[发明专利]一种功能可控多状态切换型摩擦摆式减隔震支座

说明书

本发明公开了一种功能可控多状态切换型摩擦摆式减隔震支座。包括上支座板、中间衬板、下支座板、凸形滑板、球冠衬板、粘滞阻尼器、S型软钢阻尼器、一二级剪力键。所述上支座板与所述凸形滑板间设有第一平动摩擦面和粘滞阻尼器；所述球冠衬板设有弧面扇形凹槽，所述凸形滑板在弧面扇形凹槽内运动；所述球冠衬板与所述中间衬板设有第一弧形摩擦面；所述中间衬板与所述下支座板设有第二平动摩擦面和S型软钢阻尼器，所述第二平动摩擦面两侧设有一级和二级剪力键。所述装置垂直于线路方向布置，包括普通、小震和大震三种工作状态，具有功能可控、多状态切换、自复位和防落梁等特点，可显著降低高速铁路桥梁‑轨道系统震致响应，有效保护高速列车运行安全。

技术领域

本发明属于高速铁路桥梁减隔震控制技术领域，具体涉及一种功能可控多状态切换型摩擦摆式减隔震支座。

背景技术

截止2020年底，我国高速铁路里程已达3.79万公里，高居世界第一，“八纵八横”高速铁路网主骨架基本建设完成。此外，我国地处欧亚板块的东南部，受环太平洋地震带和欧亚地震带的影响，是个地震多发国家。据统计，我国大陆7级以上的地震占全球大陆7级以上地震的1/3，因地震死亡人数占全球的1/2；我国有41％的国土、一半以上的城市位于地震基本烈度7度及7度以上地区，6度及6度以上地区占国土面积的79％。因此，我国高速铁路面临震致破坏的严重威胁，确保地震作用下高速铁路在桥上的行车安全值得深入研究和意义重大。目前，国内外在建筑结构及公路桥梁中，通常设置阻尼设备和减隔震支座消减地震作用，常用的减隔震支座有高阻尼橡胶支座、摩擦摆式减隔震支座、铅芯橡胶支座和液压阻尼型支座等，但由于高速铁路的特殊性，高平顺性、安全性和舒适性，以及巨大的列车活荷载对高速铁路桥梁支座的性能提出严格要求，一般的减隔震装置难以满足。

发明内容

本发明目的是提供一种功能可控多状态切换型摩擦摆式减隔震支座，本发明在正常及小震、大震工作状态下仍能保持轨道结构高平顺性，其具有明确而合理的传力路径及机理，能够实现多状态下功能可控与可切换，并具有多频隔震、位移转换、耗能及防落梁等功能。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种功能可控多状态切换型摩擦摆式减隔震支座，包括上支座板、中间衬板、下支座板、凸形滑板、环形刚性压板、球冠衬板、粘滞阻尼器、S型软钢阻尼器；其特征在于，所述中间衬板安装在所述下支座板上，中间衬板上部设有球冠形凹槽，所述球冠衬板的开口端通过环形刚性压板压装在所述球冠形凹槽中，所述球冠衬板设有弧面扇形凹槽；所述凸形滑板压装在环形刚性压板上，其一侧设有的滑块延伸至所述弧面扇形凹槽中，所述凸形滑板的滑块在弧面扇形凹槽内运动；另一侧安装有上支座板；粘滞阻尼器安装在上支座板与凸形滑板之间；S型软钢阻尼器两端分别与中间衬板及下支座板连接；粘滞阻尼器为速度锁定型阻尼器。

本发明中，在凸形滑板与上支座板之间设有第一平动摩擦面。

本发明中，在所述中间衬板与所述下支座板之间设有第二平动摩擦面。

本发明中，所述球冠衬板与所述中间衬板之间设有第一弧形摩擦面；所述弧面扇形凹槽底面设有第二弧形摩擦面，所述第一弧形摩擦面的摩擦系数小于第二弧形摩擦面的摩擦系数。

本发明中，所述滑块端部为半圆球，半圆球的曲率半径与弧面扇形凹槽弧度契合。

本发明中，所述滑块在弧面扇形凹槽中滑动时，被弧面扇形凹槽导向并转换位移，将上部结构横向位移通过导向分解为减小的横向位移和对桥梁-轨道结构影响较小的纵向位移，降低桥梁-轨道结构破坏以及轨道不平顺，弧面扇形凹槽的张开角度θ在0°～180°之间。

本发明中，在下支座板与中间衬板之间设有第二平动摩擦面；所述第二平动摩擦面两侧设有一级剪力键与二级剪力键。

本发明中，所述一级剪力键与二级剪力键之间设有条形橡胶垫，条形橡胶垫侧面设有L形刚性压板。