CN102373672B - 用于拱肋结构的竖转铰系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于拱肋结构的竖转铰系统，其包括：铰座，固定在拱座上；铰轴，可旋转地设置在所述铰座内；撑腿，沿径向设置于所述铰轴外；扣锁，其内部具有与所述铰轴的外表面适配的凹槽，并且其底部固定在所述拱座上；挡块，设置在所述铰轴的一端，并且固定在拱座上。本发明构造简单，传力明确，安全可靠，既适用于平行拱肋结构，也适用于提篮型拱肋结构，对拱肋的竖转具有广泛的适用性，使竖转过程更加安全、可靠，可促进竖转法在拱肋施工方法上的进一步应用。
Description
技术领域
本发明涉及桥梁构造领域，特别是涉及一种用于拱肋结构的竖转铰系统。
背景技术
拱桥在世界范围内有着悠久的历史。因其具有跨越能力大、承载能力高、造价经济、稳定性能好、造型美观等优点，成为现代新兴的大跨桥梁的主要形式之一。拱桥的主要施工方法有支架法，缆索吊装法以及转体法等等。竖转法作为转体法的一种，其中的竖转转铰系统一直是竖转法中的关键构造。
现有的竖转铰一般设计有轴销式和接触式两种，轴销式结构一般由上摆，下摆和铰轴构成，下摆固定在基础上，上摆与拱肋结构一体，竖转时，结构通过上摆绕铰轴旋转，铰轴保持不动。接触式转铰一般由铰座和铰轴构成，铰座固定在基础上，铰轴则与拱肋结构一体，竖转时，通过铰轴在铰座内的转动来实现结构的竖转。其中，固定下摆或铰座的基础通常为混凝土结构的拱座，用于简化拱桥的施工。
销轴式转铰结构简单，受力明确，安全可靠，竖转角度大，但能承受的竖转重量非常有限，不适合大型结构竖转的运用。接触式转铰竖转重量可以很大，但竖转角度有限，并且目前的接触式转铰在构造上不完善，例如：通用性能差，对转轴的限制和保护都不够等。所以这二种竖转铰目前在工程上都只应用于平行拱肋结构的竖转，再加之提篮型拱桥的构造的复杂和特殊性，这二种竖转铰均未在提篮型拱肋结构上得以运用。
发明内容
（一）要解决的技术问题
本发明要解决的技术问题是：如何使竖转铰系统既适用于平行拱肋结构，又适用于提篮型拱肋结构，满足拱肋竖转施工的要求。
（二）技术方案
为了解决上述技术问题，本发明提供一种用于拱肋结构的竖转铰系统，其包括：
铰座，固定在拱座上；
铰轴，可旋转地设置在所述铰座内；
撑腿，沿铰轴径向设置于所述铰轴外；
扣锁，其内部具有与所述铰轴的外表面适配的凹槽，并且其底部固定在所述拱座上；
挡块，设置在所述铰轴的一端，并且固定在拱座上。
上述用于拱肋结构的竖转铰系统中，所述铰轴的轴线垂直于竖转铰系统的竖转平面。
上述用于拱肋结构的竖转铰系统中，所述撑腿为钢箱结构，且所述撑腿焊接在所述铰轴上。
上述用于拱肋结构的竖转铰系统中，所述铰轴为圆柱形钢管结构，其两端封闭，且内部填充混凝土材料。
上述用于拱肋结构的竖转铰系统中，所述铰座包括：
底板，与水平方向成一定的倾斜角度设置，其底面通过锚固钢筋和地脚螺栓固定在拱座上；
半圆弧板，设置在所述底板上，其内安装所述铰轴；
支撑板，垂直设置于所述底板和半圆弧板之间。
上述用于拱肋结构的竖转铰系统中，所述挡块为混凝土构件。
上述用于拱肋结构的竖转铰系统中，所述挡块与铰轴之间设置有接触钢板。
上述用于拱肋结构的竖转铰系统中，所述扣锁通过地脚螺栓固定在拱座上。
上述用于拱肋结构的竖转铰系统中，所述接触钢板通过设置在其背面的锚固钢筋固定在所述挡块内。
上述用于拱肋结构的竖转铰系统中，所述撑腿和扣锁均有多个。
（三）有益效果
本发明提供的用于拱肋结构的竖转铰系统，构造简单，传力明确，安全可靠，既适用于平行拱肋结构，也适用于提篮型拱肋结构，对拱肋的竖转具有广泛的适用性，使竖转过程更加安全、可靠，可促进竖转法在拱肋施工方法上的进一步应用。
附图说明
图1是本发明实施例的用于拱肋结构的竖转铰系统的主视图；
图2是本发明实施例的用于拱肋结构的竖转铰系统的侧视图；
图3是本发明实施例的铰座的侧视图；
图4是本发明实施例的铰座的剖视图；
图5是本发明实施例的扣锁的侧视图；
图6是本发明实施例的扣锁的剖视图。
其中，1：拱座；2：撑腿；3：铰轴；4：铰座；5：扣锁；6：挡块；7：半圆弧板；8：支承板；9：底板；10：地脚螺栓；11：锚固钢筋；12：接触钢板。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
如图1和图2所示，本发明用于拱肋结构的竖转铰系统包括撑腿2、铰轴3、铰座4、扣锁5和挡块6。撑腿2为拱肋结构与铰轴3的连接结构，通过撑腿2将拱肋结构支承在铰轴3上；铰轴3放在铰座4内，铰轴3作为竖转时的转动构件；铰座4固定在拱座1上；扣锁5锁扣在铰轴3上，扣锁5内部具有与铰轴3外表面适配的凹槽，并且其底部固定在拱座1上；挡块6设置在铰轴3的一端，并且固定在拱座1上。
具体地，铰轴3的轴线垂直于竖转铰系统所在的竖转平面，即垂直于线路纵向立面，以保证竖转的顺利进行。铰轴3可设置为圆柱形钢管结构，两端封闭，内部填充混凝土以增强其刚度。
一般单个拱座上拱肋钢结构在竖转施工时一般分为内外两片，内外片拱肋的撑腿设置在各自内外片拱肋的平面内，内外片拱肋的撑腿上端点在拱肋平面内坐标一致，下端点则为内外侧拱肋平面与竖转铰轴线的交点，这两点的连线即为撑腿的轴线方向。对于平行拱肋结构，内外片拱肋的撑腿结构完全一致，对于提篮型拱肋结构，除撑腿外的内外片拱肋结构完全一致，这样就大大方便和简化了工厂的预制和预拼定位。安装时仅需通过按照预拼的形状调整内外侧撑腿的长度和角度即可使平行的拱肋倾斜支承于水平铰轴上，实现提篮拱结构。由此，拱肋结构，撑腿2和铰轴3连接成一体，作为竖转时的转动构件。
其中，撑腿2采用钢箱结构，其一端可通过焊接或栓接方式与拱肋结构连接，另一端焊接在铰轴3上。具体地，可以根据铰轴3的长度在其上面设置多组撑腿2，撑腿2可设置为V形，以支撑拱肋结构。
如图3和图4所示，铰座4为钢结构，主要由半圆弧板7、支承板8和底板9构成，铰轴3安放在半圆弧板7内，铰轴3可在半圆弧板7内滑动，铰轴3和半圆弧板7之间填塞润滑物质以减小相对转动时的摩擦阻力。支承板8垂直设置于半圆弧板7和底板9之间，将半圆弧板7支承在底板9上，底板9通过底面焊接锚固钢筋11和安装地脚螺栓10固定在拱座1上。底板9与水平面设置一定倾角，使整个竖转过程中各状态的合力方向与铰座4垂线最大偏角前后大致相等。
扣锁5扣住铰轴3，直接锚固在拱座1上，以防止竖转过程中铰轴3发生意外滑出，增强竖转的安全性。如图5和图6所示，扣锁5与铰轴3的接触面设置为与铰轴3的形状相适配，扣锁5通过地脚螺栓10直接锚固在拱座1上。在实际应用过程中，可以根据铰轴3的长度在其上面设置多个扣锁5。挡块6采用混凝土构件，设置在铰轴3一端，固定在拱座1上，抵抗拱肋结构传来的横向力并限制铰轴3的横向位移，挡块6与铰轴3一端接触面设置接触钢板12，填塞润滑物质以减小转动时的摩擦力，接触钢板12通过钢板背面的锚固钢筋固定在挡块6内。
在本实施例中，铰轴3通过撑腿2与拱肋结构固结在一起，放置于铰座4内，铰座4固定在拱座1的混凝土面上，通过铰轴3在铰座4内的滑动实现整个拱肋结构的竖转。铰座4作为竖转的重要受力构件，通过底板9焊接的锚固钢筋11和预埋的地脚螺栓10与拱座混凝土牢固的结合在一起，能很好的承受竖转过程中的受力。另外，在铰座4外侧设置挡块6承受拱肋结构的横向力，并在挡块6与铰轴3的接触面设置不锈钢接触钢板12减小摩擦，使铰座4仅承受竖转平面内的力，有效的保证铰座结构的安全性。并且设置在铰轴3外的扣锁5通过地脚螺栓直接锚固在拱座1上，以增加结构的安全性。
本发明提供的用于拱肋结构的竖转铰系统，构造简单，传力明确，安全可靠，既适用于平行拱肋结构，也适用于提篮型拱肋结构，对拱肋的竖转具有广泛的适用性，能有效的满足拱肋竖转施工对竖转铰的要求，使竖转过程更加安全、可靠，对竖转法在拱肋施工方法上的进一步应用起到促进作用。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种用于拱肋结构的竖转铰系统，其特征在于，包括：
铰座（4），固定在拱座（1）上；
铰轴（3），可旋转地设置在所述铰座（4）内；
撑腿（2），沿铰轴（3）径向设置于所述铰轴（3）外；
扣锁（5），其内部具有与所述铰轴（3）的外表面适配的凹槽，并且其底部固定在所述拱座（1）上；
挡块（6），设置在所述铰轴（3）的一端，并且固定在拱座（1）上。
2.如权利要求1所述的用于拱肋结构的竖转铰系统，其特征在于，所述铰轴（3）的轴线垂直于竖转铰系统的竖转平面。
3.如权利要求1所述的用于拱肋结构的竖转铰系统，其特征在于，所述撑腿（2）为钢箱结构，且所述撑腿（2）焊接在所述铰轴（3）上。
4.如权利要求1所述的用于拱肋结构的竖转铰系统，其特征在于，所述铰轴（3）为圆柱形钢管结构，其两端封闭，且内部填充混凝土材料。
5.如权利要求1所述的用于拱肋结构的竖转铰系统，其特征在于，所述铰座（4）包括：
底板（9），与水平方向成一定的倾斜角度设置，其底面通过锚固钢筋（11）和地脚螺栓（10）固定在拱座（1）上；
半圆弧板（7），设置在所述底板（9）上，其内安装所述铰轴（3）；
支撑板（8），垂直设置于所述底板（9）和半圆弧板（7）之间。
6.如权利要求1所述的用于拱肋结构的竖转铰系统，其特征在于，所述挡块（6）为混凝土构件。
7.如权利要求1所述的用于拱肋结构的竖转铰系统，其特征在于，所述挡块（6）与铰轴（3）之间设置有接触钢板。
8.如权利要求1所述的用于拱肋结构的竖转铰系统，其特征在于，所述扣锁（5）通过地脚螺栓（10）固定在拱座（1）上。
9.如权利要求7所述的用于拱肋结构的竖转铰系统，其特征在于，所述接触钢板通过设置在其背面的锚固钢筋固定在所述挡块（6）内。
10.如权利要求1-9中任一项所述的用于拱肋结构的竖转铰系统，其特征在于，所述撑腿（2）和扣锁（5）均有多个。
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