本實(shí)用新型屬于橋梁、房屋建筑、核電站、機(jī)械工程抗震技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種滑動(dòng)型環(huán)向鋼絲繩-鋼球型復(fù)合阻尼支座。

背景技術(shù)：

地震是頻發(fā)的自然災(zāi)害之一，長(zhǎng)期以來(lái)，人類(lèi)在這一自然災(zāi)害面前“無(wú)能為力”。地震造成生命和財(cái)產(chǎn)損失的直接原因是建筑物的劇烈震動(dòng)、破壞和倒塌。自二十世紀(jì)以來(lái)，人類(lèi)對(duì)建筑物的抗震、消能、減震的結(jié)構(gòu)控制技術(shù)進(jìn)行不斷的探索，先后發(fā)明和創(chuàng)造了如下相應(yīng)的產(chǎn)品和技術(shù)。

鉛芯橡膠支座：通過(guò)鉛芯和橡膠的剪切變形吸收和耗散地震能量。

液壓粘滯阻尼器：通過(guò)液態(tài)或半固態(tài)的粘滯材料在缸體內(nèi)的流動(dòng)產(chǎn)生阻尼力來(lái)耗散、吸收地震能量。

摩擦型阻尼支座：采用上下不同半徑的兩個(gè)球面與配合位形成兩個(gè)滑動(dòng)摩擦副，保證支座正常的轉(zhuǎn)動(dòng)和滑移功能，當(dāng)?shù)卣鹚搅Τ^(guò)閥值時(shí)，支座摩擦副間克服摩擦力產(chǎn)生相對(duì)滑動(dòng)，由于有球面高差的存在，地震產(chǎn)生的動(dòng)能轉(zhuǎn)換為勢(shì)能，起到了“減震”作用。同時(shí)由于摩擦阻力的存在，起到了“阻尼”作用，消耗了一部分地震能量。

上述鉛芯橡膠支座和摩擦型阻尼支座雖然能起到環(huán)向減隔震的作用，但水平剛度過(guò)低，對(duì)軟弱地基或者橋墩過(guò)柔時(shí)，減震效果降低，甚至?xí)哟蠼Y(jié)構(gòu)的地震響應(yīng)。而液壓粘滯阻尼器是一種桿式結(jié)構(gòu)，具有方向性，對(duì)減少軸向的地震作用效果明顯，但地震對(duì)橋梁的地震作用方向事先是無(wú)法預(yù)知的，因而它的設(shè)置帶有一定的盲目性，通常的做法是在橋梁的順橋向和橫橋向都安裝液壓阻尼器，這樣一定程度上限制了其力學(xué)運(yùn)動(dòng)，降低了減震效果。

另外，現(xiàn)有的拉力支座大體上都是通過(guò)上支座板和下支座板之間直接或間接的凸凹連接抵抗拉力，其連接方式為剛性，當(dāng)拉力足夠大，支座的破壞沒(méi)有任何預(yù)兆，需要更換時(shí)，只能整個(gè)支座更換，成本較高且周期長(zhǎng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的就是為了解決上述背景技術(shù)存在的不足，提供一種滑動(dòng)型環(huán)向鋼絲繩-鋼球型復(fù)合阻尼支座，其能夠吸收、耗散水平面內(nèi)各個(gè)方向的地震能量，回復(fù)力大。

本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是：一種滑動(dòng)型環(huán)向鋼絲繩-鋼球型復(fù)合阻尼支座，包括上支座板和下支座板，所述上支座板與下支座板之間設(shè)有球冠體、支承體和阻尼器，所述球冠體的球形面與支承體的球形凹面相配合，所述球冠體與上支座板和支承體之間均通過(guò)滑板滑動(dòng)接觸，所述上支座板底部設(shè)有環(huán)形的盆腔構(gòu)造，所述支承體上端周面與盆腔構(gòu)造內(nèi)壁之間設(shè)有滑動(dòng)間隙，所述支承體底部與下支座板連接；所述阻尼器為鋼絲繩阻尼器，所述鋼絲繩阻尼器呈環(huán)狀布置在所述球冠體和所述支承體的外圍。

進(jìn)一步地，所述支承體底部與下支座板一體化連接，所述盆腔構(gòu)造的內(nèi)壁為圓柱面，所述支承體上端周面為圓柱面，支承體上端周面與盆腔構(gòu)造內(nèi)壁之間設(shè)置滑動(dòng)間隙。

進(jìn)一步地，所述支承體底部通過(guò)剪力釘與下支座板連接，支承體底部與下支座板之間設(shè)置滑板。

進(jìn)一步地，所述盆腔構(gòu)造的內(nèi)壁為圓柱面，所述支承體上端周面為圓柱面，支承體上端周面與盆腔構(gòu)造內(nèi)壁之間設(shè)置滑動(dòng)間隙。

進(jìn)一步地，所述盆腔構(gòu)造的內(nèi)壁包括平行且對(duì)稱(chēng)設(shè)置的兩個(gè)平面和對(duì)稱(chēng)設(shè)置的兩個(gè)圓弧面，所述兩個(gè)平面貼合支承體上端周面，所述兩個(gè)圓弧面與支承體上端周面之間設(shè)置滑動(dòng)間隙。

進(jìn)一步地，所述支承體上端周面上貼合盆腔構(gòu)造內(nèi)壁的兩個(gè)平面的位置設(shè)有滑條。

進(jìn)一步地，所述支承體上端周面包括平行且對(duì)稱(chēng)設(shè)置的兩個(gè)平面和對(duì)稱(chēng)設(shè)置的兩個(gè)圓弧面，支承體的兩個(gè)平面分別貼合盆腔構(gòu)造內(nèi)壁的兩個(gè)平面，支承體的兩個(gè)圓弧面與盆腔構(gòu)造內(nèi)壁的兩個(gè)圓弧面之間設(shè)置滑動(dòng)間隙。

進(jìn)一步地，所述鋼絲繩阻尼器包括鋼絲繩和分別固定在所述上支座板上、下支座板上的兩套繩夾，所述鋼絲繩固定在所述兩套繩夾之間；鋼絲繩為由多根鋼絲繩股繞制而成的環(huán)狀螺旋形結(jié)構(gòu)，所述鋼絲繩為整體環(huán)狀結(jié)構(gòu)或由多節(jié)段拼接成的環(huán)狀結(jié)構(gòu)；所述繩夾為整體環(huán)狀結(jié)構(gòu)或由多節(jié)段拼接成的環(huán)狀結(jié)構(gòu)。

進(jìn)一步地，所述繩夾包括兩塊環(huán)形鋼板，所述兩塊環(huán)形鋼板通過(guò)螺栓連接，所述兩塊環(huán)形鋼板相對(duì)的兩個(gè)面上沿圓周分別設(shè)有可容納鋼絲繩穿過(guò)的半圓孔，所述兩塊環(huán)形鋼板上對(duì)應(yīng)位置的半圓孔扣合形成固定鋼絲繩的繩夾孔。

更進(jìn)一步地，還包括防塵罩，所述防塵罩上下兩端分別與所述上支座板與下支座板連接。

本實(shí)用新型可同時(shí)作為普通球型鋼支座、拉力支座和阻尼抗震支座使用：

球冠體與支承體之間的接觸面為球面，且通過(guò)四氟滑板(或其它摩擦系數(shù)小的材料)接觸，球冠體可在支承體的凹表面上轉(zhuǎn)動(dòng)，支承體與上支座板的盆腔構(gòu)造之間設(shè)置滑動(dòng)間隙，當(dāng)支座發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，球冠體與上部梁體之間產(chǎn)生相對(duì)線位移，該運(yùn)動(dòng)受到鋼絲繩阻尼器有限度約束，所以該支座具有普通球型鋼支座需要具備的承重和能轉(zhuǎn)動(dòng)的功能，即能當(dāng)普通球型鋼支座使用。

由于鋼絲繩阻尼器固定在上、下支座板之間，為環(huán)狀構(gòu)造，能夠承受拉、壓、剪等力的作用，同時(shí)產(chǎn)生相應(yīng)的變形。在荷載作用下，當(dāng)支座產(chǎn)生拉力，上、下支座板之間就會(huì)有分離的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，但該運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)受到鋼絲繩的約束，拉力由鋼絲繩承受，鋼絲繩產(chǎn)生了豎向變位。所以該支座能作為拉力支座使用。該支座克服了既有拉力支座通過(guò)上、下支座板之間凸凹剛性連接的缺陷，通過(guò)柔性的鋼絲繩來(lái)承受拉力，在拉力作用下，能產(chǎn)生較明顯的豎向變位，使部分拉力得到釋放，同時(shí)破壞之前能產(chǎn)生明顯的預(yù)兆，維修或更換都極為方便，成本較低。

由于上支座板固定在梁底、下支座板固定在墩頂或臺(tái)頂，在地震慣性力作用下，當(dāng)水平剪力達(dá)到剪力釘剪斷的閥值時(shí)，剪力釘被剪斷，不管這個(gè)力來(lái)自何方，墩、梁之間就會(huì)產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，也即下支座板和上支座板之間會(huì)產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，支承體在下支座板上滑動(dòng)，這時(shí)環(huán)狀鋼絲繩阻尼器受到剪切，產(chǎn)生剪切變形，內(nèi)部鋼絲繩的鋼絲之間產(chǎn)生干摩擦，從而耗散、吸收地震能量。

本實(shí)用新型兼具普通球型鋼支座、拉力支座和阻尼抗震支座的功能，能抵御水平面內(nèi)來(lái)自各個(gè)方向的地震慣性力，起到消能減震的作用，且具有較大的回復(fù)力，震后較容易復(fù)位，能吸收、耗散水平面內(nèi)各個(gè)方向的地震能量，適用于各類(lèi)橋梁、房屋建筑結(jié)構(gòu)、核電站結(jié)構(gòu)等，具有廣闊的市場(chǎng)前景及良好的經(jīng)濟(jì)效益。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型多向滑動(dòng)支座的剖面示意圖。

圖2為本實(shí)用新型多向滑動(dòng)支座的俯視圖。

圖3為本實(shí)用新型單向滑動(dòng)支座的滑動(dòng)側(cè)剖面示意圖。

圖4為本實(shí)用新型單向滑動(dòng)支座的固定側(cè)剖面示意圖。

圖5為本實(shí)用新型單向滑動(dòng)支座的俯視圖。

圖6為本實(shí)用新型球冠體的示意圖。

圖7為本實(shí)用新型鋼絲繩阻尼器的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖8為圖7的俯視圖。

圖9為本實(shí)用新型繩夾的局部結(jié)構(gòu)示意圖。

圖10為圖9的俯視圖。

圖中：1-上支座板；2-下支座板；3-球冠體；4-支承體；4.1-圓柱面；4.2-平面；4.3-圓弧面；5-鋼絲繩阻尼器；6-防塵罩；7-滑板；8-盆腔構(gòu)造；8.1-圓柱面；8.2-平面；8.3-圓弧面；9-滑動(dòng)間隙；10-剪力釘；11-滑條；12-不銹鋼板；13-防塵圈；14-鋼絲繩；15-繩夾；16-環(huán)形鋼板；17-繩夾孔。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明，便于清楚地了解本實(shí)用新型，但它們不對(duì)本實(shí)用新型構(gòu)成限定。

如圖1-10所示，本實(shí)用新型包括上支座板1和下支座板2，所述上支座板1與下支座板2之間設(shè)有球冠體3、支承體4和阻尼器，所述球冠體3的球形面與支承體4的球形凹面相配合，所述球冠體3與上支座板1和支承體4之間均通過(guò)滑板7滑動(dòng)接觸，所述上支座板1底部設(shè)有環(huán)形的盆腔構(gòu)造8，支承體4上端位于盆腔構(gòu)造8的盆腔內(nèi)部，所述支承體4上端周面與盆腔構(gòu)造8內(nèi)壁之間設(shè)有滑動(dòng)間隙9，所述支承體4底部與下支座板2連接；所述阻尼器為鋼絲繩阻尼器5，所述鋼絲繩阻尼器5呈環(huán)狀布置在所述球冠體3和所述支承體4的外圍。

本實(shí)用新型根據(jù)上述支承體4與下支座板2的固定方式的不同，可以分為單向滑動(dòng)支座和多向滑動(dòng)支座。

如圖1、圖2所示，支承體4底部與下支座板2一體化連接，所述盆腔構(gòu)造8的內(nèi)壁為圓柱面8.1，所述支承體4上端周面為圓柱面4.1，支承體4上端周面與盆腔構(gòu)造8內(nèi)壁之間設(shè)置滑動(dòng)間隙9。該種連接方式為多向滑動(dòng)型支座，即在支座運(yùn)動(dòng)時(shí)，中間的支承體4可以在上支座板1的盆腔構(gòu)造8內(nèi)沿任意方向滑動(dòng)。

多向滑動(dòng)型的支座還可以為另一種形式，即支承體4底部通過(guò)剪力釘10與下支座板2連接，所述盆腔構(gòu)造8的內(nèi)壁為圓柱面8.1，所述支承體4上端周面為圓柱面4.1，支承體4上端周面與盆腔構(gòu)造8內(nèi)壁之間設(shè)置滑動(dòng)間隙9，且在各方向上的滑動(dòng)間隙均相等。該種形式的縱向剖面圖與單向滑動(dòng)支座滑動(dòng)側(cè)的剖面圖(即圖3)相同，俯視圖與上述多向滑動(dòng)支座的俯視圖(即圖2)相同。在支座運(yùn)動(dòng)時(shí)，支承體4可以在上支座板1的盆腔構(gòu)造8內(nèi)沿任意方向滑動(dòng)。當(dāng)振動(dòng)幅度比較大，支承體滑動(dòng)位移超過(guò)滑動(dòng)間隙時(shí)，底部的剪力釘10被剪斷，可以加大滑動(dòng)位移，消耗地震能量。

如圖3、圖4所示，支承體4底部通過(guò)剪力釘10與下支座板2連接，支承體4底面與下支座板2之間的配合面為平面，支承體4底部與下支座板2之間設(shè)置滑板7。此時(shí)盆腔構(gòu)造8的內(nèi)壁包括平行且對(duì)稱(chēng)設(shè)置的兩個(gè)平面8.2和對(duì)稱(chēng)設(shè)置的兩個(gè)圓弧面8.3，所述兩個(gè)平面8.2貼合支承體4上端周面，所述兩個(gè)圓弧面8.3與支承體4上端周面之間設(shè)置滑動(dòng)間隙9。支承體4上端周面上貼合盆腔構(gòu)造8內(nèi)壁的兩個(gè)平面8.2的位置設(shè)有滑條11。該種連接方式為單向滑動(dòng)型支座，即支承體只能在上支座板的盆腔構(gòu)造內(nèi)沿單一方向滑動(dòng)，另一方向通過(guò)設(shè)置的平面與支承體貼合限制住。

單向型滑動(dòng)時(shí)，其俯視圖如圖5所示，支承體4上端周面包括平行且對(duì)稱(chēng)設(shè)置的兩個(gè)平面4.2和對(duì)稱(chēng)設(shè)置的兩個(gè)圓弧面4.3，支承體的兩個(gè)平面4.2分別貼合盆腔構(gòu)造內(nèi)壁的兩個(gè)平面8.2，支承體的兩個(gè)圓弧面4.3與盆腔構(gòu)造內(nèi)壁的兩個(gè)圓弧面8.3之間設(shè)置滑動(dòng)間隙9。

如圖7-10所示，鋼絲繩阻尼器5為環(huán)狀結(jié)構(gòu)，環(huán)繞在所述球冠體3和所述支承體4的外圍。所述鋼絲繩阻尼器5包括鋼絲繩14和分別固定在所述上支座板1、下支座板2的兩套繩夾15，所述鋼絲繩14固定在所述兩套繩夾15之間，鋼絲繩14由多根鋼絲繩股繞制而成，成型后再盤(pán)成環(huán)狀螺旋形結(jié)構(gòu)。所述鋼絲繩14為整體環(huán)狀結(jié)構(gòu)或由多節(jié)段拼接成的環(huán)狀結(jié)構(gòu)，該環(huán)狀結(jié)構(gòu)可為圓形或橢圓形的環(huán)狀結(jié)構(gòu)，也可為其它形狀的環(huán)狀結(jié)構(gòu)。

上述繩夾15由兩塊環(huán)形鋼板16組成，所述兩塊環(huán)形鋼板16通過(guò)螺栓連接，所述兩塊環(huán)形鋼板相對(duì)的兩個(gè)面上沿圓周分別設(shè)有可容納鋼絲繩穿過(guò)的半圓孔，所述兩塊環(huán)形鋼板上對(duì)應(yīng)位置的半圓孔扣合形成固定鋼絲繩的繩夾孔17。所述繩夾15為整體環(huán)狀結(jié)構(gòu)或由多節(jié)段拼接成的環(huán)狀結(jié)構(gòu)，該環(huán)狀結(jié)構(gòu)可為圓形或橢圓形的環(huán)狀結(jié)構(gòu)，也可為其它形狀的環(huán)狀結(jié)構(gòu)。由多節(jié)段拼接成環(huán)狀結(jié)構(gòu)的繩夾15為封閉的環(huán)狀結(jié)構(gòu)或節(jié)段與節(jié)段之間留有空隙，做成不封閉結(jié)構(gòu)，即環(huán)狀繩夾如果由三節(jié)段組成，而這三段又不連續(xù)，則節(jié)段與節(jié)段之間留有空隙，為間斷的環(huán)狀結(jié)構(gòu)，對(duì)應(yīng)的鋼絲繩也為間斷的環(huán)狀結(jié)構(gòu)。所述兩套繩夾分別為頂點(diǎn)繩夾和底點(diǎn)繩夾，所述頂點(diǎn)繩夾通過(guò)螺栓固定在所述上支座板上，所述底點(diǎn)繩夾通過(guò)螺栓固定在所述下支座板上。

上支座板1和所述下支座板2之間還安裝有防塵罩6，所述防塵罩6上下兩端分別與所述上支座板1與下支座板2連接，將所述鋼絲繩阻尼器5罩住。

本實(shí)用新型阻尼支座能在水平面內(nèi)的各個(gè)方向?qū)Φ卣鹱饔锰峁┩瑯哟笮〉淖枘崃?，依靠鋼絲繩阻尼器的剪切變形吸收、耗散地震能量，同時(shí)兼具普通滑動(dòng)鋼球型支座、拉力支座和阻尼抗震支座的功能。

對(duì)單向滑動(dòng)型阻尼支座，本實(shí)用新型構(gòu)造了三個(gè)滑動(dòng)面。第一個(gè)滑動(dòng)面是在上支座板1和球冠體3之間，在上支座板1盆腔構(gòu)造內(nèi)側(cè)底板敷設(shè)有不銹鋼板，球冠體3表面內(nèi)嵌滑板7(滑板可以由聚四氟乙烯板，不銹鋼板和聚四氟乙烯板構(gòu)成)，滑板與不銹鋼板之間滑動(dòng)面為平面。另外，在球冠體3表面還設(shè)有防塵圈13，如圖6所示，以維護(hù)該滑動(dòng)面清潔。第二個(gè)滑動(dòng)面在球冠體3和支承體4之間，球冠體3的凸球面包覆鏡面不銹鋼板12，支承體4的凹球面內(nèi)嵌聚四氟乙烯滑板，該滑動(dòng)面為曲面。當(dāng)支座發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)化為球冠體3在該曲面上滑動(dòng)，同時(shí)球冠體和上支座板之間產(chǎn)生相對(duì)線位移，該線位移通過(guò)第一個(gè)滑動(dòng)面實(shí)現(xiàn)。第三個(gè)滑動(dòng)面則是在中間支承體4和下支座板2之間，在支承體下端內(nèi)嵌聚四氟乙烯滑板，該滑動(dòng)面為平面。當(dāng)發(fā)生地震，剪力釘10剪斷，則中間支承體可在下支座板的盆腔內(nèi)滑動(dòng)。需要說(shuō)明的是，構(gòu)造本支座滑動(dòng)面的滑板可用其它的高強(qiáng)度、摩擦系數(shù)小、耐久性好的材料代替，例如改性超高分子量聚乙烯板。

單向滑動(dòng)支座通過(guò)盆腔構(gòu)造8內(nèi)壁設(shè)置的平面8.2貼合支承體4周面，從而限制支承體4只能在該盆腔內(nèi)單向滑動(dòng)。盆腔構(gòu)造的平面的起導(dǎo)向和限位作用，在平面上設(shè)置有不銹鋼板，在支承體與盆腔構(gòu)造的平面接觸的位置安裝有SF-1滑條11，不銹鋼板和SF-1滑條配對(duì)構(gòu)成滑動(dòng)摩擦面，該摩擦面起導(dǎo)向作用。

對(duì)多向滑動(dòng)型阻尼支座，由于支承體4與下支座板2一體化連接成了一個(gè)整體，故僅僅只有兩個(gè)滑動(dòng)面實(shí)現(xiàn)滑動(dòng)功能，分別在上支座板1和球冠體3之間、球冠體3和支承體4之間，支承體4上端周面與盆腔構(gòu)造8內(nèi)壁之間的滑動(dòng)間隙均相等，故支承體可在上支座板盆腔范圍內(nèi)沿任意方向任意滑動(dòng)。

本支座中的鋼絲繩阻尼器固定在上、下支座板之間，為環(huán)狀構(gòu)造，能夠承受拉、壓、剪等力的作用，同時(shí)產(chǎn)生相應(yīng)的變形。在荷載作用下，當(dāng)支座產(chǎn)生拉力，上、下支座板之間就會(huì)有分離的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，但該運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)受到鋼絲繩的約束，拉力由鋼絲繩承受，鋼絲繩產(chǎn)生了豎向變位。所以該支座能作為拉力支座使用。該支座克服了既有拉力支座通過(guò)上、下支座板之間凸凹剛性連接的缺陷，通過(guò)柔性的鋼絲繩來(lái)承受拉力，在拉力作用下，能產(chǎn)生較明顯的豎向變位，使部分拉力得到釋放，同時(shí)破壞之前能產(chǎn)生明顯的預(yù)兆，維修或更換都極為方便，成本較低。

由于上支座板固定在梁底、下支座板固定在墩頂或臺(tái)頂，在地震慣性力作用下，不管這個(gè)力來(lái)自何方，墩、梁之間就會(huì)產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，如果有剪力釘約束，則剪力釘被剪斷，也即下支承鋼板和上支承鋼板之間會(huì)產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，環(huán)狀鋼絲繩阻尼器產(chǎn)生剪切變形，相互纏繞的鋼絲之間產(chǎn)生干摩擦，從而耗散、吸收地震能量。

本實(shí)用新型的安裝方法如下：

在工廠預(yù)制鋼球型復(fù)合阻尼支座：1)先預(yù)制鋼絲繩阻尼器節(jié)段，將一定規(guī)格的鋼絲繩繞成環(huán)狀，用上、下繩夾夾緊，且用繩夾螺栓固定；2)加工下支座板，將鋼絲繩阻尼器節(jié)段用連接螺栓固定在下支座板上；3)將支承體(如果有，連同滑動(dòng)面構(gòu)件)安裝在下支座板上，用剪力釘固定；4)安裝球冠體及其組件；5)安裝上支座板，用連接螺栓將鋼絲繩阻尼器和上支座板固定；6)安裝防塵罩。

需要指出的是：為施工方便，同時(shí)也是為了更換組件方便，環(huán)狀鋼絲繩阻尼器可分成多個(gè)節(jié)段(圖中示意了4個(gè)節(jié)段)。

將整個(gè)鋼球型復(fù)合阻尼支座運(yùn)抵現(xiàn)場(chǎng)，用螺栓將上支座板固定在梁底，下支座板固定在墩頂。

本說(shuō)明書(shū)中未作詳細(xì)描述的內(nèi)容屬于本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員公知的現(xiàn)有技術(shù)。