CN104294766B - 一种球面平铰 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种球面平铰。所述球面平铰主要包括：上平铰、下平铰和销轴；所述上平铰的钢板的下表面为凸球面；所述下平铰的钢板的上表面为凹球面，另一侧为平面，上平铰上平面及下平铰下平面设有剪力钉；所述下平铰的凹球面上设置有凹槽，所述凹槽内布设有滑片；所述上平铰和下平铰的中心处开设有圆孔并设置有套筒，所述上平铰设置在所述下平铰之上，所述上平铰和下平铰通过穿过所述上平铰和下平铰上的圆孔和套筒的销轴连接，所述销轴的底部在转体前埋设于混凝土中。通过使用本发明所提供的球面平铰，可以满足具有大重量的转体施工法的要求，而且也方便生产制造，施工方式也比较灵活。

Description

一种球面平铰
技术领域
本发明涉及桥梁建筑技术，特别涉及一种球面平铰。
背景技术
在我国目前的桥梁施工过程中，转体施工法的使用已经越来越多，主要是因为转体施工法要求的施工设备少、操作简便。而随着先进的同步千斤顶和计算机自动控制技术的使用，转体施工法已经逐步推广应用于大跨度、大吨位桥梁上。例如：广州丫髻沙大桥(主桥为76m+360m+76m的三跨连续自锚式钢管混凝土拱桥)，为先竖转后平转的转体桥，平转重量达13600吨；大秦铁路大里营铁路斜拉桥为平转法施工的40.75m+50m跨度布置的独塔斜拉桥，转体重量为3400吨；贵州省水柏铁路北盘江大桥为主跨达236m的上承式拱桥，转体重量为10400吨。
在墩底转体施工时，转体到位调整上部结构位置后浇筑墩底混凝土，如果墩高比较高，转体重量将会很大。目前，常用的设计方案有：墩底与承台间安装球铰及相关转体配套设施，待转体到位且上部结构位置精确调整后，浇筑混凝土使桥墩与承台固接。但是，由于受到球铰尺寸及运输条件的影响，转体吨位大都在3万吨以下，超大吨位转体定位在转体重量在3～10万吨。当转体重量较大时，转体球铰的直径也需要较大，但是球铰的整体铸造加工难度很大，而且也经常会受到整体运输条件的限制。
由上可知，在目前的转体施工法中，虽然采用铸钢球铰的优点较多，但是其球铰加工比较困难而且由于尺寸的受限，转体重量也将因此受到限制。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种球面平铰，从而可以提供具有大尺寸的平铰，以满足具有大重量的转体施工法的要求。
本发明的技术方案具体是这样实现的：
一种球面平铰，该球面平铰包括：上平铰、下平铰和销轴；
所述上平铰的钢板的下表面为凸球面；所述下平铰的钢板的上表面为凹球面；
所述下平铰的凹球面上设置有凹槽，所述凹槽内布设有滑片；
所述上平铰和下平铰的中心处开设有圆孔并设置有套筒，所述上平铰设置在所述下平铰之上，所述上平铰和下平铰通过穿过所述上平铰和下平铰上的圆孔和套筒的销轴连接。
较佳的，所述滑片为MG或超高分子量聚乙烯滑片或改性聚四氟乙烯滑片。
较佳的，所述上平铰的上平面和下平铰的下平面均设置有剪力钉。
较佳的，所述上平铰和下平铰均使用钢板或铸钢加工而成。
较佳的，所述上平铰由多个上平铰单元拼接而成，多个上平铰单元之间通过拼接板及螺栓连接固定。
较佳的，所述上平铰单元的平面投影为扇形或半圆形。
较佳的，所述上平铰单元的边缘上设置有拼接板，所述拼接板上设置有螺栓孔。
较佳的，所述下平铰由多个下平铰单元拼接而成，多个下平铰单元之间通过拼接板及螺栓固定。
较佳的，所述下平铰单元的边缘上设置有拼接板，所述拼接板上设置有螺栓孔。
较佳的，所述下平铰单元的平面投影为扇形或半圆形。
较佳的，所述上平铰和下平铰均通过整体制造而成。
较佳的，所述上平铰单元和下平铰单元上均设置有多个肋板。
如上可见，在本发明所提供的球面平铰中，由于该球面平铰包括上平铰和下平铰，而且上平铰的钢板的下表面为凸球面，下平铰的钢板的上表面为凹球面，下平铰的凹球面上设置有凹槽，所述凹槽内布设有滑片，因此在使用销轴将上平铰和下平铰连接起来之后，上平铰和下平铰之间可以发生转动。而且，由于上平铰和下平铰可以根据具体实际应用情况整体制造或分块制造，因此上述球面平铰的尺寸可以很大，球面半径可以为10米～100米，所以可以适用于各种转体施工法的实际需求，特别是可以实现3～10万吨转体重量的施工。
附图说明
图1为本发明实施例中的球面平铰的结构示意图；
图2为本发明实施例中的球面平铰的立面示意图；
图3为本发明实施例中的球面平铰的拼接示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本发明进一步详细说明。
本实施例提供了一种球面平铰，从而可以满足转体重量很大(例如，3～10万吨转体重量)的转体施工要求，而且方便生产制造，施工方式也比较灵活。
图1为本发明实施例中的球面平铰的结构示意图，图2为本发明实施例中的球面平铰的立面示意图。如图1和图2所示，本发明实施例中的球面平铰主要包括：上平铰11、下平铰12和销轴12；
所述上平铰11的钢板的下表面为凸球面；所述下平铰12的钢板的上表面为凹球面；
所述下平铰12的凹球面上设置有凹槽，所述凹槽内布设有滑片(图中未示出)；
所述上平铰11和下平铰12的中心处开设有圆孔并设置有套筒14，所述上平铰11设置在所述下平铰12之上，所述上平铰11和下平铰12通过穿过所述上平铰11和下平铰12上的圆孔和套筒14的销轴13连接，所述销轴13的底部在转体前埋设于混凝土中。
较佳的，在本发明的具体实施例中，所述滑片为MG或超高分子量聚乙烯滑片或改性聚四氟乙烯滑片。
较佳的，在本发明的具体实施例中，所述上平铰11的上平面和下平铰12的下平面均设置有剪力钉15，从而可以有效地增强上平铰和下平铰与混凝土的粘接，增强转体平铰的整体性。
较佳的，在本发明的具体实施例中，所述上平铰11和下平铰12均可使用钢板或铸钢直接加工而成。
较佳的，在本发明的具体实施例中，所述上平铰11和下平铰12均可由平面钢板机加工制造而成。
另外，在本发明的技术方案中，所述上平铰11和下平铰12均可通过整体制造而成，亦可分块制造。
例如，当转体的重量适中或较小时，球面平铰的上平铰和下平铰均可使用钢板直接加工后整体运输，以方便生产制造。而当转体的吨位较大，整体运输困难时，则可将上平铰和下平铰分块(分为平面投影为扇形或半圆形)制造，预留拼接板及螺栓孔，合理控制孔位及螺栓孔大小，运输到现场后再拼接为整体。
另外，考虑到球面加工难度及整体运输条件限制的问题，分块制造的球面平铰单元运至现场后为防止组装变形，可采用螺栓拼接的方法连接，从而可以有效地控制球面平铰的组装变形。
例如，如图3所示，较佳的，在本发明的具体实施例中，所述上平铰11由多个上平铰单元110拼接而成，各个上平铰单元110之间通过拼接板及螺栓111连接固定。例如，如图3所示，所述上平铰11由2个上平铰单元110拼接而成，2个上平铰单元110之间通过拼接板及螺栓111连接固定。
较佳的，在本发明的具体实施例中，所述上平铰单元的平面投影为扇形或半圆形。
较佳的，在本发明的具体实施例中，所述上平铰单元的边缘上设置有拼接板，所述拼接板上设置有螺栓孔。因此，两个相邻的上平铰单元之间可以由穿过所述拼接板上的螺栓固定在一起。
同理，较佳的，在本发明的具体实施例中，所述下平铰由多个下平铰单元拼接而成，各个下平铰单元之间通过螺栓固定。
较佳的，在本发明的具体实施例中，所述下平铰单元的平面投影为扇形或半圆形。
较佳的，在本发明的具体实施例中，所述下平铰单元的边缘上设置有拼接板，所述拼接板上设置有螺栓孔。因此，两个相邻的下平铰单元之间可以由穿过所述拼接板上的螺栓固定在一起。
较佳的，在本发明的具体实施例中，所述上平铰单元和下平铰单元上还均设置有多个肋板17(包括环形肋板和直肋板)，用于对所述上平铰单元和下平铰单元起到加固和支撑的作用。
另外，在组装上述球面平铰时，如果上平铰11和下平铰12为整体制造，则先将下平铰12安装在支撑骨架16上，然后安装用于定位的销轴13，并将滑片布设在下平铰的凹槽内，随后再安装上平铰11。如果上平铰11和下平铰12为分块制造，则先将各个上平铰单元和下平铰单元运输到现场，然后在现场先将各个下平铰单元通过预留的拼接板并使用螺栓拼接为整体，再放置于支撑骨架16上，随后安装销轴和布设滑片，然后将各个上平铰单元通过预留的拼接板并使用螺栓拼接为整体，最后进行整体吊装，将拼接好的上平铰放置于下平铰上。
综上可知，在本发明所提供的球面平铰中，由于该球面平铰包括上平铰和下平铰，而且上平铰的钢板的下表面为凸球面，下平铰的钢板的上表面为凹球面，下平铰的凹球面上设置有凹槽，所述凹槽内布设有滑片，因此在使用销轴将上平铰和下平铰连接起来之后，上平铰和下平铰之间可以发生转动。而且，由于上平铰和下平铰可以根据具体实际应用情况整体制造或分块制造，因此上述球面平铰的尺寸可以很大，球面半径可以为10米～100米，所以可以适用于各种转体施工法的实际需求，特别是可以实现3～10万吨转体重量的施工。另外，由于上述球面平铰的上平铰和下平铰可以先分块制造，到达现场后再拼接为整体的球面平铰，因此方便生产制造，而且施工方式也比较灵活，同时也能够节省施工机具，加快施工速度。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (9)

1.一种球面平铰，其特征在于，该球面平铰包括：上平铰、下平铰和销轴；
所述上平铰的钢板的下表面为凸球面；所述下平铰的钢板的上表面为凹球面；
所述下平铰的凹球面上设置有凹槽，所述凹槽内布设有滑片；
所述上平铰和下平铰的中心处开设有圆孔并设置有套筒，所述上平铰设置在所述下平铰之上，所述上平铰和下平铰通过穿过所述上平铰和下平铰上的圆孔和套筒的销轴连接；
所述上平铰由多个上平铰单元拼接而成，多个上平铰单元之间通过拼接板及螺栓连接固定；所述下平铰由多个下平铰单元拼接而成，多个下平铰单元之间通过拼接板及螺栓连接固定。
2.根据权利要求1所述的球面平铰，其特征在于：
所述滑片为MG或超高分子量聚乙烯滑片或改性聚四氟乙烯滑片。
3.根据权利要求1所述的球面平铰，其特征在于：
所述上平铰的上平面和下平铰的下平面均设置有剪力钉。
4.根据权利要求1所述的球面平铰，其特征在于：
所述上平铰和下平铰均使用钢板或铸钢加工而成。
5.根据权利要求1所述的球面平铰，其特征在于：
所述上平铰单元的平面投影为扇形或半圆形。
6.根据权利要求1或5所述的球面平铰，其特征在于：
所述上平铰单元的边缘上设置有拼接板，所述拼接板上设置有螺栓孔。
7.根据权利要求1所述的球面平铰，其特征在于：
所述下平铰单元的边缘上设置有拼接板，所述拼接板上设置有螺栓孔。
8.根据权利要求1或7所述的球面平铰，其特征在于：
所述下平铰单元的平面投影为扇形或半圆形。
9.根据权利要求1所述的球面平铰，其特征在于：
所述上平铰单元和下平铰单元上均设置有多个肋板。
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