CN104963281B - 一种用于桥梁支座的铝合金球冠 - Google Patents

Abstract

一种用于桥梁支座的铝合金球冠，其用于桥梁支座中，所述的桥梁支座包括上支座板组件（1）、上耐磨板（2）、下耐磨板（4）和下支座板组件（5），所述的铝合金球冠（3）由牌号为6A02的锻铝合金制作而成，铝合金球冠（3）设置于上支座板组件（1）和下支座板组件（5）之间，所述的上耐磨板（2）设置在铝合金球冠（3）上端面与上支座板组件（1）底部之间，所述的下耐磨板（4）设置在铝合金球冠（3）下端面与下支座板组件（5）的凹曲面之间。本铝合金球冠（3）可以直接加工成型使用，表面不需包覆不锈钢或镀铬即可满足使用要求，改善了产品质量，降低了成本。

Description

一种用于桥梁支座的铝合金球冠

技术领域

本发明涉及一种球冠，更具体的说涉及一种用于桥梁支座的铝合金球冠，属于桥梁减隔震技术领域。

背景技术

目前，国内铁路、公路桥梁上普遍使用桥梁支座来支撑上部梁结构及桥面载荷。现有的桥梁支座通常包括上支座板组件和下支座板组件，上支座板组件上部和下支座板组件底部分别设置有锚碇钢棒；上支座板组件和下支座板组件之间设置有钢球冠，钢球冠上端面与上支座板组件之间设置有上耐磨板，钢球冠下端面与下支座板组件之间设置有下耐磨板。

使用时，因为桥梁支座要满足梁端由于环境温度变化产生的热胀冷缩现象及桥面动载造成的弯曲现象，则必须通过钢球冠来保障桥梁支座的滑动及转动功能。而该钢球冠为与上支座板组件和下支座板组件材料相同的结构钢，为了使钢球冠与下耐磨板相接触的球面有非常小的粗糙度及较小的摩擦系数，根据国内相关铁路及公路标准，只能采用下球面镀铬或者包覆球面不锈钢板两种方式。钢球冠下球面表面镀铬可以解决大型、超大型桥梁支座的表面防护困难问题，但同时带来了环境污染问题；且存在下球面表面镀层不均匀、附着力不强、铬层脱落本体锈蚀等问题。钢球冠下球面表面包覆不锈钢板避免了镀铬，但增加了钢球冠的制造工序，延长了桥梁支座的制造周期，需要大量工装设备，增加了桥梁支座的制造成本；同时不锈钢板与钢件肌体无法紧密贴合，内部存在脱空，改变了钢球冠表面形位尺寸。

发明内容

本发明的目的在于针对现有的桥梁支座的钢球冠下球面表面镀铬带来环境污染、或者包覆不锈钢成本较高等缺陷，提供一种用于桥梁支座的铝合金球冠。

本发明为实现上述目的，所采用技术解决方案是：一种用于桥梁支座的铝合金球冠，其用于桥梁支座中，所述的桥梁支座包括上支座板组件、上耐磨板、下耐磨板和下支座板组件，所述的铝合金球冠由牌号为6A02的锻铝合金制作而成，铝合金球冠设置于上支座板组件和下支座板组件之间，所述的上耐磨板设置在铝合金球冠上端面与上支座板组件底部之间，所述的下耐磨板设置在铝合金球冠下端面与下支座板组件的凹曲面之间。

所述的铝合金球冠上端面为平面，铝合金球冠下端面为球面，铝合金球冠上端平面与上支座板组件底部相配合，铝合金球冠的下端球面配合设置在下支座板组件的凹曲面内。

所述的铝合金球冠包括有铝合金上球冠和铝合金下球冠，所述的铝合金上球冠上端面和下端面都为球面，所述的铝合金下球冠上端面为凹球面，铝合金下球冠下端面为球面，铝合金上球冠的上端球面配合设置在上支座板组件底部的凹球面内，铝合金上球冠的下端球面配合设置在铝合金下球冠上端的凹球面内，所述铝合金下球冠的下端球面设置在下支座板组件的凹曲面内，所述的铝合金上球冠下端球面和铝合金下球冠的凹球面内之间设置有转动耐磨板。

所述的铝合金球冠上端面和下端面都为球面，铝合金球冠的上端球面配合设置在上支座板组件底部的凹球面内，铝合金球冠的下端球面配合设置在下支座板组件的凹曲面内。

所述的铝合金球冠上端面为平面，铝合金球冠下端面为正交双曲面，铝合金球冠上端面与上支座板组件底部相配合，铝合金球冠的下端双曲面配合设置在下支座板组件的凹曲面内。

所述的铝合金球冠为柱面球冠，铝合金球冠上端面为平面，铝合金球冠下端面为柱面，铝合金球冠上端面与上支座板组件底部相配合，铝合金球冠的下端柱面配合设置在下支座板组件的凹曲面内。

与现有技术相比较，本发明的有益效果是：

1、改善了产品质量，降低了成本。本发明中铝合金球冠设置于上支座板组件和下支座板之间，上耐磨板设置在铝合金球冠上端面与上支座板组件底部之间，下耐磨板设置在铝合金球冠下端面与下支座板组件的凹曲面之间；相比于现有的钢球冠下球面镀铬或者包覆不锈钢，本发明中铝合金球冠表面可以直接加工成型，大大提高了铝合金球冠表面的尺寸精度，避免了不锈钢板二次焊接对球冠外形尺寸的影响，也解决了球面镀铬均匀性难控制的难题，提高了产品的制造质量；同时，本发明中铝合金球冠直接加工成型使用，表面不需包覆不锈钢或镀铬即可满足使用要求，减少了制造工序，缩短了制造周期，大大降低了制造成本。

2、本发明中铝合金球冠下球面表面不再包覆不锈钢板或者镀铬，无焊接部位，减少了因应力疲劳、腐蚀等原因造成包覆层脱落的风险，提高了桥梁支座的使用寿命和安全性；同时，铝合金球冠表面不需镀铬或者包覆不锈钢，减小了环境污染，保护了环境。

3、发明中铝合金球冠重量轻，便于物流运输，满足使用需求。

附图说明

图1是本发明中实施例一中的铝合金球冠结构示意图。

图2是本发明中实施例一中的球形支座结构示意图。

图3是本发明中实施例二中的铝合金球冠结构示意图。

图4是本发明中实施例二中的三曲面摩擦摆支座结构示意图。

图5是本发明中实施例三中的铝合金球冠结构示意图。

图6是本发明中实施例三中的双曲面摩擦摆支座结构示意图。

图7是本发明中实施例四中的铝合金球冠结构示意图。

图8是本发明中实施例四中的铝合金球冠结构立体图。

图9是本发明中实施例四中的铁路桥梁的双曲面支座结构示意图。

图10是本发明中实施例五中的铝合金球冠结构示意图。

图11是本发明中实施例五中的柱面支座结构示意图。

图中，上支座板组件1，上耐磨板2，铝合金球冠3，下耐磨板4，下支座板组件5，铝合金上球冠6，铝合金下球冠7，转动耐磨板8，锚碇钢棒9，剪力销10，连接板组件11，防尘围板组件12，吊装板13，地脚螺栓组件14，定位挡块15，顶推支架16。

具体实施方式

以下结合附图说明和具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。

参见图1至图11，一种用于桥梁支座的铝合金球冠，其用于桥梁支座中，所述的桥梁支座包括上支座板组件1、上耐磨板2、下耐磨板4和下支座板组件5；所述的上支座板组件1上部和下支座板组件5底部分别设置有锚碇钢棒9。所述的铝合金球冠3由牌号为6A02的锻铝合金制作而成，铝合金球冠3设置于上支座板组件1和下支座板组件5之间。所述的上耐磨板2设置在铝合金球冠3上端面与上支座板组件1底部之间，所述的下耐磨板4设置在铝合金球冠3下端面与下支座板组件5的凹曲面之间。

牌号为6A02的锻铝合金是工业上应用较为广泛的一种锻铝，其具有中等强度，在退火状态下可塑性高，在淬火和自然时效后可塑性尚好，在热状态下可塑性很高，易于锻造、冲压。所述的铝合金球冠3作为桥梁支座中承上启下的核心部件，其起到了保证桥梁支座水平方向滑动及竖向转动的作用；同时，铝合金球冠3的机械性能及摩擦特性直接决定了桥梁支座的整体性能与使用寿命。

实施例一：

参见图1、图2，本铝合金球冠3用于桥梁的球形支座中，所述的铝合金球冠3上端面为平面，铝合金球冠3下端面为球面；所述的下支座板组件5上部为凹曲面，铝合金球冠3下端球面的曲率半径与下支座板组件5上部凹曲面的曲率半径相匹配。铝合金球冠3上端面与上支座板组件1底部相配合，铝合金球冠3的下端球面配合设置在下支座板5组件的凹曲面内。

实施例二：

参见图3、图4，本铝合金球冠3用于桥梁的三曲面摩擦摆支座中，所述的铝合金球冠3包括有铝合金上球冠6和铝合金下球冠7，所述的铝合金上球冠6上端面和下端面都为球面，所述的铝合金下球冠7上端面为凹球面，铝合金下球冠7下端面为球面；所述的下支座板组件5上部为凹曲面。铝合金上球冠6上端球面的曲率半径与上支座板组件1底部凹球面的曲率半径相匹配，铝合金下球冠6下端球面的曲率半径与铝合金下球冠7上端凹球面的曲率半径相匹配，铝合金下球冠7下端球面的曲率半径与下支座板组件5上部凹曲面的曲率半径相匹配。铝合金上球冠6的上端球面配合设置在上支座板组件1底部的凹球面内，铝合金上球冠6的下端球面配合设置在铝合金下球冠7上端的凹球面内，所述铝合金下球冠7的下端球面设置在下支座板组件5的凹曲面内；所述的铝合金上球冠6下端球面和铝合金下球冠7的凹球面内之间设置有转动耐磨板8。

实施例三：

参见图5、图6，本铝合金球冠3用于桥梁的双曲面摩擦摆支座中，所述的铝合金球冠3上端面和下端面都为球面，所述的上支座板组件1底部为凹球面，所述的下支座板组件5上部为凹曲面；铝合金球冠3上端球面的曲率半径与上支座板组件1底部凹球面的曲率半径相匹配，铝合金球冠3下端球面的曲率半径与下支座板组件5上部凹曲面的曲率半径相匹配。铝合金球冠3的上端球面配合设置在上支座板组件1底部的凹球面内，铝合金球冠3的下端球面配合设置在下支座板组件5的凹曲面内。

实施例四：

参见图7至图9，本铝合金球冠3用于铁路桥梁的双曲面支座中，所述的铝合金球冠3上端面为平面，铝合金球冠3下端面为正交双曲面；所述的下支座板组件5上部为凹曲面。铝合金球冠3下端双曲面的曲率半径与下支座板组件5上部凹曲面的曲率半径相匹配。铝合金球冠3上端面与上支座板组件1底部相配合，铝合金球冠3的下端双曲面配合设置在下支座板组件5的凹曲面内。

实施例五：

参见图10、图11，本铝合金球冠3用于桥梁的柱面支座中，所述的铝合金球冠3为柱面球冠，铝合金球冠3上端面为平面，铝合金球冠3下端面为柱面；所述的下支座板组件5上部为凹曲面，铝合金柱面球冠3下端柱面的曲率半径与下支座板组件5上部曲球面的曲率半径相匹配。铝合金球冠3上端面与上支座板组件1底部相配合，铝合金球冠3的下端柱面配合设置在下支座板组件5的凹曲面内。

本发明中的铝合金球冠3重量轻，其重量约为现有的钢球冠的40%左右，便于物流运输。本铝合金球冠3具有不腐蚀、免维护、寿命长等特点，使用寿命可超过50年。本铝合金球冠3性能优越，耐压强度高，接触压力达到 60N/mm²以上，保证了桥梁支座的承重能力；同时，本铝合金球冠3表面粗糙度低，材料经过精加工后表面粗糙度可小于Ra0.02，甚至低于镜面不锈钢板表面粗糙度，铝合金球冠3与下耐磨板4之间的摩擦系数稳定，适合与下耐磨板4形成摩擦副。并且，牌号为6A02的锻铝合金具有高抗腐蚀性，类似不锈钢，不会锈蚀，由牌号为6A02的锻铝合金制作而成的铝合金球冠3通过特殊处理后可适用沿海、特殊环境等重度腐蚀区域，适用范围广；同时，牌号为6A02的锻铝合金具有优良的加工性能，硬度适中，适合机械加工。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，上述结构都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种用于桥梁支座的铝合金球冠，其用于桥梁支座中，所述的桥梁支座包括上支座板组件（1）、上耐磨板（2）、下耐磨板（4）和下支座板组件（5），其特征在于：所述的铝合金球冠（3）由牌号为6A02的锻铝合金制作而成，铝合金球冠（3）设置于上支座板组件（1）和下支座板组件（5）之间，所述的上耐磨板（2）设置在铝合金球冠（3）上端面与上支座板组件（1）底部之间，所述的下耐磨板（4）设置在铝合金球冠（3）下端面与下支座板组件（5）的凹曲面之间。

2.根据权利要求1所述的一种桥梁的一种用于桥梁支座的铝合金球冠，其特征在于：所述的铝合金球冠（3）上端面为平面，铝合金球冠（3）下端面为球面，铝合金球冠（3）上端平面与上支座板组件（1）底部相配合，铝合金球冠（3）的下端球面配合设置在下支座板组件（5）的凹曲面内。

3.根据权利要求1所述的一种桥梁的一种用于桥梁支座的铝合金球冠，其特征在于：所述的铝合金球冠（3）包括有铝合金上球冠（6）和铝合金下球冠（7），所述的铝合金上球冠（6）上端面和下端面都为球面，所述的铝合金下球冠（7）上端面为凹球面，铝合金下球冠（7）下端面为球面，铝合金上球冠（6）的上端球面配合设置在上支座板组件（1）底部的凹球面内，铝合金上球冠（6）的下端球面配合设置在铝合金下球冠（7）上端的凹球面内，所述铝合金下球冠（7）的下端球面设置在下支座板组件（5）的凹曲面内，所述的铝合金上球冠（6）下端球面和铝合金下球冠（7）的凹球面内之间设置有转动耐磨板（8）。

4.根据权利要求1所述的一种桥梁的一种用于桥梁支座的铝合金球冠，其特征在于：所述的铝合金球冠（3）上端面和下端面都为球面，铝合金球冠（3）的上端球面配合设置在上支座板组件（1）底部的凹球面内，铝合金球冠（3）的下端球面配合设置在下支座板组件（5）的凹曲面内。

5.根据权利要求1所述的一种桥梁的一种用于桥梁支座的铝合金球冠，其特征在于：所述的铝合金球冠（3）上端面为平面，铝合金球冠（3）下端面为正交双曲面，铝合金球冠（3）上端面与上支座板组件（1）底部相配合，铝合金球冠（3）的下端双曲面配合设置在下支座板组件（5）的凹曲面内。

6.根据权利要求1所述的一种桥梁的一种用于桥梁支座的铝合金球冠，其特征在于：所述的铝合金球冠（3）为柱面球冠，铝合金球冠（3）上端面为平面，铝合金球冠（3）下端面为柱面，铝合金球冠（3）上端面与上支座板组件（1）底部相配合，铝合金球冠（3）的下端柱面配合设置在下支座板组件（5）的凹曲面内。