配合的部分的面積小，一方面會影響整體的承載能力，另一方面，球冠襯板產(chǎn)生偏移后，會進一步的降低接合面積。

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。此外，其上下支座板之間也欠缺塵土的防護，影響其整體的使用壽命。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于提供一種在具有比較強的轉(zhuǎn)動能力且使用可靠的雙滑移曲面支座。

本實用新型采用以下技術(shù)方案：

一種雙滑移曲面支座，包括上支座板和與該上支座板對位設(shè)置的下支座板，以及設(shè)置在上支座板和下支座板之間的滑移結(jié)構(gòu)，所述上支座板的下側(cè)形成有球心在下的上滑移球面，而下支座板則形成有球心在上的下滑移球面；

所述滑移結(jié)構(gòu)包括：

上球面，該上球面與上滑移球面間形成上滑移結(jié)構(gòu)；

下球面，該下球面與下滑移球面間形成下滑移結(jié)構(gòu)；

本體部，用于構(gòu)建相背離的上球面和下球面，并使上球面與下球面間保持給定的距離；

其中，下滑移球面的曲率大于上滑移球面的曲率；

圍繞滑移結(jié)構(gòu)，在上支座板和下支座板間設(shè)有轉(zhuǎn)動密封結(jié)構(gòu)。

上述雙滑移曲面支座，可選地，下滑移球面的半徑是上滑移球面半徑與兩滑移球面間距平方根的差。

可選地，所述滑移結(jié)構(gòu)構(gòu)造為：

上球面板，該上球面板的上表面為所述上球面；

下球面板，該下球面板的下表面為所述下球面；以及

連接板，用于上球面板與下球面板之間的剛性連接。

可選地，所述連接板包括豎直設(shè)置的第一連接板和豎直設(shè)置并與第一連接板垂直的第二連接板，從而形成十字形連接板；

十字形連接板的上緣與上球面板焊接；相應(yīng)地，十字形連接板的下緣與下球面板焊接；

十字形連接板的中心在兩球面板的連心線上。

可選地，第一連接板與第二連接板幾何形狀相同；

上球面板的球心角小于下球面板的球心角。

可選地，上球面板的球心角為下球面板球心角的二分之一到四分之三。

可選地，上球面板上疊置有第一聚四氟乙烯板，而上滑移球面則敷有第一不銹鋼板；

下球面板上疊置有第二聚四氟乙烯板，而下滑移球面則敷有第二不銹鋼板。

可選地，圍繞滑移結(jié)構(gòu)，上支座板設(shè)有向下延伸的上圍堰，相應(yīng)地，下支座板設(shè)有向上延伸的下圍堰；

所述轉(zhuǎn)動密封結(jié)構(gòu)上端連接在上圍堰，下端連接在下圍堰；

轉(zhuǎn)動密封結(jié)構(gòu)為彈性密封環(huán)。

可選地，所述上圍堰開有上凹槽，下圍堰開有下凹槽，彈性密封環(huán)上端設(shè)有嵌入到上凹槽的上舌部，彈性密封環(huán)的下端則設(shè)有嵌入到下凹槽的下舌部。

可選地，彈性密封環(huán)本體在支座徑向的寬度與下圍堰的寬度相等，從而在下端與下圍堰端上端面配合，下舌部探入到下凹槽。

依據(jù)本實用新型，具有兩個基礎(chǔ)的滑移球面，所構(gòu)造的下滑移球面的曲率大于上滑移球面的曲率，換言之，相對而言，上滑移球面更平直，當(dāng)產(chǎn)生橫向滑移時，上滑移球面作用于上球面的橫向力小于下滑移球面作用于下球面的橫向力，從而產(chǎn)生本體部的微量傾斜，該微量傾斜有利于使上球面與上滑移球面間，以及下球面與下滑移球面間形成相對穩(wěn)定的球面配合，從而即便是產(chǎn)生了一定的橫移，也能夠使橋梁支座具有比較好的穩(wěn)定性，因此，使用可靠性相對比較好。此外，由于具有兩個球面配合，并具有前述的穩(wěn)定性，即便是產(chǎn)生了一定量的橫移，因球面配合仍然保持的較好，從而保持良好的轉(zhuǎn)動性能。

附圖說明

圖1為依據(jù)本實用新型的一種雙滑移曲面支座的主剖結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1.上支座板，2.彈性密封圈，3.第一不銹鋼板，4.第一聚四氟乙烯板，5.上球面板，6.第一連接板，7.第二連接板，8.下支座板，9.第二不銹鋼板，10.第二聚四氟乙烯板，11.下球面板。

具體實施方式

參見背景技術(shù)所引用的現(xiàn)有技術(shù)，例如中國專利文獻CN105755953A，其附圖2所表示的滑移條件下球面板與滑移球面的配合關(guān)系，圖中可見，具有雙球面的球冠襯板的軸線仍然保持豎直。其具有相對較小的橋梁支座高度，所用以解決的也是橋梁支座的穩(wěn)定性問題，并表現(xiàn)在一個球冠襯板具有兩個球面，從而整體的高度降低。

在本實用新型中則反其道而行之，相對而言，如附圖1所示，其整體高度相對于中國專利文獻CN105755953A所要求保護的支座要高一些，但這個高出的部分是適配兩個球面曲率不一致時功能實現(xiàn)所依賴的技術(shù)條件，并通過合適的配置實現(xiàn)在增高了的情況下的橋梁支座的相對穩(wěn)定性。

如圖1所示的一種雙滑移曲面支座，其具有兩個基本結(jié)構(gòu)，一個是周邊的密封支撐結(jié)構(gòu)，如圖中所示的彈性密封環(huán)2和形成在上下支座板上的支撐連接部分，另一個則是為周邊的密封支撐結(jié)構(gòu)所圍繞的滑移結(jié)構(gòu)。

橋梁支座都會有上支座板1和下支座板8，上支座板1與下支座板8間是一種對合結(jié)構(gòu)，加以對合的部分就是滑移部分，即下面所說的滑移結(jié)構(gòu)，據(jù)此結(jié)構(gòu)才能夠?qū)⑸现ё?所承載的載荷轉(zhuǎn)嫁到下支座板8。

通常上支座板1用于承載例如橋梁的梁體，而下支座板8則安裝在例如橋梁的墩柱上，上支座板1與下支座板8通過滑移結(jié)構(gòu)的對合可以將因例如梁體變形所產(chǎn)生的移動或者轉(zhuǎn)動在對合部分消除掉，減少因梁體變形或者外力所導(dǎo)致的梁體的移動對橋梁支座的剪切，避免直接將橋梁支座剪斷或者使橋梁支座受到比較大的非豎直向的力。

關(guān)于滑移結(jié)構(gòu)，首先要構(gòu)造滑移面，其中，在上支座板1的下側(cè)形成有球心在下（具體是正下方）的上滑移球面，如圖1所示的上部位于上支座板1上的弓形結(jié)構(gòu)（球面的橫剖面表現(xiàn)為弓形，其圓心在下面，或者說在弓形結(jié)構(gòu)的正下方法），下支座板8則形成有球心在上的下滑移球面，如圖1下部所示的位于下支座板11上的弓形結(jié)構(gòu)，兩個弓形結(jié)構(gòu)所對應(yīng)的幾何結(jié)構(gòu)是球窩。

上支座板1和下支座板11一般是鑄造件，其自身作為座體而不直接提供滑移面，而是通過附加其他部件以構(gòu)造滑移面，例如圖1中所示的第一不銹鋼板3（一般稱為不銹鋼滑板）和第二不銹鋼板9。

相適應(yīng)的滑移結(jié)構(gòu)包括上球面、下球面和用以提供下上球面附著結(jié)構(gòu)的本體部。

關(guān)于上球面，該上球面與上滑移球面間形成上滑移結(jié)構(gòu)，形成第一滑移曲面。

而下球面則與下滑移球面間形成下滑移結(jié)構(gòu)，用于形成第二滑移曲面。

上述的曲面均為球面。

關(guān)于本體部，用于構(gòu)建相背離的上球面和下球面，并使上球面與下球面間保持給定的距離。

可理解的是，如CN105755953A直接提供球冠襯板，以構(gòu)建球面，球冠襯板一般是鋼材質(zhì)件，在CN105755953A中由于其具有比較小的高度，其整體重量也不會很大。在本實用新型中，由于實用新型原理與CN105755953A不同，需要兩個球面之間具有一定的距離，從而應(yīng)當(dāng)使本體具備一定的高度，該高度上的差異在于當(dāng)在水平方向上產(chǎn)生相同量的移動式，上球面和下球面受到的相應(yīng)滑移球面反作用力的壓力角不同，因此，不能使其在豎直方向上平衡，而產(chǎn)生偏斜。偏斜的最終結(jié)構(gòu)就是趨于相同，從而趨穩(wěn)。

使趨穩(wěn)的再一個條件則是下滑移球面的曲率大于上滑移球面的曲率，從而實現(xiàn)壓力角的變化不相同。

此外，圍繞滑移結(jié)構(gòu)，在上支座板1和下支座板8間設(shè)有轉(zhuǎn)動密封結(jié)構(gòu)。如圖1中所示的彈性密封環(huán)2，其一方面提供被圍繞的滑移結(jié)構(gòu)的防塵，另一方面密封結(jié)構(gòu)普遍具有一定的彈性，彈性則在微量的平移中產(chǎn)生耗能，起到減震耗能作用，用于保護橋梁支座。

此外，壓力角的變化，會使上支座板1處于一種亞穩(wěn)態(tài)支撐狀態(tài)，當(dāng)外力消除，例如震動消除后，會產(chǎn)生自動復(fù)位。

慣知地，曲率是半徑的倒數(shù)，在不同的表述中使用不同的表示方法，僅在于便于表述，例如，設(shè)計量度變化時，曲率就不適合，尤其是與其他部件的尺寸規(guī)格上的關(guān)系。

經(jīng)過長期的研究發(fā)現(xiàn)，下滑移球面的半徑是上滑移球面半徑與兩滑移球面間距平方根的差時，所表現(xiàn)出的橋梁支座的性能最佳，兩者曲率的差與兩者間距的平方根正相關(guān)。

這里的間距，應(yīng)知兩者作為球面的中心距（不是球心距，而是球面型心距）。

為了減輕橋梁支座的總重量，具體是減輕滑移結(jié)構(gòu)的重量，匹配為所述滑移結(jié)構(gòu)的特定構(gòu)造，表現(xiàn)在：

上球面板5，該上球面板5的上表面為所述上球面；

下球面板11，該下球面板11的下表面為所述下球面；以及

連接板，用于上球面板5與下球面板11之間的剛性連接。

常規(guī)條件下，即便是需要構(gòu)造出上下兩個球面，也是直接在一個剛形體上加工出來，如背景技術(shù)部分引用的兩份專利文獻所公開的結(jié)構(gòu)，通常使用一塊球冠襯板來構(gòu)造。整體結(jié)構(gòu)非常笨重，尤其是，在本實用新型的實用新型原理中，上下球面板間需要保持一定的距離，從而滿足壓力角變化條件下的轉(zhuǎn)角變化問題，如果整體是實體的，會造成整體結(jié)構(gòu)過于笨重。

有鑒于此，在本實用新型中，首次提出采用板件間的例如焊接成型替換實體整體加工，通過合適的板件間的配置，整體的剛度也可以滿足其支撐能力要求。

關(guān)于支撐能力，顯然對球面板的球面形成全方位的支撐，其支撐強度會非常高，但整體支撐就類同于實心結(jié)構(gòu)，會造成整體結(jié)構(gòu)的笨重。在圖1所示的結(jié)構(gòu)中，所述連接板包括豎直設(shè)置的第一連接板6和豎直設(shè)置并與第一連接板6垂直的第二連接板7，從而形成十字形連接板，十字形連接板可以形成支撐結(jié)構(gòu)，支撐結(jié)構(gòu)間，也就是兩個十字形結(jié)構(gòu)的臂間支撐強度會逐漸減弱，但能夠在可接受的范圍內(nèi)。

進而，十字形連接板的上緣與上球面板5焊接；相應(yīng)地，十字形連接板的下緣與下球面板11焊接；焊接結(jié)構(gòu)強度高，并且連接可靠。

圖中第一連接板6所示出的板面厚度與例如上球面板5的厚度大致一致，其中第一連接板6可以稍厚，但厚度也不易大于球面板厚度的兩倍。

此外，十字形結(jié)構(gòu)自身屬于一種結(jié)構(gòu)相對緊湊，且支撐強度高的結(jié)構(gòu)，其具有比較高的抗剪截面系數(shù)。

在一些實施例中，還可以采用例如圓管或者矩形管作為連接板，均具有比較高的抗剪截面系數(shù)。

關(guān)于支撐的構(gòu)造，十字形連接板的中心在兩球面板的連心線上。

優(yōu)選地，第一連接板6與第二連接板7幾何形狀相同，利于構(gòu)造軸對稱的十字形連接板結(jié)構(gòu)。此外，對于構(gòu)造結(jié)構(gòu)，例如第一連接板6可以是一整塊板，第二連接板7由兩塊板拼合而成，以第一連接板為基體，焊接在第一連接板6上。

上球面板5的球心角小于下球面板11的球心角。

首先，關(guān)于球心角，與圓心角的弧度表示方法類似，從幾何圖形狀可以認為底面是球面的圓錐，圓錐的母線即為球面的半徑，球心角即為作為底面的球面的面積除去球半徑的平方。

下球面板11側(cè)重于支撐，且十字形連接板產(chǎn)生偏斜時較大的下球面板11具有相對更強的支撐能力。

優(yōu)選地，上球面板5的球心角為下球面板11球心角的二分之一到四分之三。選擇因素之一是整體結(jié)構(gòu)緊湊性，設(shè)計基礎(chǔ)則是上球面板5，在上球面板5支撐強度條件下設(shè)計的上球面板5，再去考慮整體的結(jié)構(gòu)緊湊性，顯然上下球面板在水平方向上延伸出的長度相等時，結(jié)構(gòu)最緊湊。但如前所述，下球面板11較小時，整體的穩(wěn)定性不足，因此，藉此產(chǎn)生第二個因素，即穩(wěn)定性，綜合考慮這兩個因素，產(chǎn)生上述的上球面板5與下球面板11以球心角為約束條件的構(gòu)造關(guān)系。

可選地，上球面板5上疊置有第一聚四氟乙烯板4，而上滑移球面則敷有第一不銹鋼板3。

下球面板11上疊置有第二聚四氟乙烯板10，而下滑移球面則敷有第二不銹鋼板9。

此外，再一個核心要點在于圍繞滑移結(jié)構(gòu)所配置的結(jié)構(gòu)，如前所述，一方面提供為滑移結(jié)構(gòu)保護，另一方面也具有耗能作用，如圖1所示，上支座板1設(shè)有向下延伸的上圍堰，相應(yīng)地，下支座板11設(shè)有向上延伸的下圍堰。

所述轉(zhuǎn)動密封結(jié)構(gòu)上端連接在上圍堰，下端連接在下圍堰。

轉(zhuǎn)動密封結(jié)構(gòu)為彈性密封環(huán)2，當(dāng)產(chǎn)生較小的水平方向上的滑移時，彈性密封環(huán)2基于與上下圍堰的連接，以及自身的變形產(chǎn)生一定的耗能作用，提高整個橋梁支座的抗震能力和為外部變形提供耗能。

關(guān)于連接結(jié)構(gòu)，所述上圍堰開有上凹槽，下圍堰開有下凹槽，彈性密封環(huán)2上端設(shè)有嵌入到上凹槽的上舌部，彈性密封環(huán)2的下端則設(shè)有嵌入到下凹槽的下舌部。嵌入結(jié)構(gòu)可以提高密封能力，表現(xiàn)在所形成的迷宮結(jié)構(gòu)。另一方面，嵌入結(jié)構(gòu)的結(jié)合面比較大，結(jié)合強度相對較高。

彈性密封環(huán)2本體在支座徑向的寬度與下圍堰的寬度相等，從而在下端與下圍堰端上端面配合，下舌部探入到下凹槽。