【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及桥梁支座，尤其涉及一种抗震缩尺试验模型单双向位移约束通用型摩擦摆支座。
技术介绍
1、为提高桥梁结构抗震性能和保障生命财产安全，在地震高烈度地区采用隔震技术已成为一种有效的防护手段，而摩擦摆支座具有竖向承载力大、结构简单、耐久性好、适用范围广等特点，在桥梁抗震设计中广泛使用。为明确实际桥梁结构在地震动荷载下的结构响应，需要通过振动台试验获取试验数据进而分析实际结构响应，受制于试验场地、经费、试验设施等条件，试验模型往往采用缩尺模型，即试验模型尺寸严格按照固定比例相对于原型结构缩小。为保证桥梁缩尺模型抗震系统周期和刚度与实际结构等效，需要将实际桥梁摩擦摆支座进行等效缩尺，且支座类型与原桥保持一致。然而实际桥梁摩擦摆支座尺寸较大，仅仅按照上部结构缩尺比将摩擦摆支座缩小得到试验模型支座并不能完全与原结构等效。并且实际桥梁摩擦摆支座缩尺后尺寸较小，对于支座制作而言比较困难。此外，还需保证实际桥梁支座类型与试验模型支座类型一致，即固定支座、单向活动支座或双向活动支座。实际桥梁摩擦摆支座往往通过设置销钉来实现前期支座限位，后续地震加速度加大后通过剪断销钉来保证摩擦面发挥耗能作用。然而缩尺模型试验中摩擦摆支座设置销钉不仅难以确定其剪断荷载，并且不利于支座制作。为此，需要设计一种简便的、适用于桥梁缩尺模型振动台试验的摩擦摆支座。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种抗震缩尺试验模型单双向位移约束通用型摩擦摆支座，解决
技术介绍
中存在的问题。
2、为解决上述技术问题，
3、本专利技术提供了一种抗震缩尺试验模型单双向位移约束通用型摩擦摆支座，包括一上支座板平板和一下支座板平板、以及限位设置在所述上支座板平板与所述下支座板平板之间的减震球摆；
4、其中在所述上支座板平板的底部形成有与所述减震球摆上表面接触的上支座板滑动弧面槽，在所述下支座板平板的顶部形成有于所述减震球摆下表面接触的下支座板滑动弧面槽；
5、在所述上支座板平板上设置有环绕所述减震球摆外周的上支座板围壁板；在所述上支座板围壁板上对称设置有延伸向所述下支座板滑动弧面槽外壁的多个限位螺丝。
6、进一步的，在所述上支座板滑动弧面槽内和所述下支座板滑动弧面槽内分别设置有与所述减震球摆贴合接触的摩擦板；
7、或/和，所述摩擦板为聚四氟乙烯材料。
8、再进一步的，在所述上支座板围壁板为正多边形结构。
9、再进一步的，所述上支座板平板的角部分别开设有上支座预留孔，并在所述上支座预留孔内安装有上支座板预留螺栓；
10、或/和，所述上支座预留孔为竖向设置的螺纹孔。
11、再进一步的，在所述下支座板平板的角部分别开设有下支座预留孔，在所述下支座预留孔安装有下支座板预留螺栓；使用时，所述上支座板预留螺栓的下端与所述下支座板预留螺栓的上端固定连接；
12、或/和，所述下支座预留孔为竖向设置的螺纹孔。
13、再进一步的，所述上支座板滑动弧面槽与所述下支座板滑动弧面槽的曲率半径相同。
14、再进一步的，摩擦摆支座设计方法：
15、其基于振动台实验与实桥隔震结构周期与刚度相似的概念进行摩擦摆支座曲率半径、支座设计位移及支座屈服位移设计参数确定：
16、步骤一，根据结构实验场地及振动台性能参数确定3个可控相似常数，即长度相似常数sl、应力相似常数sσ、加速度相似常数sa。
17、步骤二，参考原型结构隔震支座布置情况，确定实验结构隔震支座的等效数量和位置。
18、步骤三，根据方程分析法和量纲分析法得出结构振动台试验动力学问题物理量相似常数需满足的相似方程式(1)：
19、
20、式(1)中，se表示弹性模量相似系数；sm表示质量相似系数；sa表示加速度相似系数；sl表示长度相似系数。式(1)进一步推导为式(2)，即
21、
22、式(2)中，sk表示刚度相似系数；
23、步骤四，按照刚度相似原则确定实验缩尺支座参数初始刚度：
24、
25、屈服后刚度：
26、等效刚度：
27、对于模型结构支座，其刚度满足相似关系式：
28、km＝sk·kp 式(6)
29、式中：k1表示初始刚度；μ表示支座摩擦系数；w表示竖向荷载；dy表示屈服位移；k2表示屈服后刚度；r表示支座曲率半径；keff表示等效刚度；dd表示支座设计位移量；km和kp分别表示缩尺模型和原模型的支座刚度。其中：上标m(model)表示缩尺模型相关参数，p(prototype)表示原模型相关参数。
30、由式(3)，式(6)得：
31、由式(4)，式(6)得：
32、由式(5)，式(6)得：
33、步骤五，根据以上计算参数对缩尺摩擦摆支座进行设计和制作。
34、与现有缩尺模型抗震试验摩擦摆支座相比，本专利技术具有以下特点：
35、1)构造简单。本专利技术提出的摩擦摆支座仅由上下支座板、减震球摆等结构组成，能够通过简单结构实现基本功能；安装方便，且预留螺栓孔径大于预埋螺栓，具备一定的安装容许误差。基于此，本专利技术可批量生产用于缩尺模型抗震试验中。
36、2)能快速实现限位。传统摩擦摆支座通过设置销钉来实现限位，然而在抗震实验中销钉剪短荷载难以确定。本专利技术通过设置限位螺丝来实现不同方向限位：在需要限位的方向相对螺丝孔旋上限位螺丝，且可以通过控制螺丝旋入长度来设置支座允许位移；不需要限位时将螺丝拆下。操作快速且方便，尤其适用于缩尺模型抗震试验。
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1.一种抗震缩尺试验模型单双向位移约束通用型摩擦摆支座，其特征在于：包括一上支座板平板(2)和一下支座板平板(6)、以及限位设置在所述上支座板平板(2)与所述下支座板平板(6)之间的减震球摆(10)；
2.根据权利要求1所述的抗震缩尺试验模型单双向位移约束通用型摩擦摆支座，其特征在于：在所述上支座板滑动弧面槽(7)内和所述下支座板滑动弧面槽(8)内分别设置有与所述减震球摆(10)贴合接触的摩擦板(9)；
3.根据权利要求1所述的抗震缩尺试验模型单双向位移约束通用型摩擦摆支座，其特征在于：在所述上支座板围壁板(3)为正多边形结构。
4.根据权利要求1所述的抗震缩尺试验模型单双向位移约束通用型摩擦摆支座，其特征在于：所述上支座板平板(2)的角部分别开设有上支座预留孔(11)，并在所述上支座预留孔(11)内安装有上支座板预留螺栓(1)；
5.根据权利要求4所述的抗震缩尺试验模型单双向位移约束通用型摩擦摆支座，其特征在于：在所述下支座板平板(6)的角部分别开设有下支座预留孔(51)，在所述下支座预留孔(51)安装有下支座板预留螺栓(5)；<...
【技术特征摘要】
1.一种抗震缩尺试验模型单双向位移约束通用型摩擦摆支座，其特征在于：包括一上支座板平板(2)和一下支座板平板(6)、以及限位设置在所述上支座板平板(2)与所述下支座板平板(6)之间的减震球摆(10)；
2.根据权利要求1所述的抗震缩尺试验模型单双向位移约束通用型摩擦摆支座，其特征在于：在所述上支座板滑动弧面槽(7)内和所述下支座板滑动弧面槽(8)内分别设置有与所述减震球摆(10)贴合接触的摩擦板(9)；
3.根据权利要求1所述的抗震缩尺试验模型单双向位移约束通用型摩擦摆支座，其特征在于：在所述上支座板围壁板(3)为正多边形结构。
4.根据权利要求1所述的抗震缩尺试验模型单双向位移约束通用型摩擦摆支座...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐晨，肖清华，邢震，张玉彬，曹雪云，韩平，杨建明，史小娟，谷来厚，王虎栓，高亮，薛志国，
申请(专利权)人：兴泰建设集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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