一种具有减隔震功能的球型支座制造技术

一种具有减隔震功能的球型支座，包括上座板、主中座板、下中座板、下座板、限位板和剪断销，主中座板的上表面为与上座板的凹球面相配合的凸球面，下中座板的上表面上开设有用于放置主中座板下部的凹槽，凹槽的侧面与主中座板侧面之间设有纵向滑动位移间隙或双向滑动位移间隙，下中座板的下表面为凸球面，下座板的上表面为与下中座板的凸球面相配合的凹球面，下座板的纵桥向和横桥向两侧均安装有对上座板进行限位的限位板，每块限位板内固定有剪断销的上部，剪断销的下部固定于下座板内。该支座传力路径短，并具有减隔震功能。并具有减隔震功能。并具有减隔震功能。

【技术实现步骤摘要】
一种具有减隔震功能的球型支座


[0001]本技术属于工程结构减隔震控制
，具体说的是一种具有减隔震功能的球型支座。

技术介绍

[0002]防抬梁双曲面球型减隔震支座作为一种即具有减隔震功能、又可以防止支座上部结构抬升的支撑部件，具有减振性能好，寿命长的优点，已广泛应用于桥梁、建筑以及工程设备领域。该类支座不但要能实现常规工况下上部结构平动、转动等常规功能，还要实现地震工况下的减隔震功能。两种功能需要在地震到来时，实现快速准确的转换。
[0003]目前多采用金属销、螺栓（钉）或者金属销+螺栓组合的剪断功能。但是金属材料的屈服强度往往小于其断裂强度，断裂前需要经历一定的塑性变形才能断裂。这就导致了剪断功能无法立即实现，削弱了支座切换为减隔震功能的速度。而且，螺钉+销子结构或纯螺钉结构为受力复杂，提高断裂设计难度。此外，现有防抬梁双曲面球型减隔震支座，水平剪断力的传力路径复杂，进一步提升剪断水平力的设计难度。
[0004]1、减小限位板的塑性变形
[0005]当地震到来时，如果地震水平力小于限位板的设计剪断力，要求支座保持普通抗震球座功能；如果地震力大于设计剪断力，限位板剪断，普通抗震支座转变为双曲面球型减隔震支座，桥梁进入减隔震状态。目前，剪断功能依靠限位板中的金属销剪断得以实现，而销子材料的屈服强度往往小于其断裂强度，断裂前需要经历一定的塑性变形才能断裂。这就导致了剪断销无法立即剪断，削弱了支座立即切换出减隔震功能的速度，影响减隔震功能的有效实施。
[0006]2、简化现有剪力受力状态
[0007]现有限位板的剪断功能主要三部分结构（限位板、销子+螺钉或纯螺钉、支座的座板）相互作用得以实现。螺钉+销子结构或纯螺钉结构为弯剪组合受力状态，不易进行受力分析。
[0008]3、水平剪断力的传力路径复杂
[0009]具有防抬梁功能的减隔震支座，水平剪断力传递路径较为复杂，如：CN201220142565.X专利中，水平力剪断力需由梁体传递至上座板，上座板传递给球冠衬板和减震球板，减振球板再将水平力传递给隔振挡块（即限位板）和减震底座，需要两级才能将水平力传递至限位板。
[0010]CN 207003235 U专利中给出一种解决双曲面支座常规费地震工况下防抬梁方案。水平剪断力传力路径为
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上座板
→
上衬板
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中衬板
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下衬板
→
下座板和限位板，传力路径复杂，需要四级才能将水平力传递至限位板。此外，该结构限位板的水平承载能力有设计上限，这主要时因为其限位板所承受的水平力由上座板经上衬板与上座板的摩擦副、再经中衬板与下衬板的限位接触传递到达。摩擦副的摩擦系数上限直接决定了限位板的水平力上限。而且，下衬板的限位板既承担限制位移作用，又承担导向作用，无法有效发挥下衬板的
限位板母材的材料强度，降低材料利用率。

技术实现思路

[0011]为解决上述技术问题，本技术提供一种具有减隔震功能的球型支座，传力路径短，并具有减隔震功能。
[0012]为实现上述技术目的，所采用的技术方案是：一种具有减隔震功能的球型支座，包括上座板、主中座板、下中座板、下座板、限位板和剪断销，上座板的下表面为凹球面，上座板的下方设有主中座板，主中座板的上表面为与上座板的凹球面相配合的凸球面，主中座板的凸球面与上座板的凹球面之间设有球面摩擦副，主中座板的上方设有下中座板，主中座板的下表面为平面，下中座板的上表面上开设有用于放置主中座板下部的凹槽，凹槽的底面为平面，凹槽的底面与主中座板的平面之间设有平面摩擦副，凹槽的侧面与主中座板侧面之间设有纵向滑动位移间隙或双向滑动位移间隙，下中座板的下表面为凸球面，下中座板的下方设有下座板，下座板的上表面为与下中座板的凸球面相配合的凹球面，下座板的凹球面与下中座板的凸球面之间设有球面摩擦副，在下座板的纵桥向和横桥向两侧均安装有对上座板进行限位的限位板，纵桥向上的限位板与对应的上座板的侧壁之间设有纵向间隙，横桥上的限位板与对应的上座板的侧壁之间设有限位板导向摩擦副或横向间隙，每块限位板内固定有剪断销的上部，剪断销的下部固定于下座板内。
[0013]剪断销的上部竖直固定设置在限位板内，剪断销的下部竖直固定设置下座板内，对剪断销在限位板和下座板界面处区域进行预处理，预处理包括预张拉和/或预剪切。
[0014]预处理后，对剪力销进行结构加工，在剪断销的上部轴线和剪断销的下部轴线在限位板和下座板界面处错位，或剪断销的上部和剪断销的下部在限位板和下座板界面处为全台阶结构。
[0015]剪断销的上部竖直固定设置在限位板内，剪断销的下部竖直固定设置下座板内，剪断销的上部轴线和剪断销的下部轴线在限位板和下座板界面处错位，或者剪断销的上部和剪断销的下部在限位板和下座板界面处为全台阶结构。
[0016]剪切销的截面为矩形、方形或圆形。
[0017]本技术有益效果是：
[0018]上座板与下座板间的限位块为普通球型支座与双曲面球型减隔震支座的功能转换开关，常规工况下支座水平传力路径为上凹球面层
→
上球冠层+限位板
→
下凹球面层，地震工况下，随着支座水平载荷的增加，由于靠上球冠层摩擦力承担的载荷有限，上座板传递到限位板的水平力会不断增加，当触及限位板剪断力时，限位板剪断，减隔震功能启动。该结构传力路径简单，限位板的水平承载能力无设计极限。
[0019]由于强化后的销材料的屈服强度更接近其抗拉强度，塑性变形能力被削弱，在小于设计地震下烈度下，剪断销不会产生明显的塑性变形，支座限位板依旧可按原结构稳定运行，不需要更换限位板和剪力销。当遇到大于等于设计剪断力时，剪断销直接剪断，支座由普通球型支座转变为双曲面球型减隔震支座。
附图说明
[0020]图1是单向具有减隔震功能的球型支座的纵桥向剖面图；
[0021]图2是单向具有减隔震功能的球型支座的横桥向剖面图；
[0022]图3是双向具有减隔震功能的球型支座的纵桥向剖面图；
[0023]图4是双向具有减隔震功能的球型支座的横桥向剖面图；
[0024]图5为本技术剪断销示意图；
[0025]图6为本技术剪断销安装剖示图。
具体实施方式
[0026]如图所示，一种具有减隔震功能的球型支座，包括上座板1、主中座板3、下中座板6、下座板9、限位板11和剪断销12，上座板1的上表面可与梁体连接，或者安装其它形式座板，上座板1的下表面为凹球面，上座板1的下方设有主中座板3，主中座板3的上表面为与上座板1的凹球面相配合的凸球面，主中座板3的凸球面与上座板1的凹球面之间设有球面摩擦副，主中座板3的上方设有下中座板6，主中座板3的下表面为平面，下中座板6的上表面上开设有用于放置主中座板3下部的凹槽，凹槽的底面为平面，凹槽的底面与主中座板3的平面之间设有平面摩擦副，凹槽的侧面与主中座板3侧面之间设本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有减隔震功能的球型支座，其特征在于：包括上座板（1）、主中座板（3）、下中座板（6）、下座板（9）、限位板（11）和剪断销（12），上座板（1）的下表面为凹球面，上座板（1）的下方设有主中座板（3），主中座板（3）的上表面为与上座板（1）的凹球面相配合的凸球面，主中座板（3）的凸球面与上座板（1）的凹球面之间设有球面摩擦副，主中座板（3）的上方设有下中座板（6），主中座板（3）的下表面为平面， 下中座板（6）的上表面上开设有用于放置主中座板（3）下部的凹槽，凹槽的底面为平面，凹槽的底面与主中座板（3）的平面之间设有平面摩擦副，凹槽的侧面与主中座板（3）侧面之间设有纵向滑动位移间隙或双向滑动位移间隙，下中座板（6）的下表面为凸球面，下中座板（6）的下方设有下座板（9），下座板（9）的上表面为与下中座板（6）的凸球面相配合的凹球面，下座板（9）的凹球面与下中座板（6）的凸球面之间设有球面摩擦副，在下座板（9）的纵桥向和横桥向两侧均安装有对上座板（1）进行限位的限位板（11），纵桥向...

【专利技术属性】
技术研发人员：顾海龙，曹翁恺，罗登发，宋建平，贾立志，姜文英，王勇，李新，
申请(专利权)人：洛阳双瑞特种装备有限公司，
类型：新型
国别省市：