本發明屬于橋梁結構或建筑技術領域，涉及一種具有防落梁功能的減震拉壓球型支座。

背景技術：

隨著我國客運專線、高速鐵路、高速公路及城市立交的快速發展，橋梁的結構型式呈現出多樣化的發展趨勢，出現了諸如斜梁、曲梁、斜拉橋等其它具有漂浮結構的梁型。這些橋梁結構在溫度徐變、風載等因素的作用下，在某些橋梁節點上會產生與重力方向相反的拉力，如連續梁的邊支點，斜交梁的銳角部位及斜拉橋的懸浮支撐點等，從而要求橋梁與墩臺間設置能夠承受豎向拉力的構造。工程上經常會用配重的方法來平衡豎向拉力，提高了工程造價，采用既能承受豎向壓力又能承受向上拉力的支座是簡單、經濟的解決途徑。

如果上述橋梁處于地震多發地帶，抗震性也是橋梁設計時需要考慮的重要因素之一。橋梁減隔震是抗震方式發展的一種趨勢，它的作用是通過減小而并非抵抗地震的作用，延長結構周期、消耗地震能量和降低地震后結構毀壞，從而實現橋梁結構不受損、橋梁的抗震能力提高的目的。目前，國內普遍應用的多種型式的拉壓支座如周邊承拉式盆式拉壓支座、側向承拉式球型拉壓支座及中心抗拉式球型拉壓支座，能夠承受豎向壓力又能承受向上拉力及水平載荷，基本滿足橋梁對支座使用功能的要求，但在地震情況下，只能通過結構自身的強度來對抗地震力，不具備耗能減震的作用，也沒有防落梁的功能。拉壓橡膠支座有良好的彈性，有一定的減隔震作用，但承壓板采用橡膠部件，存在橡膠老化的問題影響支座的使用壽命，也沒有防落梁的功能。

技術實現要素：

為解決上述技術問題，本發明提供一種具有防落梁功能的減震拉壓球型支座，克服了現有產品的不足，能夠承受梁部結構傳遞的壓載和拉載及水平載荷，滿足梁部結構正常使用條件和地震條件下位移的要求，有轉動靈活、結構傳力均勻、傳力途徑明確等優點。地震時通過摩擦阻尼提供了耗能能力，有減震的作用，降低梁體受地震的破壞程度，同時又能防止落梁情況發生。適用有抗震性設計要求的斜梁、曲梁、斜拉橋等其它具有漂浮結構的梁型。

為實現上述技術目的，所采用的技術方案是：一種具有防落梁功能的減震拉壓球型支座，支座從上至下依次設有上座板、中座板、下座板、以及底座板，上座板通過錨固裝置與梁體固聯，底座板通過錨固結構與橋墩固聯，中座板的頂面為平面，其底面為凸球面，下座板的頂面為與凸球面相匹配的凹球面，其底面為平面，在上座板和中座板之間設有滑動摩擦副，在中座板和下座板之間設有轉動摩擦副，支座還包括抗拉螺桿，在中座板的中心開設用于放置抗拉螺桿螺帽的階梯通孔，抗拉螺桿的螺帽與階梯通孔的內壁間留有間隙，在下座板的中心對應階梯通孔開設與抗拉螺桿螺桿形狀一致的倒階梯通孔，抗拉螺桿的螺桿與倒階梯通孔的內壁間留有間隙，抗拉螺桿依次穿過階梯通孔和倒階梯通孔，并通過抗拉螺母將中座板和下座板固定在一起；

在橫向橋方向，在上座板的兩側分別設有一個呈l型的上座板導向板，上座板導向板與上座板的底面之間圍成彎折腔，上座板導向板向支座中心線方向彎折端的上表面為抗拉面，其側面為導向面，在中座板的兩側設有一個中座板橫向抗拉翼，中座板橫向抗拉翼設置在上座板導向板的彎折腔內，并與上座板導向板不接觸，在中座板橫向抗拉翼的底面與上座板導向板的抗拉面之間設有縱向抗拉摩擦副，下座板的上端兩側對應上座板導向板的導向面設置，下座板的下端兩端分別設有一個下座板橫向限位翼，在中座板的上端與上座板導向板的導向面之間設有縱向導向摩擦副，在底座板的兩側分別固定設有橫向限位裝置，所述的橫向限位裝置由橫向限位板和橫向防落梁擋塊組成，橫向限位板對應下座板橫向限位翼設置，并通過抗剪銷和抗拔螺釘固定在橫向防落梁擋塊的上方，在橫橫向限位板的內側面與下座板橫向限位翼的側面之間設有橫向限位摩擦副，橫向防落梁擋塊位于下座板橫向限位翼下方，并固定在底座板上；

在縱向橋方向，在上座板的兩側分別設有一個縱向防落梁擋塊，縱向防落梁擋塊固定設置在上座板的底面上，在底座板的上表面兩側分別設有一個倒l型的底座板導向板，底座板導向板與底座板之間圍成彎折腔，底座板導向板向支座中心線方向彎折端的底面為抗拉面，底座板導向板的垂直段的內側面為導向面，在下座板的下端兩側分別設置一個橫向抗拉凸臺，橫向抗拉凸臺設置在底座板導向板的彎折腔內，在橫向抗拉凸臺的上表面與底座板導向板的抗拉面之間設有橫向抗拉摩擦副，在橫向抗拉凸臺的側面與底座板導向板的導向面之間設有橫向導向摩擦副。

本發明所述的抗拉螺桿的頂面不承受壓力。

本發明所述的抗拉螺桿的螺帽底面為球面，階梯通孔的第一階的底面為與螺帽底面相匹配的球面，螺帽底面與階梯通孔第一階底面之間設有球面抗拉四氟板，球面抗拉四氟板鑲嵌在中座板上。

本發明所述的抗拉螺桿的底面鍍鉻處理。

本發明所述的橫向防落梁擋塊通過螺栓固定在底座板上，在橫向防落梁擋塊的底面上加工有凸臺，在底座板的上表面上開設有與凸臺相配合的鍵槽。

本發明所述的縱向防落梁擋塊通過抗拉螺栓固定在上座板上，在縱向防落梁擋塊的頂面上加工有凸臺b，在上座板的底面上開設有與凸臺b相配合的鍵槽b。

本發明的有益效果是：

1）本發明提出的具有防落梁功能的減震拉壓球型支座，正常運行時，縱、橫向抗拉摩擦副、球面抗拉摩擦副、抗拉螺桿和抗拉螺母實現支座的抗拉功能；平面抗壓摩擦副和球面抗壓摩擦副實現支座的承壓功能；縱向導向摩擦副和平面抗壓摩擦副實現支座縱向正常位移滑移功能；橫向限位摩擦副實現支座抵抗橫向水平力的功能；球面抗拉摩擦副和球面抗壓摩擦副實現支座轉動功能。

2）發生地震時，在地震力作用下橫向限位板上的抗剪銷被剪斷，解除橫向約束，下座板下表面與底座板上表面發生橫向相對位移，與橫向導向摩擦副實現支座橫向地震位移滑移功能，起到減震耗能的作用。縱向導向摩擦副和平面抗壓摩擦副實現實現支座縱向地震位移滑移功能；底座板達到橫向極限位移時，橫向防落梁擋塊發揮作用，抵抗一定程度的地震力，實現橫橋向防落梁功能；上座板達到縱向極限位移時，縱向防落梁擋塊發揮作用，抵抗一定程度的地震力，實現縱橋向防落梁功能。

附圖說明

圖1為本發明的橫橋向剖面結構示意圖；

圖2為本發明的縱橋向剖面結構示意圖；

圖3為本發明的局部放大結構示意圖；

圖中：1、底座板，2、橫向防落梁擋塊，3、橫向限位板，4、橫向限位不銹鋼板，5、橫向限位四氟板，6、下座板，7、上座板，8、縱向抗拉不銹鋼板，9、縱向抗拉四氟板，10、球面密封圈，11、球面抗壓四氟板，12、球面抗壓不銹鋼板，13、中座板，14、抗拉螺桿，15、球面抗拉四氟板，16、平面抗壓四氟板，17、平面抗壓不銹鋼板，18、平面密封圈，19、縱向導向四氟板，20、縱向導向不銹鋼板,21、橫向導向不銹鋼板，22、橫向導向四氟板，23、抗拉螺母，24、橫向抗拉四氟板，25、橫向抗拉不銹鋼板，26、抗拉螺栓，27、縱向防落梁擋塊，28、錨固裝置，29、上座板導向板，30、中座板橫向抗拉翼，31、下座板橫向限位翼，32、底座板導向板，33、橫向抗拉凸臺。

具體實施方式

如圖1、2所示，一種具有防落梁功能的減震拉壓球型支座，支座從上至下依次設有上座板7、中座板13、下座板6、以及底座板1，上座板7通過錨固裝置與梁體固聯，底座板1通過錨固結構與橋墩固聯，中座板13的頂面為平面，其底面為凸球面，下座板6的頂面為與凸球面相匹配的凹球面，其底面為平面，在上座板7和中座板13之間設有滑動摩擦副，在中座板13和下座板6之間設有轉動摩擦副，下座板6下表面與底座板1上表面直接接觸，不設摩擦副。

上座板7通過抗拉拔的錨固裝置與梁體固聯；其底面焊接平面抗壓不銹鋼板15；橫橋向兩側分別一體鑄造有上座板導向板29，上座板導向板29與上座板7的底面之間圍成彎折腔，上座板導向板29向支座中心線方向彎折端的上表面為抗拉面，其側面為導向面，上座板導向板的抗拉面焊接縱向抗拉不銹鋼板8，導向面焊接縱向導向不銹鋼板；縱橋向兩側加工有鍵槽。

中座板13下表面為球面，球面包覆球面抗壓不銹鋼板；中座板13的上表面為平面，鑲嵌平面抗壓四氟板16；中心加工階梯的通孔；橫橋向兩側分別設有一個中座板橫向抗拉翼30，翼底面鑲嵌縱向抗拉四氟板9。

下座板6在縱橋向兩側下端分別加工有橫向抗拉凸臺33，橫向抗拉凸臺33的頂面鑲嵌橫向抗拉四氟板24，導向面鑲嵌橫向導向四氟板22；橫橋向底部兩側加工有下座板橫向限位翼31，下座板橫向限位翼31的翼端面鑲嵌橫向限位四氟板5；下座板6在橫橋向上部兩側鑲嵌縱向導向四氟板19；下座板6的上表面加工成球面，球面鑲嵌球面抗壓四氟板11和密封圈；底部中心設置一定尺寸的倒階梯通孔。

底座板的通過抗拉拔的錨固裝置與橋墩固聯；縱橋向兩側分別一體鑄造有底座板導向板32，底座板導向板32抗拉面焊接橫向抗拉不銹鋼板21，底座板導向板32與底座板之間圍成彎折腔，底座板導向板32向支座中心線方向彎折端的底面為抗拉面，底座板導向板32的垂直段的內側面為導向面，導向面焊接橫向導向不銹鋼板25。

支座還包括抗拉螺桿14，抗拉螺桿用高強度合金鋼材料制成，在中座板13的中心開設用于放置抗拉螺桿14螺帽的階梯通孔，抗拉螺桿14的螺帽與階梯通孔的內壁間留有間隙，在下座板6的中心對應階梯通孔開設與抗拉螺桿14螺桿形狀一致的倒階梯通孔，抗拉螺桿14的螺桿與倒階梯通孔的內壁間留有間隙，抗拉螺桿14依次穿過階梯通孔和倒階梯通孔，并通過抗拉螺母23將中座板13和下座板6固定在一起。

如圖1所示，在橫橋向方向，在上座板7的兩側分別設有一個呈l型的上座板導向板29，在中座板13的兩側設有一個中座板橫向抗拉翼30，中座板橫向抗拉翼30設置在上座板導向板29的彎折腔內，并與上座板導向板29不接觸，在中座板橫向抗拉翼30的底面與上座板導向板29的抗拉面之間設有縱向抗拉摩擦副，下座板6的上端兩側對應上座板導向板29的導向面設置，下座板6的下端兩端分別設有一個下座板橫向限位翼31，在中座板13的上端與上座板導向板29的導向面之間設有縱向導向摩擦副，在底座板1的兩側分別固定設有橫向限位裝置，所述的橫向限位裝置由橫向限位板3和橫向防落梁擋塊2組成，橫向限位板3對應下座板橫向限位翼31設置，并通過抗剪銷和抗拔螺釘固定在橫向防落梁擋塊2的上方，在橫橫向限位板3的內側面與下座板橫向限位翼31的側面之間設有橫向限位摩擦副，橫向限位板3內側面焊接橫向限位不銹鋼板4，橫向防落梁擋塊2位于下座板橫向限位翼31下方，并固定在底座板1上。

如圖2所示，在縱橋向方向，在上座板7的兩側分別設有一個縱向防落梁擋塊27，縱向防落梁擋塊27固定設置在上座板7的底面上，在底座板1的上表面兩側分別設有一個倒l型的底座板導向板32，在下座板6的下端兩側分別設置一個橫向抗拉凸臺33，橫向抗拉凸臺33設置在底座板導向板32的彎折腔內，在橫向抗拉凸臺33的上表面與底座板導向板32的抗拉面之間設有橫向抗拉摩擦副，在橫向抗拉凸臺33的側面與底座板導向板32的導向面之間設有橫向導向摩擦副。

本發明所述的抗拉螺桿14的頂面不承受壓力，即抗拉螺桿14的螺帽頂面與上座板7的下表面不接觸，與平面抗壓不銹鋼板15之間設有間隙。

本發明所述的抗拉螺桿14的螺帽底面為球面，階梯通孔的第一階的底面為與螺帽底面相匹配的球面，螺帽底面與階梯通孔第一階底面之間設有球面抗拉四氟板15，球面抗拉四氟板15鑲嵌在中座板13上。

本發明所述的抗拉螺桿14的底面鍍鉻處理。

本發明所述的橫向防落梁擋塊2通過螺栓固定在底座板1上，在橫向防落梁擋塊2的底面上加工有凸臺，在底座板1的上表面上開設有與凸臺相配合的鍵槽，通過螺栓與鍵槽承受水平剪力，防止因只通過螺栓固定承受力不夠的情況發生。

本發明所述的縱向防落梁擋塊27通過抗拉螺栓26固定在上座板上，在縱向防落梁擋塊27的頂面上加工有凸臺b，在上座板7的底面上開設有與凸臺b相配合的鍵槽b。

一種具有防落梁功能的減震拉壓球型支座，其中，橫向抗拉不銹鋼板25與橫向抗拉四氟板24組成橫向抗拉摩擦副；縱向抗拉不銹鋼板8與縱向抗拉四氟板9組成縱向抗拉摩擦副；球面抗壓不銹鋼板12和球面抗壓四氟滑板11組成球面抗壓摩擦副；抗拉螺桿14的螺帽底面與球面抗拉四氟板15組成球面抗拉摩擦副；平面抗壓不銹鋼板17和平面抗壓四氟板16組成平面抗壓摩擦副；縱向導向不銹鋼板20與縱向導向四氟板19組成縱向導向摩擦副；橫向導向不銹鋼板21與橫向導向四氟板22組成橫向導向摩擦副；橫向限位不銹鋼板4與橫向限位四氟板5組成橫向限位摩擦副。

正常運行情況下，縱、橫向抗拉摩擦副、球面抗拉摩擦副、抗拉螺桿14和抗拉螺母23實現支座的抗拉功能；平面抗壓摩擦副和球面抗壓摩擦副實現支座的承壓功能；縱向導向摩擦副和平面抗壓摩擦副實現支座縱向正常位移滑移功能；橫向限位摩擦副實現支座抵抗橫向水平力的功能；球面抗拉摩擦副和球面抗壓摩擦副實現支座轉動功能。

發生地震情況下，橫向限位板3上的抗剪銷被剪斷，解除支座橫向約束，下座板6下表面與底座板1上表面發生相對位移，實現橫向地震位移滑動，耗散地震能量。縱向導向摩擦副和平面抗壓摩擦副實現支座縱向地震位移滑動。底座板1與下座板6的橫向相對位移滑到極限位移處橫向防落梁擋塊2限制下座板6繼續滑動，防止橫橋向落梁事故發生；上座板7與中座板13的縱向相對位移滑到極限位移處縱向防落梁擋塊26限制上座板7繼續滑動，防止縱橋向落梁事故發生；橫向防落梁擋塊2和縱向防落梁擋塊26分別實現橫、縱向防落梁功能。