本發(fā)明涉及橋梁及建筑等工程的減隔震，具體涉及一種摩擦擺支座及其等效半徑計(jì)算方法。

背景技術(shù)：

1、支座是橋梁建設(shè)中的重要組成部分，它作為橋梁與墩臺(tái)之間的連接單元，在日常工作時(shí)，可以正?；瑒?dòng)及轉(zhuǎn)動(dòng)，釋放橋梁溫度載荷，在地震來(lái)臨時(shí)，可以減弱地震力對(duì)橋梁的作用，實(shí)現(xiàn)減隔震功能。如摩擦擺支座，利用鐘擺原理實(shí)現(xiàn)減隔震功能的支座，通過(guò)滑動(dòng)界面摩擦消耗地震能量實(shí)現(xiàn)減震功能，通過(guò)球面擺動(dòng)延長(zhǎng)梁體運(yùn)動(dòng)周期實(shí)現(xiàn)隔震功能。

2、在一些特殊情況的橋梁設(shè)計(jì)與制造過(guò)程中，會(huì)對(duì)橋梁支座提出一些超常規(guī)設(shè)計(jì)參數(shù)的要求，即橋梁支座的現(xiàn)場(chǎng)安裝尺寸屬于常規(guī)要求，但支座的設(shè)計(jì)要求卻大幅超出常規(guī)的設(shè)計(jì)要求，常體現(xiàn)在產(chǎn)品高度上。如相關(guān)技術(shù)中，在相同的設(shè)計(jì)位移與等效半徑的條件下，常規(guī)摩擦擺支座高度為300mm左右，而某項(xiàng)目中橋墩已經(jīng)施工完成，高度要求不能超過(guò)240mm，在常規(guī)支座現(xiàn)場(chǎng)安裝尺寸的要求下，設(shè)計(jì)非常規(guī)要求的支座變得非常困難。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N摩擦擺支座及其等效半徑計(jì)算方法，解決相關(guān)技術(shù)中在常規(guī)支座現(xiàn)場(chǎng)安裝尺寸的要求下難以設(shè)計(jì)非常規(guī)要求支座的技術(shù)問(wèn)題。

2、第一方面，本申請(qǐng)實(shí)施例提供一種摩擦擺支座，所述摩擦擺支座包括自上而下依次布置的上座板、中座板、轉(zhuǎn)動(dòng)板、以及滑動(dòng)板，所述上座板具有環(huán)形凸臺(tái)，所述轉(zhuǎn)動(dòng)板的側(cè)壁為第一凸球面，所述環(huán)形凸臺(tái)的內(nèi)表面與所述第一凸球面接觸，使得所述摩擦擺支座發(fā)生位移時(shí)所述環(huán)形凸臺(tái)的內(nèi)表面與所述第一凸球面發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)。

3、結(jié)合第一方面，在一種實(shí)施方式中，所述上座板還包括蓋設(shè)于所述環(huán)形凸臺(tái)的第一平板、以及設(shè)于所述第一平板靠近所述環(huán)形凸臺(tái)一側(cè)的第一鏡面不銹鋼板，所述中座板靠近所述上座板的一側(cè)嵌有第一平板滑動(dòng)板，所述第一鏡面不銹鋼板與所述第一平板滑動(dòng)板形成平面滑動(dòng)摩擦副。

4、結(jié)合第一方面，在一種實(shí)施方式中，所述中座板背離所述上座板的一側(cè)為第一凹球面，嵌有球面轉(zhuǎn)動(dòng)板。

5、結(jié)合第一方面，在一種實(shí)施方式中，所述轉(zhuǎn)動(dòng)板靠近所述中座板的一側(cè)為第二凸球面，所述球面轉(zhuǎn)動(dòng)板與所述第二凸球面形成轉(zhuǎn)動(dòng)摩擦副。

6、結(jié)合第一方面，在一種實(shí)施方式中，所述第二凸球面的表面貼覆第二鏡面不銹鋼板或第一金屬鍍層，所述第二鏡面不銹鋼板或第一金屬鍍層與所述球面轉(zhuǎn)動(dòng)板形成所述轉(zhuǎn)動(dòng)摩擦副。

7、結(jié)合第一方面，在一種實(shí)施方式中，所述轉(zhuǎn)動(dòng)板背離所述中座板的一側(cè)為第三凸球面，嵌有球面滑動(dòng)板，所述滑動(dòng)板靠近所述轉(zhuǎn)動(dòng)板的一側(cè)為第二凹球面，所述球面滑動(dòng)板與所述第二凹球面形成球面滑動(dòng)摩擦副。

8、結(jié)合第一方面，在一種實(shí)施方式中，所述第二凹球面的表面貼覆第三鏡面不銹鋼板或第二金屬鍍層，所述第三鏡面不銹鋼板或第二金屬鍍層與所述球面滑動(dòng)板形成所述轉(zhuǎn)動(dòng)摩擦副。

9、結(jié)合第一方面，在一種實(shí)施方式中，所述轉(zhuǎn)動(dòng)板的側(cè)壁自其背離所述中座板的一側(cè)向其靠近所述中座板的一側(cè)延伸形成。

10、結(jié)合第一方面，在一種實(shí)施方式中，所述摩擦擺支座還包括設(shè)于所述上座板和所述滑動(dòng)板之間的擋圈或擋板。

11、第二方面，本申請(qǐng)實(shí)施例還提供一種摩擦擺支座的等效半徑計(jì)算方法，利用如上述任一所述的摩擦擺支座，等效半徑rc的計(jì)算公式為：

12、其中，rz為轉(zhuǎn)動(dòng)板與上座板接觸點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡的半徑；r為轉(zhuǎn)動(dòng)半徑；r為滑動(dòng)半徑；h為轉(zhuǎn)動(dòng)板的最低點(diǎn)至最高點(diǎn)的距離。

13、本申請(qǐng)實(shí)施例提供的技術(shù)方案帶來(lái)的有益效果包括：

14、本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N摩擦擺支座，通過(guò)上座板的環(huán)形凸臺(tái)與轉(zhuǎn)動(dòng)板的第一凸球面接觸，使得摩擦擺支座發(fā)生位移時(shí)環(huán)形凸臺(tái)與第一凸球面發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，在上述過(guò)程中，改變了現(xiàn)有的力的傳遞方式，上座板直接將力作用于轉(zhuǎn)動(dòng)板上，相較于現(xiàn)有摩擦擺支座，在相同的設(shè)計(jì)位移和等效半徑的情況下，本申請(qǐng)?zhí)峁┑哪Σ翑[支座的水平回復(fù)力更大，可以降低支座高度，從而設(shè)計(jì)出非常規(guī)要求支座并滿足支座現(xiàn)場(chǎng)安裝尺寸的要求。

技術(shù)特征：

1.一種摩擦擺支座，其特征在于，所述摩擦擺支座(2)包括自上而下依次布置的上座板(21)、中座板(22)、轉(zhuǎn)動(dòng)板(23)、以及滑動(dòng)板(24)，所述上座板(21)具有環(huán)形凸臺(tái)(211)，所述轉(zhuǎn)動(dòng)板(23)的側(cè)壁為第一凸球面(231)，所述環(huán)形凸臺(tái)(211)的內(nèi)表面與所述第一凸球面(231)接觸，使得所述摩擦擺支座(2)發(fā)生位移時(shí)所述環(huán)形凸臺(tái)(211)的內(nèi)表面與所述第一凸球面(231)發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)。

2.如權(quán)利要求1所述的摩擦擺支座，其特征在于，所述上座板(21)還包括蓋設(shè)于所述環(huán)形凸臺(tái)(211)的第一平板(212)、以及設(shè)于所述第一平板(212)靠近所述環(huán)形凸臺(tái)(211)一側(cè)的第一鏡面不銹鋼板(213)，所述中座板(22)靠近所述上座板(21)的一側(cè)嵌有第一平板滑動(dòng)板(221)，所述第一鏡面不銹鋼板(213)與所述第一平板滑動(dòng)板(221)形成平面滑動(dòng)摩擦副。

3.如權(quán)利要求1所述的摩擦擺支座，其特征在于，所述中座板(22)背離所述上座板(21)的一側(cè)為第一凹球面(222)，嵌有球面轉(zhuǎn)動(dòng)板(223)。

4.如權(quán)利要求3所述的摩擦擺支座，其特征在于，所述轉(zhuǎn)動(dòng)板(23)靠近所述中座板(22)的一側(cè)為第二凸球面(232)，所述球面轉(zhuǎn)動(dòng)板(223)與所述第二凸球面(232)形成轉(zhuǎn)動(dòng)摩擦副。

5.如權(quán)利要求4所述的摩擦擺支座，其特征在于，所述第二凸球面(232)的表面貼覆第二鏡面不銹鋼板或第一金屬鍍層，所述第二鏡面不銹鋼板或第一金屬鍍層與所述球面轉(zhuǎn)動(dòng)板(223)形成所述轉(zhuǎn)動(dòng)摩擦副。

6.如權(quán)利要求1所述的摩擦擺支座，其特征在于，所述轉(zhuǎn)動(dòng)板(23)背離所述中座板(22)的一側(cè)為第三凸球面(233)，嵌有球面滑動(dòng)板(234)，所述滑動(dòng)板(24)靠近所述轉(zhuǎn)動(dòng)板(23)的一側(cè)為第二凹球面(241)，所述球面滑動(dòng)板(234)與所述第二凹球面(241)形成球面滑動(dòng)摩擦副。

7.如權(quán)利要求6所述的摩擦擺支座，其特征在于，所述第二凹球面(241)的表面貼覆第三鏡面不銹鋼板或第二金屬鍍層，所述第三鏡面不銹鋼板或第二金屬鍍層與所述球面滑動(dòng)板(234)形成所述轉(zhuǎn)動(dòng)摩擦副。

8.如權(quán)利要求1所述的摩擦擺支座，其特征在于，所述轉(zhuǎn)動(dòng)板(23)的側(cè)壁自其背離所述中座板(22)的一側(cè)向其靠近所述中座板(22)的一側(cè)延伸形成。

9.如權(quán)利要求1所述的摩擦擺支座，其特征在于，所述摩擦擺支座(2)還包括設(shè)于所述上座板(21)和所述滑動(dòng)板(24)之間的擋圈或擋板(25)。

10.一種摩擦擺支座的等效半徑計(jì)算方法，其特征在于，利用如權(quán)利要求1-9任一所述的摩擦擺支座(2)，

技術(shù)總結(jié)
本申請(qǐng)涉及一種摩擦擺支座，所述摩擦擺支座包括自上而下依次布置的上座板、中座板、轉(zhuǎn)動(dòng)板、以及滑動(dòng)板，所述上座板具有環(huán)形凸臺(tái)，所述轉(zhuǎn)動(dòng)板的側(cè)壁為第一凸球面，所述環(huán)形凸臺(tái)的內(nèi)表面與所述第一凸球面接觸，使得所述摩擦擺支座發(fā)生位移時(shí)所述環(huán)形凸臺(tái)的內(nèi)表面與所述第一凸球面發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)。本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N摩擦擺支座，通過(guò)上座板的環(huán)形凸臺(tái)與轉(zhuǎn)動(dòng)板的第一凸球面接觸，改變了現(xiàn)有的力的傳遞方式，上座板直接將力作用于轉(zhuǎn)動(dòng)板上，相較于現(xiàn)有摩擦擺支座，在相同的設(shè)計(jì)位移和等效半徑的情況下，本申請(qǐng)?zhí)峁┑哪Σ翑[支座的水平回復(fù)力更大，可以降低支座高度，從而設(shè)計(jì)出非常規(guī)要求支座并滿足支座現(xiàn)場(chǎng)安裝尺寸的要求。

技術(shù)研發(fā)人員：阮懷圣,冷新云,夏俊勇,孔令俊,寧響亮,田楊,王帆,屈愛(ài)平
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中鐵大橋勘測(cè)設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19