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(diào)高橡膠支座橫向約束；液壓熔斷阻尼支座位于跨中同側(cè)的第一主墩頂部與主梁底部之間；限位調(diào)高橡膠支座位于拱腳內(nèi)側(cè)與主梁外側(cè)之間；與第一主墩相對(duì)的第二主墩上設(shè)有雙向活動(dòng)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(dòng)力、軌道力作用下縱向約束，地震時(shí)解鎖，起到減震的作用，震后恢復(fù)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(chǔ)均在彈性范圍內(nèi)工作，大大提高了橋梁能夠抵御的地震強(qiáng)度，維持了關(guān)鍵交通節(jié)點(diǎn)處交通生命線的貫通，對(duì)抗震救災(zāi)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(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種橋梁支座體系，具體地是一種應(yīng)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(shù)】
[0002]橋梁支座體系是對(duì)橋梁進(jìn)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(diǎn)如下:
[0004]1、主墩設(shè)置兩個(gè)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(hào)小。這種支座不能抵擋整個(gè)梁體的地震水平力，在強(qiáng)震下往往支座均被剪壞，導(dǎo)致橋梁結(jié)構(gòu)的破壞甚至落梁；
[0005]2、兩個(gè)主墩處設(shè)置速度鎖定器:地震時(shí)，兩主墩速度鎖定器平均分擔(dān)梁部地震力，可適當(dāng)減小單個(gè)點(diǎn)承擔(dān)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(huì)損壞，難以維修。此外，大跨度橋梁上速度鎖定器型號(hào)較大，成本高；
[0006]3、橋梁中心線處縱向設(shè)(可剪斷式)剪力卡榫:由于制動(dòng)力及疲勞強(qiáng)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(shí)，鋼箱梁需設(shè)置強(qiáng)大的加勁構(gòu)造，導(dǎo)致鋼箱梁構(gòu)造復(fù)雜且造價(jià)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(hù)維修困難，修復(fù)時(shí)間長(zhǎng)，費(fèi)用高。
[0008]4、主墩處布置粘滯阻尼器:由于不滿足溫度及制動(dòng)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(yīng)用范圍窄。
[0009]常規(guī)橫向約束體系及其缺點(diǎn)如下:
[0010]1、橫向設(shè)置固定支座:一般應(yīng)用在支座反力小的橋型上,支座型號(hào)小,設(shè)計(jì)極為困難，同時(shí)，不能抵擋整個(gè)梁體的地震水平力；
[0011]2、橫向設(shè)普通橡膠支座:橋面寬度較寬時(shí)，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(nèi)容】

[0012]本發(fā)明針對(duì)【背景技術(shù)】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(hù)維修方便的支座約束體系。
[0013]本發(fā)明采用的技術(shù)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(diào)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(cè)的第一主墩頂部與主梁底部之間；所述限位調(diào)高橡膠支座位于拱腳內(nèi)側(cè)與主梁外側(cè)之間；與第一主墩相對(duì)的第二主墩上設(shè)有雙向活動(dòng)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(dòng)連接有加高塊，所述加高塊與上支座板之間設(shè)有球冠；所述下支座板上平行所述加高塊滑動(dòng)方向可拆卸設(shè)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(jìn)一步優(yōu)選的，所述加高塊與下支座板之間設(shè)有第一滑動(dòng)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(jìn)一步優(yōu)選的，所述加高塊的底部設(shè)有導(dǎo)軌，所述下支座板上設(shè)有與所述導(dǎo)軌配合的滑槽。這樣，利用導(dǎo)軌與滑槽的配合起到導(dǎo)向的作用。
[0017]進(jìn)一步優(yōu)選的，所述加高塊上設(shè)有多個(gè)連接板，所述連接板分別套設(shè)在所述液壓熔斷式粘滯阻尼器兩端。
[0018]更進(jìn)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(diào)高橡膠支座包括支座下板，支座下板上設(shè)有第二滑動(dòng)板，所述支座下板與第二滑動(dòng)板之間設(shè)有調(diào)高機(jī)構(gòu)；所述支座下板兩相對(duì)側(cè)面設(shè)有擋板，所述擋板的高度大于所述第二滑動(dòng)板與所述調(diào)高機(jī)構(gòu)厚度之和；所述第二滑動(dòng)板上設(shè)有支座上板，所述第二滑動(dòng)板與支座上板之間設(shè)有橡膠支座本體。
[0020]進(jìn)一步優(yōu)選的，所述調(diào)高機(jī)構(gòu)包括相對(duì)設(shè)置的一組楔形塊和多個(gè)調(diào)高螺栓；所述楔形塊位于所述第二滑動(dòng)板底部和支座下板頂部之間，所述第二滑動(dòng)板底部或支座下板底部設(shè)有與所述楔形塊配合的斜面；所述調(diào)高螺栓穿過所述楔形塊；所述調(diào)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(diào)高螺栓，兩楔形塊逐漸靠近，利用斜面頂高第二滑動(dòng)板，從而實(shí)現(xiàn)調(diào)高。
[0021]更進(jìn)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(dòng)板底部和支座下板底部均設(shè)有與所述楔形塊配合的斜面。
[0022]優(yōu)選的，橋梁邊墩上均設(shè)有雙向活動(dòng)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(dòng)力、軌道力作用下縱向約束，遇到地震時(shí)解鎖，起到減震的作用，震后恢復(fù)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(chǔ)均在彈性范圍內(nèi)工作，大大提高了橋梁能夠抵御的地震強(qiáng)度，維持了關(guān)鍵交通節(jié)點(diǎn)處交通生命線的貫通，對(duì)抗震救災(zāi)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(hù)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(yùn)動(dòng)的方向；
[0025]圖2是本發(fā)明主墩處的立面結(jié)構(gòu)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(diào)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(shí)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(diào)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(cè)的第一主墩3頂部與主梁5底部之間；所述限位調(diào)高橡膠支座2位于拱腳6內(nèi)側(cè)與主梁5外側(cè)之間；與第一主墩3相對(duì)的第二主墩4上設(shè)有雙向活動(dòng)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(dòng)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(dòng)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(shè)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(dòng)方向可拆卸設(shè)有液壓熔斷式粘滯阻尼器
1.5 ;所述加高塊1.3上設(shè)有多個(gè)連接板1.31，所述連接板1.31分別套設(shè)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(shè)有第一滑動(dòng)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(shí),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(shè)有導(dǎo)軌1.7，所述下支座板1.2上設(shè)有與所述導(dǎo)軌1.7配合的滑槽1.8。這樣，利用導(dǎo)軌1.7與滑槽1.8的配合起到導(dǎo)向的作用。
[0034]如圖5和圖6所示，所述限位調(diào)高橡膠支座2包括支座下板2.1，支座下板2.1上設(shè)有第二滑動(dòng)板2.2，所述支座下板2.1與第二滑動(dòng)板2.2之間設(shè)有調(diào)高機(jī)構(gòu)2.3 ;所述支座下板2.1兩相對(duì)側(cè)面設(shè)有擋板2.4，所述擋板2.4的高度大于所述第二滑動(dòng)板2.2與所述調(diào)高機(jī)構(gòu)2.3厚度之和；所述第二滑動(dòng)板2.2上設(shè)有支座上板2.5，所述滑動(dòng)板2.3與支座上板2.5之間設(shè)有橡膠支座本體2.6。
[0035]優(yōu)選的，所述調(diào)高機(jī)構(gòu)2.3包括相對(duì)設(shè)置的一組楔形塊2.31和多個(gè)調(diào)高螺栓
2.32 ;所述楔形塊2.31位于所述第二滑動(dòng)板2.2底部和支座下板2.1頂部之間，所述第二滑動(dòng)板2.2底部或支座下板2.1底部設(shè)有與所述楔形塊2.31配合的斜面；所述調(diào)高螺栓
2.32穿過所述楔形塊2.31 ;所述調(diào)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(diào)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(dòng)板2.2，從而實(shí)現(xiàn)調(diào)高。
[0036]進(jìn)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(dòng)板2.2底部和支座下板2.1底部均設(shè)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(dǎo)軌導(dǎo)向可以縱向滑動(dòng)，通過設(shè)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(shí)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(dòng)鋼支座兩部分，可先安裝雙向活動(dòng)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(diào)高橡膠支座的彈性橡膠支座本體可以適應(yīng)一定的變形，可以擰緊螺桿的螺栓調(diào)整支座的高度。增加高度調(diào)節(jié)功能后，限位調(diào)高橡膠支座能方便的安裝及更換，更能保證一定的預(yù)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(shè)施特別是軌道結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性及行車的安全性。限位調(diào)高橡膠支座限位支座調(diào)高量為O時(shí)放入預(yù)留空隙，定位后調(diào)高5mm，再灌漿。為防止支限位調(diào)高橡膠支座脫空，砂漿達(dá)到強(qiáng)度后，繼續(xù)調(diào)高支座高度，使得在設(shè)定溫度條件下支座預(yù)壓力達(dá)到設(shè)計(jì)值。限位調(diào)高橡膠支座在調(diào)低5mm后便可留出間隙，便于達(dá)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(dòng)力、軌道力作用下縱向約束，遇到地震時(shí)解鎖，起到減震的作用，震后恢復(fù)鎖定；橫向約束采用限位調(diào)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(chǔ)均在彈性范圍內(nèi)工作，大大提高了橋梁能夠抵御的地震強(qiáng)度，維持了關(guān)鍵交通節(jié)點(diǎn)處交通生命線的貫通，對(duì)抗震救災(zāi)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(hù)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(diào)高橡膠支座反力減震率可達(dá)29%，主墩處縱向力減震率可達(dá)88% ;極大的改善了鋼箱梁等薄壁結(jié)構(gòu)的受力，降低了鋼箱梁用鋼量，節(jié)省了投資。承臺(tái)底扭矩減震率達(dá)45%?55%，“固定”墩承臺(tái)底橫向彎矩減震率減震率達(dá)47%，減振效果顯著，可較大幅度降低墩身及基礎(chǔ)投資，對(duì)下部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)起到關(guān)鍵作用。
【權(quán)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(diào)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(cè)的第一主墩(3)頂部與主梁(5)底部之間；所述限位調(diào)高橡膠支座(2)位于拱腳(6)內(nèi)側(cè)與主梁(5)外側(cè)之間；與第一主墩(3)相對(duì)的第二主墩(4)上設(shè)有雙向活動(dòng)球形鋼支座(7)。
2.根據(jù)權(quán)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(dòng)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(shè)有球冠(1.4);所述下支座板(1.2)上平行所述加高塊滑動(dòng)方向可拆卸設(shè)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(quán)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(shè)有第一滑動(dòng)板(1.6)。
4.根據(jù)權(quán)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(shè)有導(dǎo)軌(1.7)，所述下支座板(1.2)上設(shè)有與所述導(dǎo)軌(1.7)配合的滑槽(1.8)。
5.根據(jù)權(quán)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(shè)有多個(gè)連接板(1.31)，所述連接板(1.31)分別套設(shè)在所述液壓熔斷式粘滯阻尼器(1.5)兩端。
6.根據(jù)權(quán)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(quán)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(diào)高橡膠支座(2)包括支座下板(2.1)，支座下板(2.1)上設(shè)有第二滑動(dòng)板(2.2)，所述支座下板(2.1)與第二滑動(dòng)板(2.2)之間設(shè)有調(diào)高機(jī)構(gòu)(2.3);所述支座下板(2.1)兩相對(duì)側(cè)面設(shè)有擋板(2.4)，所述擋板(2.4)的高度大于所述第二滑動(dòng)板(2.2)與所述調(diào)高機(jī)構(gòu)(2.3)厚度之和；所述第二滑動(dòng)板(2.2)上設(shè)有支座上板(2.5)，所述第二滑動(dòng)板(2.2)與支座上板(2.5)之間設(shè)有橡膠支座本體(2.6)。
8.根據(jù)權(quán)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(diào)高機(jī)構(gòu)(2.3)包括相對(duì)設(shè)置的一組楔形塊(2.31)和多個(gè)調(diào)高螺栓(2.32);所述楔形塊(2.31)位于所述第二滑動(dòng)板(2.2)底部和支座下板(2.1)頂部之間，所述第二滑動(dòng)板(2.2)底部或支座下板(2.1)底部設(shè)有與所述楔形塊(2.31)配合的斜面；所述調(diào)高螺栓(2.32)穿過所述楔形塊(2.31);所述調(diào)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(quán)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(dòng)板(2.2)底部和支座下板(2.1)底部均設(shè)有與所述楔形塊(2.31)配合的斜面。
10.根據(jù)權(quán)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(shè)有雙向活動(dòng)球形鋼支座(7)。
【文檔編號(hào)】E01D19/04GK103590328SQ201310610419
【公開日】2014年2月19日 申請(qǐng)日期:2013年11月26日 優(yōu)先權(quán)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(qǐng)人:中鐵第四勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司