一种新型桥梁结构保护系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种新型桥梁结构保护系统。由摩擦摆式减隔震支座、粘滞阻尼器和销座组成，摩擦摆式减隔震支座由上支座板、球冠衬板、减震球摆、挡圈、剪切销键和消能摆座组成，上支座板与球冠衬板接触处焊接有镜面不锈钢板；镜面不锈钢板与第一耐磨板组成摩擦副；减震球摆顶部的凹形球面半径与球冠衬板底部的凸球面半径相匹配，所述凹形球面上安装有第二耐磨板，第二耐磨板与球冠衬板的光滑的底部凸球面组成摩擦副；所述减震球摆底部的凸球面的球面半径与消能摆座的凹球面半径相匹配；所述凸球面上的第三耐磨板与光滑的消能摆座的凹球面组成摩擦副；挡圈与消能摆座通过剪切销键锚固连接；挡圈套于减震球摆外；粘滞阻尼器位于摩擦摆式减隔震支座两侧，本实用新型专利技术结构新颖，操作简单。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术涉及一种新型桥梁结构保护系统。由摩擦摆式减隔震支座、粘滞阻尼器和销座组成，摩擦摆式减隔震支座由上支座板、球冠衬板、减震球摆、挡圈、剪切销键和消能摆座组成，上支座板与球冠衬板接触处焊接有镜面不锈钢板；镜面不锈钢板与第一耐磨板组成摩擦副；减震球摆顶部的凹形球面半径与球冠衬板底部的凸球面半径相匹配，所述凹形球面上安装有第二耐磨板，第二耐磨板与球冠衬板的光滑的底部凸球面组成摩擦副；所述减震球摆底部的凸球面的球面半径与消能摆座的凹球面半径相匹配；所述凸球面上的第三耐磨板与光滑的消能摆座的凹球面组成摩擦副；挡圈与消能摆座通过剪切销键锚固连接；挡圈套于减震球摆外；粘滞阻尼器位于摩擦摆式减隔震支座两侧，本技术结构新颖，操作简单。【专利说明】一种新型桥梁结构保护系统
本技术属于桥梁结构领域，具体涉及一种新型桥梁结构保护系统。
技术介绍
目前，将普通支座与粘滞阻尼器组合成减隔震装置的有多种形式。比较典型的有盆式橡胶支座与粘滞阻尼器组合成减隔震装置、球形钢支座与粘滞阻尼器组合成减隔震装置。该类减隔震装置有一个共同的特点，即阻尼器将普通支座的上下支座板连接起来，在缓慢作用的位移下，该类减隔震装置可以在很小的阻尼力下发生位移。一旦位移(移动)的速度达到某一设定的值，该类减隔震装置的位移机构会发生“锁定”，使该类减隔震装置成为一个刚性体。该类减隔震装置的主要功能是:地震发生时，“锁定”滑动支座，使其变为固定支座，与桥梁结构中的固定支座共同承受地震的水平力。 该类变成刚性体的减隔震装置只能承受地震的水平力。不会改变结构的固有频率，也不能耗散地震的能量，因而也不能减小地震对桥梁结构的破坏作用。因此该类减隔震装置称不上真正的减隔震装置。 在使用广泛的连续梁桥结构形式中，由于其一联跨数较多的特点，为适应上部结构温度变形及混凝土收缩徐变等需求，往往仅在一联中间或者靠近中间的位置的墩顶设置固定支座，在地震作用下，由该墩承担绝大部分的纵向水平地震力；在其余墩上均设置滑动支座，在地震作用下，设置滑动支座的墩仅承担摩擦力。这种结构的布置形式，在强震作用下，就对设置固定支座的桥墩提出了很高的强度和延性要求，相应对固定支座及下部结构也提出了很高的的要求。如果一味的去提高设置固定支座桥墩的能力就显得非常的不经济。《公路桥梁抗震设计细则》2008版明确提出，在8度震区，应采用合理的限位装置，防止结构相邻构件产生过大的相对位移。《城市桥梁抗震设计规范》2011版也指出在8度区应设置限位装置控制梁墩位移。将阻尼器装置组合在摩擦摆支座上，将其作为支座的一个组成部分，形成新的桥梁保护系统。如此既能达到限位的功能，又实现了安装简便，避免了将固定墩设计得非常强大的情况。在正常使用情况下，固定支座仍作为固定支座使用，固定墩承受正常使用条件下的水平力。在地震发生时活动支座上的阻尼器起作用，全联所有桥墩上的活动支座全部锁定，转变成固定支座，全联各墩共同抵御水平地震力。这样就可以避免将固定墩设计成“一墩独大”的情况。
技术实现思路
本技术的目的在于设计一种新型桥梁结构保护系统，不但可以在地震发生时使得各个桥墩共同参与抵御地震作用力，并发挥减震耗能的作用。 该保护系统一旦在地震发生时，在局部范围内形成一种刚性连接，将减震球摆、上支座板与桥梁上部结构形成一个刚性体，减震球摆以上的结构可以自由滑动，不仅会传递适度的水平力，而且会改变结构的固有频率和周期，因此能达到耗散地震的能量的目的，因而能有效的减小地震对桥梁结构的破坏作用。 本技术提出的一种新型桥梁结构保护系统，由摩擦摆式减隔震支座、粘滞阻尼器7和销座8组成，每个摩擦摆式减隔震支座由上支座板1、球冠衬板2、减震球摆3、挡圈 4、剪切销键5和消能摆座6组成，其中: 所述上支座板I位于球冠衬板2上方，其底部与球冠衬板2接触处焊接有镜面不锈钢板；所述球冠衬板2其顶部为一平面，底部为光滑的凸球面，其顶部上安装有第一耐磨板，所述上支座板I底部的镜面不锈钢板位于该第一耐磨板上方，使第一耐磨板与镜面不锈钢板组成一对摩擦副；所述减震球摆3采用圆柱体结构，其顶部为凹形球面，该减震球摆3顶部的凹形球面半径与球冠衬板2底部的凸球面半径相匹配，所述凹形球面上安装有第二耐磨板，所述第二耐磨板与球冠衬板2的光滑的底部凸球面组成一对摩擦副；所述减震球摆3底部为一个凸球面，消能摆座6位于减震球摆3下方，减震球摆3底部的凸球面的球面半径与消能摆座6的凹球面半径相匹配，所述球面半径可采用复合球面半径，即变曲率的球面半径；所述凸球面上安装有第三耐磨板，所述第三耐磨板与光滑的消能摆座6的凹球面组成一对摩擦副；所述挡圈4是中间带有圆形孔的环形钢板，其中心孔的直径稍大于减震球摆3的圆柱体直径；挡圈4的外缘四周设有若干螺孔，将挡圈4与消能摆座6通过剪切销键5锚固连接；挡圈4套于减震球摆3外； 所述每个摩擦摆式减隔震支座的两侧安装有粘滞阻尼器7，所述上支座板I底部一侧通过销座8连接粘滞阻尼器7 —端，粘滞阻尼器7另一端通过销座8连接减震球摆3的一侧。 本技术中，所述销座8与粘滞阻尼器7通过轴销进行铰接。 本技术中，所述粘滞阻尼器7是两端带有关节轴承的粘滞阻尼器，粘滞尼器的主要元件包括活塞杆、活塞头、阻尼器壁、密封件及阻尼硅油。 本技术中，所述球冠衬板2的凸球面上镀铬或者包裹镜面不锈钢板。 本技术中，上支座板I的四个边角处通过螺栓或焊接的方式与桥梁上部结构进行连接。 本技术的有益效果在于:现有的支座与阻尼器的连接方式是将普通支座(盆式橡胶支座、球形钢支座)的上下支座滑动板通过阻尼器进行连接，当地震发生时，整个支座形成一个刚性体，支座的上下部分不产生相对运动，虽然此时这个刚性体能够传递地震的水平力，但是没有减震耗能的作用，从而保护桥梁结构的目的无从谈起。 本技术桥梁结构保护系统采用在一个滑动的摩擦摆减隔震支座的两侧各设置一个粘滞阻尼器。阻尼器的一端与该支座的滑动顶板相连接(在支座的上部)，另一端与支座的减震球摆相连接(在支座的中间部位)。当地震发生时，这种连接形式使得支座的上部与中部形成一个刚性体，当支座受到的地震力达到设定的限值时，剪切销键5将失效，解除对挡圈4对减震球摆3的约束，使其可以沿着消能摆座6的凹球面作自由摆动。摩擦摆减隔震支座在摆动过程中通过以下3个方面来实现减震耗能。1.通过减震球摆3与消能摆座6的凹球面组成的摩擦副产生摩擦力做负功，消耗部分地震力；2.由于在摆动时减震球摆3的高程发生变化，通过重力提升，将动能转化为势能，也起到了消耗地震的能量；3.通过减震球摆3的摆动，延长(改变)结构的固有周期，达到隔震的效果。另外由于桥跨内的桥梁结构保护系统在地震发生的瞬间同时发挥作用，使得桥跨内的所有桥墩共同受力，同时产生减震耗能的作用，从而达到保护桥梁结构的目的。 【专利附图】【附图说明】 图1为粘滞阻尼器结构示意图； 图2为本技术桥梁保护系统结构横向示意图； 图3为本技术桥梁保护系统结构纵向示意图； 图4a为安装在顶板上耳铰的立面图； 图4b为安装在顶板上耳铰的侧面图； 图5a为安装在减震球摆上耳铰的立面图； 图本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种新型桥梁结构保护系统，由摩擦摆式减隔震支座、粘滞阻尼器(7)和销座(8)组成，每个摩擦摆式减隔震支座由上支座板(1)、球冠衬板(2)、减震球摆(3)、挡圈(4)、剪切销键(5)和消能摆座(6)组成，其特征在于：所述上支座板(1)位于球冠衬板(2)上方，其底部与球冠衬板(2)接触处焊接有镜面不锈钢板；所述球冠衬板(2)其顶部为一平面，底部为光滑的凸球面，其顶部上安装有第一耐磨板，所述上支座板(1)底部的镜面不锈钢板位于该第一耐磨板上方，使第一耐磨板与镜面不锈钢板组成一对摩擦副；所述减震球摆(3)采用圆柱体结构，其顶部为凹形球面，该减震球摆(3)顶部的凹形球面半径与球冠衬板(2)底部的凸球面半径相匹配，所述凹形球面上安装有第二耐磨板，所述第二耐磨板与球冠衬板(2)的光滑的底部凸球面组成一对摩擦副；所述减震球摆(3)底部为一个凸球面，消能摆座(6)位于减震球摆(3)下方，减震球摆(3)底部的凸球面的球面半径与消能摆座(6)的凹球面半径相匹配，所述球面半径可采用复合球面半径，即变曲率的球面半径；所述凸球面上安装有第三耐磨板，所述第三耐磨板与光滑的消能摆座(6)的凹球面组成一对摩擦副；所述挡圈(4)是中间带有圆形孔的环形钢板，其中心孔的直径稍大于减震球摆(3)的圆柱体直径；挡圈(4)的外缘四周设有若干螺孔，将挡圈(4)与消能摆座(6)通过剪切销键(5)锚固连接；挡圈(4)套于减震球摆(3)外；所述每个摩擦摆式减隔震支座的两侧安装有粘滞阻尼器(7)，所述上支座板(1)底部一侧通过销座(8)连接粘滞阻尼器(7)一端，粘滞阻尼器(7)另一端通过销座(8)连接减震球摆(3)的一侧。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：黄俊俊，黄祖先，黄林根，
申请(专利权)人：上海通亿橡塑制品有限公司，
类型：新型
国别省市：上海;31