CN107313359B - 一种通用免称重钢桥转体球铰系统 - Google Patents

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Abstract

一种通用免称重钢桥转体球铰系统，整套系统包含转体球铰和钢砂筒两个部分。转体球铰部分：包括一对球面匹配的上球铰和下球铰，平面耐磨板镶嵌在平面预埋板凹槽内；球面耐磨板安放于上球铰环形环道凹坑内与下球铰形成转动副；牵引索通过专用锚具与上球铰锚固；锚碇螺栓用于连接转体球铰与上、下部转体结构。钢砂筒部分：包括设置在上筒内部的测力传感器，上筒镶嵌在下筒内部通过石英砂与下筒形成活塞结构，下筒四周设置吊钩及放砂筒。钢砂筒放置在转体球铰四周，上、下转体结构之间。具有为为转体上部结构提供重量、偏心以及弯矩测量功能，可实现装置的重复使用，以及钢桥和混凝土桥通用的免称重钢桥转体球铰系统。

Description

一种通用免称重钢桥转体球铰系统
技术领域
本发明涉及一种钢桥转体球铰系统，更具体的说涉及一种用于新型钢桥和混凝土桥转体施工通用的并能够提供称重功能的钢桥转体球铰系统，属于桥梁工程技术领域。
背景技术
随着现代高速铁路网、公路网的壮大，交叉道路桥梁建设，跨河谷桥梁建设以及其他干涉正常桥梁建设条件下的钢桥和混凝土桥建设大量涌现。为保证钢桥和混凝土桥的施工方便与安全，转体施工为钢桥和混凝土桥的建设提供了一套优秀的解决方案。
转体球铰是桥梁转体施工中最核心的构件，在整个转体施工过程中提供所有上部结构的支承，同时还要满足大角度的水平转动。现有转体装置没有专门用于钢桥转体施工的产品；相似产品主要是用于混凝土梁桥转体施工的的转体球铰，包括有上球铰、下球铰、销轴、滑片和套筒。但是，现有的转体装置(专利号CN203361027U)有以下缺陷：(一)转体球铰不能用于钢桥安装，(二)转体球铰中间滑片采用小圆块分块安装，受力方式为多点受力，有效受力面积相对较小，滑板面压大，导致球铰结构尺寸偏大或承载能力小；(三)转体球铰下部没有滑动板，大吨位球铰一般都比较重，在抽换时由于没有摩擦系数小的滑板，水平摩擦力会非常大，难以抽出；(四)转体球铰本体没有设置牵引索，需要额外设置牵引索；(五)球铰不能测量转体上部结构的偏心与弯矩，从而在转体配重前需要增加额外称重工作。
发明内容
本发明的目的是为钢桥和混凝土桥的施工提供支承与转动，保证施工安全，为施工过程提供便利，且能够提供称重功能，既可实现装置的重复使用，也可实现装置永久固定长期使用，以及钢桥和混凝土桥通用的通用免称重钢桥转体球铰。
本发明为实现上述目的，所采用技术解决方案是：一种通用免称重钢桥转体球铰系统，整套系统包含转体球铰和钢砂筒两个部分。转体球铰部分：包括下预埋板组件、定位销、平面耐磨板、下球铰、球面耐磨板、牵引索、专用锚具、上球铰和上锚锭钢棒及锚碇螺栓。所述下预埋板组件由设置连接螺孔的锚碇钢棒和平面预埋板组成；所述定位销放置于上球铰与下球铰的定位孔中；所述平面耐磨板镶嵌在平面预埋板凹槽内；所述下球铰的上端面为凸球面，凸球面表面包覆不锈钢板或者镀铬处理，凸球面中心设置定位孔安放定位销，下端面为周布圆孔的圆平面；所述球面耐磨板安放于上球铰多个环形凹槽内并用连接螺钉固定与下球铰形成转动副，球面耐磨板与下球铰接触面设置储脂槽；所述牵引索设置于上球铰圆周侧面，牵引索通过专用锚具与上球铰锚固；所述上球铰的上端面为周布圆孔的圆平面，下端面为凹球面，凹球面内部设置环形环道凹坑用于安放耐磨板，凹球面中心设置定位孔安放定位销；所述上锚锭钢棒设置有连接螺孔；所述锚碇螺栓在用于混凝土桥梁时连接上球铰与上锚锭钢棒，锚碇螺栓在用于钢桥梁时用于连接上球铰与上部钢结构。钢砂筒部分：包括测力传感器、上筒、下筒、石英砂、吊钩和放砂筒。所述测力传感器设置在上筒内部，测力传感器与上筒上、下板接触并固定，上筒镶嵌在下筒内部通过石英砂与下筒形成活塞结构，下筒四周设置吊钩及放砂筒。钢砂筒放置在转体球铰四周，上、下转体结构之间。
有益效果
1、本发明中通过锚碇螺栓将上、下球铰与上、下部结构连接，实现了连接与分离的可切换模式，同时也实现了钢桥和混凝土桥的通用性。
2、本发明中安装在钢砂筒上筒内部的测力传感器，可以根据需要称取上部结构的重量和偏心，为后期梁体配重和转体提供了保障，免除后期增加附属设施称重的工作，还可以作为转体上部结构施工重量的监测。
3、本发明中设置于下预埋板上的平面耐磨板，方便支座抽换。
4、本发明中上球铰多个环形凹槽内镶嵌的耐磨板的有效覆盖受力面积达到90％以上，提高了转体球铰承载力。
5、本发明中上、下球铰为整体成型，在运输和安装的过程中能更好的保证关键部位凹球面与凸球面的球面度，使得桥梁转体施工时更平顺稳定。
6、本发明中球铰关键部位凹球面与凸球面为上拱布置，避免了球铰球面内长期积液导致球铰腐蚀。
7、本发明中牵引索沿球铰圆周通过专用锚具锚固，方便安装与更换。
附图说明
图1是本发明转体球铰系统立面结构示意图。
图2是本发明转体球铰系统平面结构示意图。
图3是本发明球面耐磨板平面布置图。
图4是本发明球面耐磨板与上球铰镶嵌立面示意图。
图5是本发明转体球铰系统立体图。
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和图5，一种通用免称重钢桥转体球铰系统，整套系统包含转体球铰和钢砂筒两个部分。转体球铰部分：包括下预埋板组件(1)、定位销(2)、平面耐磨板(3)、下球铰(4)、球面耐磨板(5)、牵引索(6)、专用锚具(11)、上球铰(7)和上锚锭钢棒(8)及锚碇螺栓(9)，连接螺钉(10)，所述的下预埋板组件(1)由设置连接螺孔的锚碇钢棒和平面预埋板组成，预埋在转体下部结构中，所述的平面耐磨板(3)镶嵌在下预埋板组件(1)上平面凹坑中，所述的定位销(2)放置于上球铰(7)与下球铰(4)的定位孔中，所述的下球铰(4)上端面为凸球面，凸球面表面包覆不锈钢板或者镀铬处理，下球铰(4)安放在平面耐磨板(3)上，并通过锚碇螺栓(9)与下预埋板组件(1)固定，所述的球面耐磨板(5)镶嵌在上球铰(7)凹球面环形环道凹坑内，并通过连接螺钉(10)固定，所述的牵引索(6)通过专用锚具(11)锚固在上球铰(7)圆周侧面，所述的上球铰(7)凹球面通过球面耐磨板(5)与下球铰(4)凸球面形成转动副，当用于混凝土桥梁时上球铰(7)通过锚碇螺栓(9)与预埋在墩底的上锚锭钢棒(8)固定，当用于钢桥梁时上球铰(7)通过锚碇螺栓(9)与钢桥梁底部的连接底板固定。钢砂筒部分：包括测力传感器、上筒、下筒、石英砂、吊钩和放砂筒。所述的测力传感器(12)设置在上筒(13)内部，测力传感器(12)与上筒(13)上、下板接触并固定，所述的上筒(13)镶嵌在下筒(14)内部通过石英砂(15)与下筒形成活塞结构，所述的下筒(14)四周设置吊钩(16)及放砂筒(17)，钢砂筒放置在转体球铰四周，上、下转体结构之间。

Claims (4)

1.一种通用免称重钢桥转体球铰系统，整套系统包含转体球铰和钢砂筒两个部分，转体球铰部分：包括下预埋板组件(1)、定位销(2)、平面耐磨板(3)、下球铰(4)、球面耐磨板(5)、牵引索(6)、专用锚具(11)、上球铰(7)、上锚锭钢棒(8)、锚碇螺栓(9)和连接螺钉(10)，所述的下预埋板组件(1)由设置连接螺孔的锚碇钢棒和平面预埋板组成，当用于混凝土桥梁时下预埋板组件(1)预埋在墩底承台上，当用于钢桥梁时下预埋板组件(1)预埋在墩顶平台上，所述的平面耐磨板(3)镶嵌在下预埋板组件(1)上平面凹坑中，所述的下球铰(4)和上球铰(7)的球面中心设置定位孔，所述的定位销(2)放置于上球铰(7)与下球铰(4)的定位孔中，定位销(2)为圆柱体，与下球铰(4)和上球铰(7)的定位孔径向保留适当间隙，所述的下球铰(4)上端面为凸球面，凸球面表面包覆不锈钢板或者镀铬处理，下球铰(4)安放在平面耐磨板(3)上，并通过锚碇螺栓(9)与下预埋板组件(1)固定，所述的球面耐磨板(5)镶嵌在上球铰(7)凹球面环形环道凹坑内，并通过连接螺钉(10)固定，所述的牵引索(6)通过专用锚具(11)锚固在上球铰(7)圆周侧面，所述的上球铰(7)凹球面通过球面耐磨板(5)与下球铰(4)凸球面形成转动副，当用于混凝土桥梁时上球铰(7)通过锚碇螺栓(9)与预埋在墩底的上锚锭钢棒(8)固定，当用于钢桥梁时上球铰(7)通过锚碇螺栓(9)与钢桥梁底部的连接底板固定，下球铰(4)和上球铰(7)分别为实体成型，实体采用两种方式，一种整体同材料，另一种表面钢材内部填充高强度混凝土或其他高强度材料，下球铰(4)凸球面与上球铰(7)凹球面为上拱布置，避免了球铰球面内长期积液导致球铰腐蚀，钢砂筒部分：包括测力传感器、上筒、下筒、石英砂、吊钩和放砂筒，所述的测力传感器(12)设置在上筒(13)内部，测力传感器(12)与上筒(13)上、下板接触并固定，所述的上筒(13)镶嵌在下筒(14)内部通过石英砂(15)与下筒形成活塞结构，上筒(13)安放在转体球铰四周的转体上部结构下端平台下方，测量和支撑整个转体上部结构重量及偏心矩，作为转体上部结构施工重量的监测，所述的下筒(14)安放在转体球铰四周的撑脚滑道板上面，四周设置吊钩(16)及放砂筒(17)，钢砂筒均匀放置在转体球铰四周，上、下转体结构之间。
2.根据权利要求1所述的一种通用免称重钢桥转体球铰系统，其特征在于：所述球面耐磨板(5)镶嵌在上球铰(7)凹球面环形环道凹槽内，通过连接螺钉(10)固定，球面耐磨板(5)镶嵌采用两种方式，一种环形整体镶嵌，另一种环形分段镶嵌，分段镶嵌时增加径向隔板。
3.根据权利要求1所述的一种通用免称重钢桥转体球铰系统，其特征在于：所述下球铰(4)和上球铰(7)取出锚碇螺栓(9)后通过牵引索(6)拉动，在平面耐磨板(3)上滑出。
4.根据权利要求1所述的一种通用免称重钢桥转体球铰系统，其特征在于：所述牵引索(6)可以通过专用锚具(11)更换。
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