本實用新型有關(guān)于一種摩擦隔震支座，尤其有關(guān)于一種橋梁建筑領(lǐng)域中的雙滑動面的摩擦隔震支座。

背景技術(shù)：

在鐵路橋梁和其他建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計過程中，經(jīng)常需要考慮地震對工程結(jié)構(gòu)的影響。支座是橋梁或其它建筑的上部結(jié)構(gòu)(橋梁或建筑)與下部結(jié)構(gòu)(橋墩或基礎(chǔ))的連接部件，不但要承受上部結(jié)構(gòu)的自重及其上面通過的車輛等的荷載，還要將這些荷載可靠地傳遞給下部結(jié)構(gòu)，并承受橋梁梁端的轉(zhuǎn)動和位移。

現(xiàn)有技術(shù)中，位于橋梁或其它建筑的上部結(jié)構(gòu)與下部結(jié)構(gòu)之間的隔震支座，雖然能在一定程度上滿足減震和隔震的要求，但是由于該隔震支座僅具有一個滑動面摩擦隔震結(jié)構(gòu)，在地震發(fā)生時，該隔震支座能產(chǎn)生的地震位移有限，很難滿足消耗能量以及降低地震對橋梁等結(jié)構(gòu)的影響和破壞程度的要求。

因此，有必要提供一種新型的隔震支座，來克服上述缺陷。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的是提供一種雙滑動面的摩擦隔震支座，其具有上摩擦副結(jié)構(gòu)和下摩擦副結(jié)構(gòu)，在地震發(fā)生時，能達(dá)到防災(zāi)和減災(zāi)的目的，該摩擦隔震支座具有良好的耐久性、能量耗散性和自復(fù)位性。

本實用新型的上述目的可采用下列技術(shù)方案來實現(xiàn)：

本實用新型提供一種雙滑動面的摩擦隔震支座，其中，所述雙滑動面的摩擦隔震支座包括：

上支座板，其具有下凹球面；

下支座板，其具有上凹球面；

球冠襯板，其設(shè)置在所述上支座板與所述下支座板之間，所述球冠襯板具有上凸球面和下凸球面，所述上凸球面與所述下凹球面之間通過上摩擦副結(jié)構(gòu)滑動配合，所述下凸球面與所述上凹球面之間通過下摩擦副結(jié)構(gòu)滑動配合。

如上所述的雙滑動面的摩擦隔震支座，其中，所述下凹球面的面積大于所述上凸球面的面積，所述上凹球面的面積大于所述下凸球面的面積。

如上所述的雙滑動面的摩擦隔震支座，其中，所述上摩擦副結(jié)構(gòu)包括上不銹鋼板和上改性聚四氟乙烯板，所述上不銹鋼板鑲嵌于所述上支座板的所述下凹球面，所述上改性聚四氟乙烯板設(shè)置于所述球冠襯板的所述上凸球面。

如上所述的雙滑動面的摩擦隔震支座，其中，所述下摩擦副結(jié)構(gòu)包括下不銹鋼板和下改性聚四氟乙烯板，所述下不銹鋼板鑲嵌在所述下支座板的所述上凹球面，所述下改性聚四氟乙烯板設(shè)置于所述球冠襯板的下凸球面。

如上所述的雙滑動面的摩擦隔震支座，其中，所述雙滑動面的摩擦隔震支座還包括多個限位擋塊，多個所述限位擋塊連接在所述上支座板的下表面，多個所述限位擋塊圍設(shè)在所述下支座板的外周，所述限位擋塊和所述下支座板之間設(shè)有側(cè)面摩擦副結(jié)構(gòu)。

如上所述的雙滑動面的摩擦隔震支座，其中，所述側(cè)面摩擦副結(jié)構(gòu)包括側(cè)面不銹鋼板和側(cè)面改性聚四氟乙烯板，所述側(cè)面不銹鋼板鑲嵌于所述限位擋塊，所述側(cè)面改性聚四氟乙烯板設(shè)置于所述下支座板的外壁面。

如上所述的雙滑動面的摩擦隔震支座，其中，所述限位擋塊通過多個剪斷螺栓與所述上支座板連接。

如上所述的雙滑動面的摩擦隔震支座，其中，所述上支座板上設(shè)有四個所述限位擋塊，所述下支座板為長方體形，四個所述限位擋塊分別對應(yīng)設(shè)置在所述下支座板的四個側(cè)壁處。

如上所述的雙滑動面的摩擦隔震支座，其中，所述上支座板上設(shè)有兩個所述限位擋塊，所述下支座板為長方體形，兩個所述限位擋塊分別對應(yīng)設(shè)置在所述下支座板的相對的兩個側(cè)壁處。

如上所述的雙滑動面的摩擦隔震支座，其中，所述上支座板為長方體形，所述上支座板的四個端角上分別設(shè)有上固定孔，所述下支座板為長方體形，所述下支座板的四個端角上分別設(shè)有下固定孔。

本實用新型的特點及優(yōu)點是：

本實用新型的雙滑動面的摩擦隔震支座，不僅具有普通球型支座的優(yōu)點，還可以通過設(shè)置合理的擺動半徑來延長結(jié)構(gòu)的自振周期，從而避開地震波集中的頻率范圍，達(dá)到隔震的效果；同時，本實用新型的雙滑動面摩擦隔震支座在擺動中能實現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)換，即將地震的能量轉(zhuǎn)化為摩擦內(nèi)能和結(jié)構(gòu)勢能，實現(xiàn)自復(fù)位的同時降低地震對橋梁等結(jié)構(gòu)的影響和破壞程度，達(dá)到防災(zāi)和減災(zāi)的目的；另外，本實用新型的雙滑動面的摩擦隔震支座通過設(shè)置側(cè)面摩擦副結(jié)構(gòu)、上摩擦副結(jié)構(gòu)和下摩擦副結(jié)構(gòu)使其摩擦部件具有良好的耐久性、能量耗散性。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型實施例中的技術(shù)方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本實用新型的雙滑動面的摩擦隔震支座的半剖示意圖；

圖2為圖1的俯視圖；

圖3為圖1的A-A面剖面示意圖；

圖4為本實用新型的雙滑動面的摩擦隔震支座帶側(cè)面摩擦副結(jié)構(gòu)的半剖示意圖；

圖5為當(dāng)圖4具有四個限位擋塊時的B-B截面剖面示意圖；

圖6為當(dāng)圖4具有兩個限位擋塊時的B-B截面剖面示意圖；

圖7為本實用新型的雙滑動面的摩擦隔震支座的極限位置示意圖；

圖8為本實用新型的雙滑動面的摩擦隔震支座擺動模型示意圖；

圖9為本實用新型的雙滑動面的摩擦隔震支座應(yīng)用于大橋上的示意圖。

附圖標(biāo)號說明：1、雙滑動面的摩擦隔震支座；10、球冠襯板；11、上支座板；12、下支座板；34、上摩擦副結(jié)構(gòu)；13、上不銹鋼板；14、上改性聚四氟乙烯板；56、下摩擦副結(jié)構(gòu)；15、下改性聚四氟乙烯板；16、下不銹鋼板；17、剪斷螺栓孔；18、上固定孔；19、下固定孔；2、橋梁；3、橋柱；4、限位擋塊；40、側(cè)面摩擦副結(jié)構(gòu)；41、通孔；42、剪斷螺栓；43、側(cè)面改性聚四氟乙烯板；44、側(cè)面不銹鋼板；L、球冠襯板圓餅軸線；a、球冠襯板與豎直方向夾角；R、上支座板的下凹球面或下支座板的上凹球面半徑。

具體實施方式

下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├?，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護(hù)的范圍。

如圖1所示，本實用新型的雙滑動面的摩擦隔震支座1，包括：上支座板11，其具有下凹球面；下支座板12，其具有上凹球面；球冠襯板10，其設(shè)置在上支座板11與下支座板12之間，球冠襯板10具有上凸球面和下凸球面，上凸球面與下凹球面之間通過上摩擦副結(jié)構(gòu)34滑動配合，下凸球面與上凹球面之間通過下摩擦副結(jié)構(gòu)56滑動配合。本實用新型的雙滑動面摩擦隔震支座1，通過上支座板11、下支座板12相對球冠襯板10的擺動，以在擺動中能實現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)換，即，將地震的震動能量轉(zhuǎn)化為上支座板11與球冠襯板10、以及下支座板12與球冠襯板10之間的摩擦內(nèi)能和結(jié)構(gòu)勢能，降低地震對橋梁等結(jié)構(gòu)的影響和破壞，達(dá)到隔震的效果、以及防災(zāi)和減災(zāi)的目的。

如圖1至圖3所示，具體地，上支座板11的外周緣為矩形，其四個端角上分別設(shè)有一個上固定孔18，通過螺栓穿過該上固定孔18，可將上支座板11固定于橋梁或建筑的下方，該上支座板11的下端設(shè)有下凹球面；下支座板12的外周緣也為矩形，其四個端角上分別設(shè)有一個下固定孔19，通過螺栓穿過該下固定孔19，可將下支座板12固定于橋墩或地基的上方，該下支座板12的上端設(shè)有上凹球面。球冠襯板10為圓餅形，其上表面為上凸球面，其下表面為下凸球面，球冠襯板10夾設(shè)在下凹球面和上凹球面之間。

進(jìn)一步地，球冠襯板10的上凸球面與上支座板11的下凹球面通過上摩擦副結(jié)構(gòu)34滑動配合，在本實施例中，上摩擦副結(jié)構(gòu)34包括上不銹鋼板13和上改性聚四氟乙烯板14，上不銹鋼板13鑲嵌于上支座板11的下凹球面，因上不銹鋼板13為厚度較薄的板狀，且在上支座板11的下凹球面凹設(shè)有大體與上不銹鋼板13的厚度相當(dāng)?shù)那蛎姘疾?，上不銹鋼板13鑲嵌于該球面凹槽內(nèi)，從而使得鑲嵌有上不銹鋼板13的上支座板11的下表面依然形成一個完整的下凹球面；上改性聚四氟乙烯板14設(shè)置于球冠襯板10的上凸球面，因上改性聚四氟乙烯板14為厚度較薄的板狀，其安裝在球冠襯板10的上凸球面上，從而使得安裝有上改性聚四氟乙烯板14的球冠襯板10的上表面依然形成一個上凸球面；球冠襯板10的下凸球面與下支座板12的上凹球面通過下摩擦副結(jié)構(gòu)56滑動配合，在本實施例中，下摩擦副結(jié)構(gòu)56包括下不銹鋼板16和下改性聚四氟乙烯板15，下不銹鋼板16鑲嵌在下支座板12的上凹球面，因下不銹鋼板16為厚度較薄的板狀，且在下支座板12的上凹球面凹設(shè)有大體與下不銹鋼板16的厚度相當(dāng)?shù)那蛎姘疾?，下不銹鋼板16鑲嵌于該球面凹槽內(nèi)，從而使得鑲嵌有下不銹鋼板16的下支座板12的上表面依然形成一個完整的上凹球面；下改性聚四氟乙烯板15設(shè)置于球冠襯板10的下凸球面，因下改性聚四氟乙烯板15為厚度較薄的板狀，其安裝在球冠襯板10的下凸球面上，從而使得安裝有下改性聚四氟乙烯板15的球冠襯板10的下表面依然形成一個下凸球面。球冠襯板10通過上摩擦副結(jié)構(gòu)34以及下摩擦副結(jié)構(gòu)56可以在上支座板11和下支座板12之間自由滑移擺動，并發(fā)生微小轉(zhuǎn)動，因此，當(dāng)發(fā)生地震時，橋墩或地基傳遞給下支座板12的能量不會直接傳遞給橋梁或建筑，從而有效保證了橋梁或建筑的安全性。

如圖1和圖3所示，根據(jù)本實用新型的一個實施方式，該下凹球面的面積大于上凸球面的面積，上凹球面的面積大于下凸球面的面積。具體是指：下凹球面的弧面面積大于上凸球面的弧面面積，同時，下凹球面在水平面上的投影面積大于上凸球面在水平面上的投影面積；上凹球面的弧面面積大于下凸球面的弧面面積，同時，上凹球面在水平面上的投影面積大于下凸球面在水平面上的投影面積。這樣，球冠襯板10能置于上支座板11的下凹球面和下支座板12的上凹球面構(gòu)成的圓弧形空間中，而不會輕易脫離該圓弧形空間的范圍，保證本實用新型的雙滑動面的摩擦隔震支座1能穩(wěn)定的工作。

如圖4至圖6所示，根據(jù)本實用新型的一個實施方式，該雙滑動面的摩擦隔震支座1還包括多個限位擋塊4，多個限位擋塊4連接在上支座板11的下表面，多個限位擋塊4圍設(shè)在下支座板12的外周，限位擋塊4和下支座板12之間設(shè)有側(cè)面摩擦副結(jié)構(gòu)40。

具體是，該側(cè)面摩擦副結(jié)構(gòu)40包括側(cè)面不銹鋼板44和側(cè)面改性聚四氟乙烯板43，側(cè)面不銹鋼板44鑲嵌于限位擋塊4上，側(cè)面改性聚四氟乙烯板43設(shè)置于下支座板12的外壁面。在另一可選實施例中，側(cè)面不銹鋼板44可以鑲嵌于下支座板12的外壁面，側(cè)面聚四氟乙烯板43可以設(shè)置于限位擋塊4上，即，與上述設(shè)置方式相反。該側(cè)面滑動摩擦副結(jié)構(gòu)的作用是：當(dāng)上支座板11和下支座板12發(fā)生小幅度的滑移擺動或轉(zhuǎn)動時，側(cè)面改性聚四氟乙烯板43與側(cè)面不銹鋼板44形成的滑動摩擦副可減小限位擋塊4和下支座板12的摩擦阻力；因側(cè)面改性聚四氟乙烯板43由改性聚四氟乙烯材料制成，其具有一定的壓縮變形能力，能夠在不阻礙上支座板11自由轉(zhuǎn)動的情況下，吸收一部分轉(zhuǎn)動產(chǎn)生的位移。

如圖4所示，該限位擋塊4具有通孔41，上支座板11具有剪斷螺栓孔17，限位擋塊4通過多個剪斷螺栓42與上支座板11連接。如圖5所示，在一實施例中，該上支座板11上設(shè)有四個限位擋塊4，下支座板12為長方體形，四個限位擋塊4分別對應(yīng)設(shè)置在下支座板12的四個側(cè)壁處，四個限位擋塊4可以完全限制上支座板11相對下支座12的位移和轉(zhuǎn)動，而對于微小的位移，可以通過擠壓側(cè)面聚四氟乙烯板43產(chǎn)生變形來實現(xiàn)；如圖6所示，在另一實施例中，上支座板11上設(shè)有兩個限位擋塊4，下支座板12為長方體形，兩個限位擋塊4分別對應(yīng)設(shè)置在下支座板12的相對的兩個側(cè)壁處，該上支座板11可在沒有設(shè)置限位擋塊4的方向上，相對下支座板12產(chǎn)生一定滑移擺動。

在現(xiàn)有技術(shù)中，球型摩擦減震支座的襯板結(jié)構(gòu)通常有兩種：一是采用將不銹鋼襯板焊接于支座板，焊接時需要用力將不銹鋼襯板與支座板的弧面壓緊，成本高，又難以避免不銹鋼襯板的脫空；二是在支座板的凹面上鍍一層鉻作為襯板。而本實用新型的雙滑動面的摩擦隔震支座，是將上不銹鋼板13鑲嵌于上支座板11的下凹球面，將下不銹鋼板16鑲嵌于下支座板12的上凹球面，使上不銹鋼板13、下不銹鋼板16不易脫落。而在本實用新型的雙滑動面的摩擦隔震支座中，采用鑲嵌的方式將上不銹鋼板13、下不銹鋼板16和側(cè)面不銹鋼板44固定，相比現(xiàn)有技術(shù)，其成本低、強(qiáng)度高、可靠性好。

在本實用新型的雙滑動面的摩擦隔震支座1中，側(cè)面改性聚四氟乙烯板43、上改性聚四氟乙烯板14和下改性聚四氟乙烯板15因分別采用改性聚四氟乙烯材料制成，使其具有自潤滑性能，不需要加潤滑物，可使側(cè)面摩擦副結(jié)構(gòu)40、上摩擦副結(jié)構(gòu)34和下摩擦副結(jié)構(gòu)56的摩擦副結(jié)構(gòu)經(jīng)久耐用，不易磨損，耐久性好。

如圖7所示，為本實用新型的雙滑動面的摩擦隔震支座1的球冠襯板10擺動到極限位置的示意圖，球冠襯板10擺動到極限位置時，球冠襯板10的圓餅軸線L相對豎直方向的角度為α，如圖8所示，為本實用新型的雙滑動面摩擦隔震支座1的球冠襯板10擺動模型示意圖，本裝置利用單擺原理研發(fā)而成，其自振周期由上支座板11的下凹球面或下支座板12的上凹球面的半徑R決定，在理想狀態(tài)下，其擺動周期T計算公式如下所示：

周期

在公式(1)中，T為振動周期，R為上支座板11的下凹球面或下支座板12的上凹球面的半徑，g為重力加速度，α為球冠襯板10的極限擺動角度。在實際的設(shè)計中，根據(jù)需要抵抗的地震的級別，選用不同的半徑R的大小，就可以適用于不同的地域環(huán)境。

如圖9所示，為本實用新型的雙滑動面的摩擦隔震支座1應(yīng)用于大橋的示意圖，其安裝在橋柱3與橋梁2之間，當(dāng)?shù)卣鸢l(fā)生時，橋柱3的震動能量中很大一部分會被雙滑動面的摩擦隔震支座1消耗和轉(zhuǎn)化為雙滑動面的摩擦隔震支座1和橋梁2的勢能，使得橋梁2不容易被地震損毀，從而保證了橋梁2的安全。本實用新型的雙滑動面的摩擦隔震支座1通過設(shè)置合理的擺動半徑R，可以改變其自振周期，從而避開地震波集中的頻率范圍，達(dá)到隔震的效果。

本實用新型的雙滑動面的摩擦隔震支座1的工作原理為：當(dāng)?shù)卣鹫饎虞^大時，水平方向的震動力超過剪斷螺栓42的承受極限，剪斷螺栓42會被剪斷，本實用新型的雙滑動面的摩擦隔震支座1失去水平方向的限位，球冠襯板10可以在上支座板11和下支座板12之間自由滑移擺動和轉(zhuǎn)動，從而在一定程度上將橋墩或地基由于地震產(chǎn)生的水平方向的動能轉(zhuǎn)換為橋梁或建筑的勢能，同時，在球冠襯板10相對上支座板11和下支座板12滑動過程中，側(cè)面摩擦副結(jié)構(gòu)40、上摩擦副結(jié)構(gòu)34和下摩擦副結(jié)構(gòu)56中的摩擦阻力可以將一小部分震動能量轉(zhuǎn)化為雙滑動面的摩擦隔震支座1的摩擦內(nèi)能，震動能量在球冠襯板10擺動過程中逐漸消耗掉，由此達(dá)到了更好的減震效果。當(dāng)?shù)卣鹫饎油Ｖ梗瑯蛄夯蚪ㄖ膭菽苡洲D(zhuǎn)化為動能，成為回復(fù)力，使本實用新型的雙滑動面的摩擦隔震支座慢慢恢復(fù)原位，即實現(xiàn)自復(fù)位功能。

本實用新型的雙滑動面的摩擦隔震支座，不僅具有普通球型支座的優(yōu)點，還可以通過設(shè)置合理的擺動半徑來延長結(jié)構(gòu)的自振周期，從而避開地震波集中的頻率范圍，達(dá)到隔震的效果；同時，本實用新型的雙滑動面摩擦隔震支座在擺動中能實現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)換，即將地震的能量轉(zhuǎn)化為摩擦內(nèi)能和結(jié)構(gòu)勢能，實現(xiàn)自復(fù)位的同時降低地震對橋梁等結(jié)構(gòu)的影響和破壞程度，達(dá)到防災(zāi)和減災(zāi)的目的；另外，本實用新型的雙滑動面的摩擦隔震支座通過設(shè)置側(cè)面摩擦副結(jié)構(gòu)、上摩擦副結(jié)構(gòu)和下摩擦副結(jié)構(gòu)使其摩擦部件具有良好的耐久性和能量耗散性。

以上所述僅為本實用新型示意性的具體實施方式，并非用以限定本實用新型的范圍。任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本實用新型的構(gòu)思和原則的前提下所作出的等同變化與修改，均應(yīng)屬于本實用新型保護(hù)的范圍。