等刚臂速度锁定减隔震支座制造技术

本发明专利技术涉及一种等刚臂速度锁定减隔震支座。其将温度位移和减隔震功能进行完美的统一，且在保证隔震效果的前提下实现其小型化的要求。本发明专利技术采用的技术方案包括上座板、等刚臂、速度锁定器和连接座，上支座设置于钢盆上，之间设置有滑动板和纵向导轨，球凹衬板焊接设置于下座板上，连接座设置于上座板直角内侧，速度锁定器的外壳设置于上座板上，其两端伸出的活塞杆的端部设置有连接块，连接块上设置有梯形牙，连接块上的梯形牙与连接座上的梯形牙相互咬合，等刚臂的一端通过转动铰与下座板铰接，另一端通过转动铰与速度锁定器的外壳铰接，连接座至少设置有一对且对称设置于上底板的底面，速度锁定器至少设置有一个设置于上座板的一侧。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及桥梁及其它建筑工程的支撑装置
，涉及一种等刚臂速度锁定减隔震支座。
技术介绍
支座是桥梁及建筑工程中的重要组成部件之一，其作用是将桥梁及建筑结构的上部载荷通过支座传递到墩台上，同时保证结构所要求的受力、位移和转动的需要。2008年汶川特大地震以来，减隔震支座犹如雨后春笋得到了广泛运用和实践。现有减隔震装置按工作原理主要分为橡胶隔震型、位移相关型和速度相关型。橡胶隔震型可在地震瞬间同时发生作用，常规状态下由于温度位移，支座受到水平剪切，结构承受支座在水平方向的反作用力，且橡胶类产品始终存在老化问题；位移相关型主要有弹塑性钢减震和摩擦隔震，在温度位移的作用下，结构同样受到减隔震装置水平或竖向(含水平分力)的反作用力；速度相关型主要有速度锁定器和阻尼器，前者在地震时将结构由活动锁定为固结状态，结构整体受力较大，后者应用效果较好，但存在易漏油和超预期作用时整体易失效等风险。在众多减隔震项目应用中，尤其是对于长联大跨桥梁进行减隔震应用时，一直难以找到一款合适的产品，即长联大跨桥梁的支座温度位移和减隔震功能不统一的矛盾始终得不到很好的解决。同时，现有机构还普遍存在着体积庞大的问题，这样对于空间以及安装都提出了较高的要求。因此，亟待开发出一种既能适应温度位移，又能在地震来临时，不管支座温度位移后在哪个位置，都能瞬间启动减隔震功能的产品，同时解决其体积庞大的问题。
技术实现思路
本专利技术提供一种等刚臂速度锁定减隔震支座，以提供一种将温度位移和减隔震功能进行完美的统一，且在保证隔震效果的前提下实现其小型化的要求。为解决现有技术存在的问题，本专利技术的技术方案是：一种等刚臂速度锁定减隔震支座，包括上座板、钢盆、球冠衬板、球凹衬板和下座板，所述的上支座设置于钢盆上，之间设置有滑动板和纵向导轨，所述的球凹衬板焊接设置于下座板上，其特征在于：还包括减隔震构件，所述的减隔震构件包括等刚臂、速度锁定器和连接座，所述的连接座设置于上座板直角内侧，速度锁定器包括外壳，所述的速度锁定器的外壳设置于上座板上，其两端伸出的活塞杆的端部设置有连接块，连接块上设置有梯形牙，连接块上的梯形牙与连接座上的梯形牙相互咬合，所述的等刚臂的一端通过转动铰与下座板铰接，另一端通过转动铰与速度锁定器的外壳铰接，所述的连接座至少设置有一对且对称设置于上底板的底面，速度锁定器至少设置有一个设置于上座板的一侧。所述的减隔震构件还包括限位块，所述的限位块纵向设置于中钢板的外侧，通过限位耗能螺栓与上座板连接，所述的限位块设置有若干个，对称设置于钢盆的外侧。所述的减隔震构件还包括限位块，所述的限位块纵向设置于钢盆的外侧，通过限位耗能螺栓与上座板连接，所述的限位块设置有若干个，对称设置于钢盆的外侧，所述的下座板顶面中间设置有横向凹槽，下座板的横向凹槽内设置有横向导轨，横向导轨通过凸出台阶在下座板的横向凹槽内横向滑动，纵向限位，球凹衬板与下座板之间设置有滑动板。所述的下座板顶面中间设置有横向凹槽，下座板的横向凹槽内设置有横向导轨，横向导轨通过凸出台阶在下座板的横向凹槽内横向滑动，纵向限位，球凹衬板与下座板之间设置有滑动板。所述的等刚臂的金属板结构外部为弧形，内部为等刚度非线性曲线构成的弓形结构，金属板的两端设有圆环状连接结构；所述的等刚臂的弓形结构设计包括以下步骤：第一步：求解等刚臂内、外轮廓曲线；(a)根据安装尺寸的要求确定等刚臂椭圆中心线的长轴a、短轴b，椭圆弧起点、终点对应于椭圆参数方程中的圆心角θS、θE；(b)根据等刚性设计方法，建立等刚臂力学模型，得出等刚臂截面宽度Hθ随圆心角θ的变化关系，具体如下：其中：B为等刚臂设计厚度；σy为材料屈服强度；Fy为设计屈服力；(c)根据固定螺栓或销钉的材料强度、加工水平及设计需求等确定连接耳板处的开孔及外形尺寸；第二步：求解等刚臂设计刚度(a)根据能量法原理，建立等刚臂变性能计算模型，得出弹性变形极限Ux计算公式如下：其中：εy为材料的屈服应变；Δθ＝|a·tanα·cosθ-b·sinθ+b·sinθ0-a·tanα·cosθ0|(7)Δθm＝|a·tanα·cosθm-b·sinθm+b·sinθ0-a·tanα·cosθ0|(8)(b)求出等刚臂的一次刚度计算公式：所述的球凹衬板与钢盆的盆环内壁接凸缘处设置有衬套。所述的转动铰转动球铰。与现有技术相比，本专利技术的优点如下：1)本专利技术中等刚臂的的一端与下座板铰接，另一端与速度锁定器铰接，这样在发生地震时，速度锁定器锁定，等刚臂在上下滑动面相对位移时被拉伸压缩，实现本专利技术的减震耗能功能；2)本专利技术的适用范围广：由于等刚臂适应的结构参数变化多端，设置的联接两端按自由转动设计，其设置的方式可多样化，并根据安装空间设计最合理的设置方式，既能保证其减震耗能效果，又可实现结构的小型化，因此占据空间小，组装简便，安装效率高；3)本专利技术速度锁定器活塞杆的两端采用梯形牙与连接座连接，该连接结构更紧凑，联接性能更为可靠；4)本专利技术增加了限位块、等刚臂、连接座、速度锁定器等减隔震构件，使得在作用水平力或发生地震时，通过限位耗能螺栓消能、往复位移摩擦和等刚臂的弹塑性变形(阻尼)等方式来消耗能量，延长结构震动周期，从而减小或隔离地震对结构的影响，实现两状态及时分离和双水准精准设防。其中：a、限位块通过限位耗能螺栓与下座板连接，通过调整限位耗能螺栓直径的大小可精确控制支座承受的水平力大小；b、通过增减限位块和增减横向导轨可满足支座的正常使用位移要求，亦可以改变支座的使用功能，使之分别为固定型支座、横向活动型支座、纵向活动型支座、双向活动型支座；c、通过设置限位滑槽(指上座板和下座板上的凹槽)可满足支座的正常使用位移要求，其位移量与限位板的固定位置相对应，亦可改变支座的使用功能；d、通过改变等刚臂的刚度和速度锁定器的直径大小，以承受地震作用下分级设防的不同水平力；e、通过改变速度锁定器内部尺寸可以调整其锁定时的速度阈值，从而改变支座减隔震功能启动的时间。5)材料使用率高：金属等刚臂主要通过材料塑性变形吸收并消耗能量，本专利技术所述等刚臂采用等刚性设计方法，可保证各截面同步发生塑性变形，有效增大进入塑性工作阶段的材料占比，解决普通等刚臂塑性工作区域小，材料使用率低的问题。6)变形能力强：本专利技术所提出设计方法，可将结构变形均匀的分散到等刚臂的不同截面处，有效提高结构承受大变形的能力；同时，通过结构参数的调整，可进一步对阻尼位移大小进行定制化的设计。7)阻尼效果好：本专利技术提供的设计方法，可以根据所需的等刚臂及基本限定尺寸分别对等刚臂的外形曲线及刚度等参数进行精确设计，保证其力学性能符合使用要求；同时，提高的了材料使用率，也在一定程度上增大了阻尼比，有效提高了等刚臂的使用效果。8)结构灵活多变，可适用于不同的场合：本专利技术提出的方法中，金属板可以为对称或非对称结构，可根据产品的要求选择不同的弧线段，这样可以适用于不同体积的产品，也便于安装，所以对于场地施工的要求大大降低。附图说明图1是本专利技术实施例1的结构示意图；图2是图1的左视图；图3是图1的仰视图；图4是本专利技术实施例2的结构示意图；图5是图4的左视图；图6是图4的仰视图；图7是本专利技术实施例3的结构示意图；图8是图7的左视图；图9是图7的仰视图本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种等刚臂速度锁定减隔震支座，包括上座板(1)、钢盆(2)、球冠衬板(5)、球凹衬板(6)和下座板(8)，所述的上支座(1)设置于钢盆(2)上，之间设置有滑动板和纵向导轨(4)，所述的球凹衬板(6)焊接设置于下座板(8)上，其特征在于：还包括减隔震构件，所述的减隔震构件包括等刚臂(9)、速度锁定器(13)和连接座(14)，所述的连接座(14)设置于上座板(1)直角内侧，速度锁定器(13)包括外壳(16)，所述的速度锁定器(13)的外壳设置于上座板(1)上，其两端伸出的活塞杆的端部设置有连接块(3)，连接块(3)上设置有梯形牙，连接块(3)上的梯形牙与连接座(14)上的梯形牙相互咬合，所述的等刚臂(9)的一端通过转动铰(10)与下座板(8)铰接，另一端通过转动铰(10)与速度锁定器(13)的外壳铰接，所述的连接座(14)至少设置有一对且对称设置于上底板(1)的底面，速度锁定器(13)至少设置有一个设置于上座板(1)的一侧。

【技术特征摘要】
1.一种等刚臂速度锁定减隔震支座，包括上座板(1)、钢盆(2)、球冠衬板(5)、球凹衬板(6)和下座板(8)，所述的上支座(1)设置于钢盆(2)上，之间设置有滑动板和纵向导轨(4)，所述的球凹衬板(6)焊接设置于下座板(8)上，其特征在于：还包括减隔震构件，所述的减隔震构件包括等刚臂(9)、速度锁定器(13)和连接座(14)，所述的连接座(14)设置于上座板(1)直角内侧，速度锁定器(13)包括外壳(16)，所述的速度锁定器(13)的外壳设置于上座板(1)上，其两端伸出的活塞杆的端部设置有连接块(3)，连接块(3)上设置有梯形牙，连接块(3)上的梯形牙与连接座(14)上的梯形牙相互咬合，所述的等刚臂(9)的一端通过转动铰(10)与下座板(8)铰接，另一端通过转动铰(10)与速度锁定器(13)的外壳铰接，所述的连接座(14)至少设置有一对且对称设置于上底板(1)的底面，速度锁定器(13)至少设置有一个设置于上座板(1)的一侧。2.根据权利要求1所述的一种等刚臂速度锁定减隔震支座，其特征在于：所述的减隔震构件还包括限位块(15)，所述的限位块(15)纵向设置于中钢板(2)的外侧，通过限位耗能螺栓与上座板(1)连接，所述的限位块(5)设置有若干个，对称设置于钢盆(2)的外侧。3.根据权利要求1所述的一种等刚臂速度锁定减隔震支座，其特征在于：所述的减隔震构件还包括限位块(15)，所述的限位块(15)纵向设置于钢盆(2)的外侧，通过限位耗能螺栓与上座板(1)连接，所述的限位块(15)设置有若干个，对称设置于钢盆(2)的外侧，所述的下座板(8)顶面中间设置有横向凹槽，下座板(8)的横向凹槽内设置有横向导轨(7)，横向导轨(7)通过凸出台阶在下座板(8)的横向凹槽内横向滑动，纵向限位，球凹衬板(4)与下座板(8)之间设置有滑动板。4.根据权利要求1所述的一种等刚臂速度锁定减隔震支座，其特征在于：所述的下座板(8)顶面中间设置有横向凹槽，下座板(8)的横向凹槽内设置有横向导轨(7)，横向导轨(7)通过凸出台阶在下座板(8)的横向凹槽内横向滑动，纵向限位，球凹衬板(6)与下座板(8)之间设置有滑动板。5.根据权利要求1、2、3或4所述的一种等刚臂速度锁定减隔震支座，其特征在于：所述的等刚臂(9)的金属板结构外部为弧形，内部为等刚度非线性曲线构成的弓形结构，金属板的两端设有圆环状连接结构；所述的等刚臂的弓形结构设计包括以下步骤：第一步：求解等刚臂内、外轮廓曲线；(a)根据安装尺寸的要求确定等刚臂椭圆中心线的长轴a、短轴b，椭圆弧起点、终点对应于椭圆参数方程中的圆心角θS、θE；(b)根据等刚性设计方法，建立等刚臂力学模型，得出等刚臂截面宽度Hθ随圆心角θ的变化关系，具体如下：Hθ=Fnθ+Fnθ2+24·σy·B·Mθ2·σy·B--...

【专利技术属性】
技术研发人员：葛胜锦，王伟，刘长天，秦博，项加明，刘涛，吕卫波，苏根，赵毛毛，孔德同，
申请(专利权)人：中交柏嘉工程技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61