本發(fā)明涉及一種土木工程領(lǐng)域連橋的支座連接結(jié)構(gòu)，尤其是涉及一種緩解連橋變形的支座連接結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

目前，常規(guī)的用于連橋的支座連接結(jié)構(gòu)為：在連橋一端設(shè)置單個或兩個可三向轉(zhuǎn)動的固定鉸支座，連橋另一端設(shè)置單個或兩個可三向轉(zhuǎn)動并且能夠沿連橋縱向滑動的滑動鉸支座。例如，CN201410670965.1號專利所揭示的支座體系。此支座連接方式較適合連橋跨度小，結(jié)構(gòu)形式簡單，平面呈直線形狀的連橋。

另一方面，大跨度連橋已普遍應(yīng)用于高層建筑中，起到各個單體間空中交通的作用，同時起到裝飾整體建筑的作用。例如，華能上海大廈的兩棟主樓(1號樓、2號樓)之間在4～11層高度范圍通過設(shè)置連橋連接，連橋跨度約40米。由于建筑立面有逐層收進(jìn)效果，所以連橋在每個樓面的平面布置均有變化。為滿足建筑平面造型要求，該連橋平面為弧形結(jié)構(gòu)，中間最窄處約3.4米，最寬處6.7米。

當(dāng)連橋跨度較大，且平面、立面呈曲線或其他不規(guī)則形狀時，連橋在地震或其他外力作用下，會產(chǎn)生不可忽略的平動、轉(zhuǎn)動變形；且不規(guī)則平面導(dǎo)致豎向荷載作用下連橋在橫向產(chǎn)生較大的傾覆力矩。由于高層建筑各單體在作為連橋兩端支座的同時，又須保證各單體在地震作用下互相不影響，此時連橋的平動、轉(zhuǎn)動變形需要通過合理的支座連接形式予以釋放。

現(xiàn)有支座連接結(jié)構(gòu)不能達(dá)到上述要求，需要改進(jìn)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了克服上述缺陷，本發(fā)明提供了一種用于連橋的支座連接機(jī)構(gòu)，能夠有效緩解地震引起的連橋變形或傾覆風(fēng)險。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種支座連接結(jié)構(gòu)，用于連接連橋與第一、第二主體，所述支座連接結(jié)構(gòu)包括依次設(shè)置在第一主體上的第一鉸支座、第二鉸支座、第三鉸支座，及依次設(shè)置在第二主體上的第四鉸支座、第五鉸支座及第六鉸支座，其中第二鉸支座為三向固定鉸支座，其他鉸支座為三向鉸支座。

進(jìn)一步的，定義第一及第二主體的水平方向為X方向，定義第一及第二主體的垂直方向為Y方向。

進(jìn)一步的，所述第一鉸支座、第三鉸支座、第四鉸支座及第六鉸支座能夠在X方向及Y方向滑動，與第二鉸支座相對的第五鉸支座能夠在X方向滑動。

進(jìn)一步的，所述鉸支座為橡膠或鋼材材質(zhì)。

進(jìn)一步的，第一或第二主體在X方向發(fā)生變形量△X，該支座連接結(jié)構(gòu)的第四鉸支座、第五鉸支座、第六鉸支座相對于第二主體在X方向上滑移△Xz，△X＝△Xz；第一鉸支座、第二鉸支座及第三鉸支座相對于第一主體保持不動。

進(jìn)一步的，當(dāng)?shù)诙黧w在Y方向發(fā)生變形量△Y時，該支座連接結(jié)構(gòu)的第二鉸支座保持不動，左側(cè)的第五鉸支座相對于第二主體水平滑移，其他鉸支座在X方向及Y方向兩個方向轉(zhuǎn)動，相當(dāng)于帶動連橋繞第二鉸支座轉(zhuǎn)動一定角度。

進(jìn)一步的，定義上述角度的正切值為a，第五鉸支座在Y方向的位移等于第二主體在Y方向位移，即為△Y，第二鉸支座與第五鉸支座之間的長度為L，△Y＝L*a。

進(jìn)一步的，當(dāng)?shù)谝恢黧w在Y方向發(fā)生變形量△Y時，支座連接結(jié)構(gòu)的滑動方式相當(dāng)于帶動連橋一起繞第五鉸支座轉(zhuǎn)動一定角度。

進(jìn)一步的，第一或第二主體發(fā)生扭曲變形能夠分解為X向和Y向的變形量。

進(jìn)一步的，以橫向為主方向，連橋剛心為零點，豎向荷載作用下對連橋產(chǎn)生的傾覆力矩為M，連橋兩側(cè)的三個支座橫向反力分別為F1、F2、F3，其中壓力為正，拉力為負(fù)，每個支座距離剛心的距離分別為X1、X2、X3，連橋可能傾覆方向為正方向，則有以下表達(dá)式：M＝F1*X1+F2*X2+F3*X3，增大X1、X2、X3，使各支座受力更加均勻。

本發(fā)明所提供的支座連接結(jié)構(gòu)通過合理的支座布置形式，能夠釋放連橋變形以及兩側(cè)主體結(jié)構(gòu)在地震或其他外力作用下的相互影響；也可以抵抗曲線梁橋橫向較大的傾覆力矩作用，減小或消除支座中的拉力，保證整個工程結(jié)構(gòu)的安全性。

附圖說明

本發(fā)明上述的以及其他的特征、性質(zhì)和優(yōu)勢將通過下面結(jié)合附圖和實施例的描述而變的更加明顯，在附圖中相同的附圖標(biāo)記始終表示相同的特征，其中：

圖1為本發(fā)明設(shè)置在連橋兩側(cè)的支座連接結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明支座連接結(jié)構(gòu)在兩側(cè)單體結(jié)構(gòu)X向變形情況下的移動示意圖。

圖3為本發(fā)明支座連接結(jié)構(gòu)在兩側(cè)單體結(jié)構(gòu)Y向變形情況下的移動示意圖。

圖4為本發(fā)明支座連接結(jié)構(gòu)在兩側(cè)單體結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)變形情況下的移動示意圖。

圖5為本發(fā)明支座連接結(jié)構(gòu)抵抗橫向傾覆力矩的受力示意圖。

圖面標(biāo)號說明：

連橋2；左側(cè)主體3；右側(cè)主體4；支座連接結(jié)構(gòu)1；第一鉸支座11；第二鉸支座12；第三鉸支座13；第四鉸支座14；第五鉸支座15；第六鉸支座16。

具體實施方式

現(xiàn)在將詳細(xì)參考附圖描述本發(fā)明的實施例?，F(xiàn)在將詳細(xì)參考本發(fā)明的優(yōu)選實施例，其示例在附圖中示出。在任何可能的情況下，在所有附圖中將使用相同的標(biāo)記來表示相同或相似的部分。此外，盡管本發(fā)明中所使用的術(shù)語是從公知公用的術(shù)語中選擇的，但是本發(fā)明說明書中所提及的一些術(shù)語可能是申請人按他或她的判斷來選擇的，其詳細(xì)含義在本文的描述的相關(guān)部分中說明。此外，要求不僅僅通過所使用的實際術(shù)語，而是還要通過每個術(shù)語所蘊(yùn)含的意義來理解本發(fā)明。

為了克服常規(guī)連橋支座設(shè)置形式較難釋放連橋變形，較難抵抗連橋橫向傾覆彎矩，不適用于大跨度及平面不規(guī)則連橋的不足，本發(fā)明提出了一種連橋的支座連接結(jié)構(gòu)。通過研究證實，該連接結(jié)構(gòu)可以較好的釋放連橋本身的平動和扭轉(zhuǎn)變形，提高支座抵抗橫向傾覆力矩的能力，且能消除高層建筑兩單體間的相互影響。

結(jié)合圖1及圖2所示，連橋2設(shè)置在兩單體之間，對應(yīng)為圖1中的左側(cè)主體3與右側(cè)主體4之間，支座連接結(jié)構(gòu)1用于連接連橋2與左、右側(cè)主體3、4。本發(fā)明的支座連接結(jié)構(gòu)1在左、右側(cè)主體3、4各設(shè)置三個支座，見圖1所示，所述支座可為橡膠材質(zhì)或鋼材。右側(cè)支座依次分別為第一鉸支座11、第二鉸支座12、第三鉸支座13；左側(cè)支座依次分別為第四鉸支座14、第五鉸支座15、第六鉸支座16。其中，第二鉸支座12為三向固定鉸支座，其他鉸支座11、13、14、15、16均為三向鉸支座。右側(cè)主體4也可稱為第一主體，左側(cè)主體3也可稱為第二主體。

定義左、右側(cè)主體3、4的水平方向為X方向，定義左、右側(cè)主體3、4的垂直方向為Y方向。其中，靠近連橋2邊緣的第一鉸支座11、第三鉸支座13、第四鉸支座14及第六鉸支座16可以在X方向、Y方向滑動，即可以釋放X、Y方向的應(yīng)力。第二鉸支座12為固定鉸支座，不能滑動；與第二鉸支座12相對的第五鉸支座15可以在X方向滑動，即可以釋放X方向的應(yīng)力。

下面將結(jié)合圖2至圖5，分析地震導(dǎo)致左側(cè)主體3、右側(cè)主體4變形時，支座連接結(jié)構(gòu)1釋放連橋2應(yīng)力的具體方式，圖中的虛線表示各個結(jié)構(gòu)變形后的位置。

第一種情況，水平方向變形。圖2-1顯示左側(cè)主體3水平方向變形△X，支座連接結(jié)構(gòu)1的滑動情況為：第四鉸支座14、第五鉸支座15、第六鉸支座16相應(yīng)地相對于左側(cè)主體3在X方向上滑移△Xz，△Xz＝△X，釋放X方向的應(yīng)力，避免因為左側(cè)主體3的位移而擠壓或拉扯連橋2。圖2-2顯示的是右側(cè)主體4水平方向有變形△X，同樣，第四鉸支座14、第五鉸支座15、第六鉸支座16相應(yīng)地相對于左側(cè)主體3在X方向上滑移△Xz，△Xz＝△X，釋放該X方向的應(yīng)力。左、右側(cè)主體3、4發(fā)生水平方向變形時，右側(cè)的第一鉸支座11、第二鉸支座12及第三鉸支座13相對于右側(cè)主體4是保持不動的。

第二種情況，垂直方向變形。圖3-1顯示左側(cè)主體3在Y方向有變形△Y，支座連接結(jié)構(gòu)1的滑動情況為：右側(cè)的第二鉸支座12保持不動，左側(cè)的第五鉸支座15相對于左側(cè)主體3水平滑移，其他鉸支座11、13、14、16可以在X方向及Y方向兩個方向轉(zhuǎn)動，相當(dāng)于帶動連橋2一起繞第二鉸支座12轉(zhuǎn)動一定角度，該角度的正切值為a。其中第五鉸支座15在Y方向的位移等于左側(cè)主體3在Y方向位移，即為△Y，第二鉸支座12與第五鉸支座15之間的長度為L，依據(jù)△Y＝L*a可確定角度。圖3-2顯示的是右側(cè)主體4在Y方向有變形△Y，各個鉸支座的移動方式是類似的，相當(dāng)于帶動連橋2一起繞第五鉸支座15轉(zhuǎn)動一定角度。

第三種情況，扭曲變形，即在垂直及水平方向均有變形。圖4-1顯示左側(cè)主體3發(fā)生扭轉(zhuǎn)，該扭轉(zhuǎn)變形可以分解為X向和Y向變形。支座連接結(jié)構(gòu)1的滑動情況為上述第一種情況與第二種情況的結(jié)合。其中Y向變形可以依據(jù)左側(cè)主體3扭轉(zhuǎn)角度來計算，假設(shè)左側(cè)主體3扭轉(zhuǎn)角度的正切值為c，扭轉(zhuǎn)中心與第五鉸支座15的距離為D，△Y＝D*c，得出Y向的變形量。設(shè)連橋2轉(zhuǎn)動的角度的正切值為b，第二鉸支座12與第五鉸支座15之間的長度仍然為L，再依據(jù)上述第二種情況的分析方式可知，D*c＝△Y＝L*b。從而確定連橋2的旋轉(zhuǎn)角度。圖4-2顯示左側(cè)主體3發(fā)生扭轉(zhuǎn)，與前面左側(cè)主體3發(fā)生扭轉(zhuǎn)的情況類似，不再贅述。

另外，本發(fā)明支座連接結(jié)構(gòu)1還可以防止連橋2傾覆，圖5為本發(fā)明支座連接結(jié)構(gòu)1抵抗橫向傾覆力矩受力示意圖。以橫向為主方向，剛心為零點，豎向荷載作用下產(chǎn)生的傾覆力矩為M。連橋2兩側(cè)的三個支座橫向反力分別為F1、F2、F3，其中壓力為正，拉力為負(fù)。每個支座距離剛心的距離分別為X1、X2、X3，連橋2可能傾覆方向為正方向，則有以下表達(dá)式：

M＝F1*X1+F2*X2+F3*X3。

當(dāng)支座間距合理時，在有限空間內(nèi)增大X1、X2、X3，可以使得各支座受力更加均勻，支座的抗拔力減小或消失。

本發(fā)明用于連橋的支座連接結(jié)構(gòu)通過合理的支座布置形式，能夠釋放連橋2變形以及兩側(cè)主體結(jié)構(gòu)3、4在地震或其他外力作用下的相互影響；也可以抵抗曲線梁橋橫向較大的傾覆力矩作用，減小或消除支座中的拉力，保證整個工程結(jié)構(gòu)的安全性。

以上結(jié)合具體實例描述了本發(fā)明的技術(shù)原理。這些描述只為了解釋本發(fā)明的技術(shù)原理，而不能以任何方式解釋為對本發(fā)明保護(hù)范圍的限制。因此，凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所做的任何簡單修改、等同變化及修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案保護(hù)的范圍內(nèi)。