CN107190637A - 便于更换的桥梁支座 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种便于更换的桥梁支座，包括：上部连接组件、下部连接组件、弹性支座组件，其中：上部连接组件，与桥梁上部结构连接，直接置于弹性支座组件上方；下部连接组件，与桥梁下部结构连接；弹性支座组件，置于上部连接组件、下部连接组件之间，且弹性支座组件能够沿着下部连接组件的横桥向移动；另外，下部连接组件在上部连接组件的正下方、弹性支座组件两侧的横桥向均布置有支撑组件；上部连接组件在顶升机构的顶升作用下，能够与弹性支座组件处于分离状态；通过抬升支撑组件来对上部连接组件进行支撑。因此，本发明降低了支座维护和更换时的取放难度。有效减少施工人员的作业难度；本发明具有抗震耗能功能，可用于位于地震区桥梁。

Description

便于更换的桥梁支座

技术领域

本发明涉及一种用于桥梁工程中的支座，具体涉及一种便于更换的桥梁支座。

背景技术

桥梁支座是连接桥梁上部结构和下部结构的重要结构部件。架设于墩台上，顶面支承桥梁上部结构。其功能为承担上部结构的支撑反力，保证结构在活载，温度变形，混凝土收缩徐变等作用下自由变形的功能。

在桥梁的使用过程中，要求主梁与支座必须接触密实，轴线重合，不得出现梁体与支座脱空现象，尤其是矩形板、空心板上部结构，尤其是板式结构，每片梁有4个支座，如果发生支座破坏现象，势必造成梁体由4点支承变成为3点支承甚至是2点支承，梁体支承约束的改变，将导致主梁受力状态的改变，对桥梁结构造成损伤。桥梁支座在整个桥梁结构中虽然是很小的组成部分，但是它们对桥梁墩台的受力状态和梁的水平位移、转角起着十分重要的作用，其性能的好坏直接影响到桥梁的使用效果与寿命。

支座是由于暴露在大自然中，受到环境等因素的影响，使桥梁支座成为易耗品。常见的桥梁支座病害有橡胶支座外鼓，剪切位移过大，四氟板损坏等。所以在桥梁的正常运营过程中要进行必要的维护，对于出现病害的支座要及时的进行更换。桥梁支座处在潮湿阴暗的环境下，容易腐蚀氧化变形，从而影响桥梁的水平度，给桥梁带来危害，过变形时需要更换；桥梁支座与桥梁接触处的四氟板表面需要定期加涂润滑油，需将桥梁支座取出后保养。

现有技术中，更换或保养桥梁支座的方法是用多台液压千斤顶将桥梁抬起，对桥梁支座进行更换或保养，之后再回落千斤顶，但是由于千斤顶需要架设顶升平台，且桥梁支座重量大，损坏的橡胶支座取放难度大，这给桥梁支座的更换或保养带来了很大不便。

发明内容

本发明公开了一种便于更换的桥梁支座，结构简单，降低了支座维护和更换时的取放难度。有效减少施工人员的作业难度。同时，本发明具有抗震耗能功能，可用于位于地震区桥梁。

为实现上述技术目的，本发明将采取如下的技术方案：

一种便于更换的桥梁支座，连接在桥梁上部结构和桥梁下部结构之间，包括：上部连接组件、下部连接组件、弹性支座组件，其中：所述上部连接组件，与桥梁上部结构连接，直接置于弹性支座组件上方；所述下部连接组件，与桥梁下部结构连接；所述弹性支座组件，置于上部连接组件、下部连接组件之间，且弹性支座组件能够沿着下部连接组件的横桥向移动；另外，下部连接组件在上部连接组件的正下方、弹性支座组件两侧的横桥向均布置有支撑组件；上部连接组件在顶升机构的顶升作用下，能够与弹性支座组件处于分离状态。

所述的弹性支座组件包括橡胶支座；所述的下部连接组件包括下座板；橡胶支座通过移动副与下座板滑动连接；所述移动副沿着下座板的横桥向布置；下座板在橡胶支座外侧处于横桥向的两端分别设置有一个支撑台；支撑组件呈排状布置在每一个支撑台上，且每排支撑组件至少包括两个支撑组件，每一个支撑组件包括一根支撑柱，支撑柱一端与支撑台固定，另一端面向上部连接组件设置。

所述移动副具有两个，均包括滑轨以及能够沿着滑轨滑动的滑块；下座板上沿着横桥向设置有两个滑轨凹槽，分别为第一滑轨凹槽、第二滑轨凹槽；橡胶支座在与第一滑轨凹槽对应的位置处设置有第一滑块安装部、在与第二滑轨凹槽对应的位置处设置第二滑块安装部；其中一个移动副的滑轨安装在第一滑轨凹槽中、滑块安装在第一滑块安装部中，另一个移动副的滑轨安装在第二滑轨凹槽中、滑块安装在第二滑块安装部中；在滑轨两侧的滑轨凹槽中，均通过可拆卸方式配装有限位组件。

所述滑轨为聚四氟乙烯滑轨；所述滑块为软钢板，软钢板的下端能够可滑动地配装于聚四氟乙烯滑轨中，软钢板的上端具有两个以上的定位销；所述第一滑块安装部、第二滑块安装部均包括滑块嵌槽，该滑块嵌槽的槽底在对应定位销的位置处具有定位孔，软钢板的上端嵌装在滑块嵌槽内后，并通过定位销与定位孔的配合实现与橡胶支座的固定。

所述限位组件包括限位块，限位块通过限位螺栓固定安装在滑轨凹槽中。

所述支撑台上具有两个支撑组件；顶升机构至少有两个，对称地设置在两个支撑台上，并位于相应支撑台上的两个支撑组件之间。

所述的橡胶支座的上表面配装有滑板，而上部连接组件包括上底板以及固定安装在上底板下表面的不锈钢板；不锈钢板尺寸与滑板尺寸一致，且不锈钢板直接置放在滑板的上方。

所述下座板固定安装在下底板上，且下底板尺寸与上底板尺寸一致。

所述滑板为聚四氟乙烯滑板。

支撑组件为能够调节升降的部件；包括支撑柱，支撑柱以螺纹配合连接的方式安装在下部连接组件上。

根据上述的技术方案，相对于现有技术，本发明具有如下的优点：

（1）本发明涉及的一种便于更换的桥梁支座，优点在于降低了支座维护和更换时的取放难度，避免搭设顶升平台，有效减少施工人员的作业难度，提高工作效率，节省大量人力物力资源。

（2）本发明涉及的一种便于更换的桥梁支座，优点在于结构简单，易于安装和维护，造价经济，应用范围广等良好特点。

（3）本发明涉及的一种便于更换的桥梁支座，优点在于具有抗震耗能功能，可用于位于地震区桥梁。

附图说明

图1为支座顺桥向剖面图；

图2为支座横桥向半剖面图；

图3为支座内部剖视立体图；

图4为支座下座板组件示意图；

图5为橡胶支座，软钢板，下座板顺桥向分解示意图；

图6为橡胶支座，软钢板，下座板横桥向分解示意图；

图7为图1的A部分放大示意图；

图8为图3的B部分放大示意图；

图9为图4的C部分放大示意图；

图10为图1的D部分放大示意图；

图11为使用千斤顶将上底板和不锈钢板顶升到合适高度；

图12为将支撑柱调整到顶住上底板的高度，辅助承受上部荷载；

图13、14 为卸下一侧的限位块和限位螺栓，沿聚四氟乙烯滑轨将需要维护或更换的橡胶支座，软钢板抽出；

图15为安装新的橡胶支座和软钢板，并装好限位块和限位螺栓

图16为支撑柱回落

图17为千斤顶回落，完成支座损坏部分的更换。

图11～17为支座更换流程图，其中，图11～12为顶升阶段，图13～15为维护更换阶段，图16～17为落梁阶段；

图中：1、上底板；2、下底板；3、不锈钢板；4、橡胶支座；41、滑块嵌槽；42、定位孔；5、下座板；51、滑轨凹槽；52、内螺纹孔；53、支撑台；6、软钢板；61、定位销；7、聚四氟乙烯滑轨；8、支撑柱；9、限位块；91、限位螺栓；10、 聚四氟乙烯滑板；11、千斤顶。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)。

本发明所述的便于更换的桥梁支座，连接在桥梁上部结构和桥梁下部结构之间，包括：上部连接组件、下部连接组件、弹性支座组件，其中：所述上部连接组件，与桥梁上部结构连接，直接置于弹性支座组件上方；所述下部连接组件，与桥梁下部结构连接；所述弹性支座组件，置于上部连接组件、下部连接组件之间，且弹性支座组件能够沿着下部连接组件的横桥向移动；另外，下部连接组件在上部连接组件的正下方、弹性支座组件两侧的横桥向均布置有支撑组件；上部连接组件在顶升机构的顶升作用下，能够与弹性支座组件处于分离状态；通过抬升支撑组件（可升降）来对分离的上部连接组件进行支撑。

所述的弹性支座组件包括橡胶支座；所述的下部连接组件包括下座板；橡胶支座通过移动副与下座板滑动连接；所述移动副沿着下座板的横桥向布置；下座板在橡胶支座外侧处于横桥向的两端分别设置有一个支撑台；支撑组件呈排状布置在每一个支撑台上，且每排支撑组件至少包括两个支撑组件，每一个支撑组件包括一根支撑柱，支撑柱一端与支撑台固定，另一端面向上部连接组件设置。

所述移动副具有两个，均包括滑轨以及能够沿着滑轨滑动的滑块；下座板上沿着横桥向设置有两个滑轨凹槽，分别为第一滑轨凹槽、第二滑轨凹槽；橡胶支座在与第一滑轨凹槽对应的位置处设置有第一滑块安装部、在与第二滑轨凹槽对应的位置处设置第二滑块安装部；其中一个移动副的滑轨安装在第一滑轨凹槽中、滑块安装在第一滑块安装部中，另一个移动副的滑轨安装在第二滑轨凹槽中、滑块安装在第二滑块安装部中；在滑轨两侧的滑轨凹槽中，均通过可拆卸方式配装有限位组件。

所述滑轨为聚四氟乙烯滑轨；所述滑块为软钢板，软钢板的下端能够可滑动地配装于聚四氟乙烯滑轨中，软钢板的上端具有两个以上的定位销；所述第一滑块安装部、第二滑块安装部均包括滑块嵌槽，该滑块嵌槽的槽底在对应定位销的位置处具有定位孔，软钢板的上端嵌装在滑块嵌槽内后，并通过定位销与定位孔的配合实现与橡胶支座的固定。

所述限位组件包括限位块，限位块通过限位螺栓固定安装在滑轨凹槽中。

所述支撑台上具有两个支撑组件；顶升机构至少有两个，对称地设置在两个支撑台上，并位于相应支撑台上的两个支撑组件之间。

所述的橡胶支座的上表面配装有滑板，而上部连接组件包括上底板以及固定安装在上底板下表面的不锈钢板；不锈钢板尺寸与滑板尺寸一致，且不锈钢板直接置放在滑板的上方。

所述下座板固定安装在下底板上，且下底板尺寸与上底板尺寸一致。

所述滑板为聚四氟乙烯滑板。

支撑组件为能够调节升降的部件；包括支撑柱，支撑柱以螺纹配合连接的方式安装在下部连接组件上。

实施例

如图1，图3，本发明的一种便于更换的桥梁支座，包括永久部件：上底板1，下底板2，不锈钢板3，下座板5，支撑柱8；可更换部件：橡胶支座4，下座板5，软钢板6，聚四氟乙烯滑轨7，聚四氟乙烯滑板10。

橡胶支座沿横桥向对称地设有滑块凹槽41，下支座板沿横桥向对称地设有滑轨凹槽51。软钢板顶部设有定位销61。滑块凹槽41内设有与定位销61对应的定位孔42。滑轨凹槽51两端设有限位块9。上底板1，下底板2，不锈钢板3，橡胶支座4，下座板5均为底面均为正方形。

如图5，图6，软钢板6安装在滑块凹槽41与滑轨凹槽51之内，通过定位销42与滑块凹槽41内的对应的定位孔42连接将软钢板6安装在滑块凹槽41，软钢板6与滑轨凹槽壁之间夹有聚四氟乙烯滑轨7，方便支座维护和更换时的抽取。同时，滑轨凹槽51两侧安装有限位块9，用于固定聚四氟乙烯滑轨7，同时防止软钢板6在日常使用时滑出滑轨凹槽外，起到限位作用。

下座板5和支撑柱8均为高强度钢材制成。支撑柱8为一扩顶圆柱，下部外侧有外螺纹。下座板两侧的支撑台53上开有内螺纹孔52，与支撑柱的外螺纹对应。柱身上开有沿径向贯穿的圆孔。支撑柱8通过螺纹连接安装在下座板5上，并可使用手柄插入柱身上的圆孔旋转，来调整螺纹旋入的深度，改变支撑柱的有效工作高度。

整个支座的安装顺序为，首先下座板5固定在下底板2上，如图4，然后在下座板5的滑轨凹槽51内安装聚四氟乙烯滑轨7和限位块9，限位块9用限位螺栓91固定，限位螺栓91同时可将聚四氟乙烯滑轨7固定。在下座板5两侧的支承台53上安装支撑柱8，调整到合适高度。在滑轨凹槽51内放置软钢板6，安装橡胶支座4，使软钢板上的定位销61与橡胶支座滑块凹槽41内的定位孔42契合。橡胶支座4上安装聚四氟乙烯滑板10，聚四氟乙烯滑板10上安装不锈钢板3和上底板1，不锈钢板3与上底板1固结。

所述支撑柱8为扩顶圆柱体，下部侧面带有外螺纹，支撑台上开有与之对应的内螺纹孔，支撑柱通过螺纹的方式固定在支撑台上，支撑柱柱体上开有沿径向贯通的圆孔，可使用手柄穿过圆孔，旋转支撑柱，调节螺纹旋入支撑台的深度，以改变支撑柱的有效工作高度。在支座正常使用时，应将支承柱旋入较深的深度，减少外露长度，避免与上底板接触影响正常使用。

可更换部件软钢板为长方体，其长边长度大于橡胶支座边长，小于下座板边长。

聚四氟乙烯的摩擦系数小，便于在更换弹性支座时，可以方便的将损坏的弹性支座取出。

下座板和支撑柱为屈服点较高的高强度钢材制成。支撑柱长细比较小。

软钢板为含碳量较低，硬度稍小，塑性较大的钢材制成。

如图11～17，在支座维护和更换，需要将支座取出时，操作过程为：清理场地之后，首先用千斤顶将上底板连同不锈钢板一起顶起到合适高度，之后调节支撑柱的高度，使其顶住上底板，起到支撑上部结构的作用。然后将滑轨凹槽内的限位螺栓卸下，用抽取设备将软钢板和橡胶支座沿聚四氟乙烯滑轨一起抽出进行更换。落梁时，先将支撑柱高度进行回落，之后再落回千斤顶。整个过程无需搭设顶升平台，有效的减小了桥梁支座维护更换时的去放的难度，提升施工效率，有效减少施工人员的作业难度。

当地震发生时，地震能量会通过基础，桥墩向上传递，当传递到支座时，橡胶支座会产生反复的相对的变形，同时橡胶支座的变形会同时作用到软钢板上，使软钢板板发生滞回变形，这一过程会消耗部分地震能量，减少桥梁上部结构的地震反应，达到减振的目的。同理，当桥梁上部结构受动力荷载作用时（如车桥振动），同样可通过软钢板的变形耗能达到减振的效果。

Claims (10)

1.一种便于更换的桥梁支座，连接在桥梁上部结构和桥梁下部结构之间，其特征在于，包括：上部连接组件、下部连接组件、弹性支座组件，其中：

所述上部连接组件，与桥梁上部结构连接，直接置于弹性支座组件上方；

所述下部连接组件，与桥梁下部结构连接；

所述弹性支座组件，置于上部连接组件、下部连接组件之间，且弹性支座组件能够沿着下部连接组件的横桥向移动；

另外，下部连接组件在上部连接组件的正下方、弹性支座组件两侧的横桥向均布置有支撑组件；

上部连接组件在顶升机构的顶升作用下，能够与弹性支座组件处于分离状态。

2.根据权利要求1所述的便于更换的桥梁支座，其特征在于，所述的弹性支座组件包括橡胶支座；所述的下部连接组件包括下座板；橡胶支座通过移动副与下座板滑动连接；所述移动副沿着下座板的横桥向布置；下座板在橡胶支座外侧处于横桥向的两端分别设置有一个支撑台；支撑组件呈排状布置在每一个支撑台上，且每排支撑组件至少包括两个支撑组件，每一个支撑组件包括一根支撑柱，支撑柱一端与支撑台固定，另一端面向上部连接组件设置。

3.根据权利要求2所述的便于更换的桥梁支座，其特征在于，所述移动副具有两个，均包括滑轨以及能够沿着滑轨滑动的滑块；下座板上沿着横桥向设置有两个滑轨凹槽，分别为第一滑轨凹槽、第二滑轨凹槽；橡胶支座在与第一滑轨凹槽对应的位置处设置有第一滑块安装部、在与第二滑轨凹槽对应的位置处设置第二滑块安装部；其中一个移动副的滑轨安装在第一滑轨凹槽中、滑块安装在第一滑块安装部中，另一个移动副的滑轨安装在第二滑轨凹槽中、滑块安装在第二滑块安装部中；在滑轨两侧的滑轨凹槽中，均通过可拆卸方式配装有限位组件。

4.根据权利要求3所述的便于更换的桥梁支座，其特征在于，所述滑轨为聚四氟乙烯滑轨；所述滑块为软钢板，软钢板的下端能够可滑动地配装于聚四氟乙烯滑轨中，软钢板的上端具有两个以上的定位销；所述第一滑块安装部、第二滑块安装部均包括滑块嵌槽，该滑块嵌槽的槽底在对应定位销的位置处具有定位孔，软钢板的上端嵌装在滑块嵌槽内后，并通过定位销与定位孔的配合实现与橡胶支座的固定。

5.根据权利要求4所述的便于更换的桥梁支座，其特征在于，所述限位组件包括限位块，限位块通过限位螺栓固定安装在滑轨凹槽中。

6.根据权利要求5所述的便于更换的桥梁支座，其特征在于，所述支撑台上具有两个支撑组件；顶升机构至少有两个，对称地设置在两个支撑台上，并位于相应支撑台上的两个支撑组件之间。

7.根据权利要求2所述的便于更换的桥梁支座，其特征在于，所述的橡胶支座的上表面配装有滑板，而上部连接组件包括上底板以及固定安装在上底板下表面的不锈钢板；不锈钢板尺寸与滑板尺寸一致，且不锈钢板直接置放在滑板的上方。

8.根据权利要求7所述的便于更换的桥梁支座，其特征在于，所述下座板固定安装在下底板上，且下底板尺寸与上底板尺寸一致。

9.根据权利要求8所述的便于更换的桥梁支座，其特征在于，所述滑板为聚四氟乙烯滑板。

10.根据权利要求8所述的便于更换的桥梁支座，其特征在于，支撑组件为能够调节升降的部件；包括支撑柱，支撑柱以螺纹配合连接的方式安装在下部连接组件上。