CN108570926A - 一种多向协调式转动固定型桥梁支座 - Google Patents

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马白虎
陈应高
余军思
唐志
夏俊勇
杨鸿波
钟荣炼
杨健
宁响亮
刘兴茂
张祝安
方坤
李中华
陈学亮
刘军
冷新云
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Abstract

本发明公开了一种多向协调式转动固定型桥梁支座，包括上支座板、球冠衬板和下支座板，所述上支座板挡块内侧壁与下支座板顶部外沿周边之间设有顺桥向转动块和横桥向转动块，它们的外侧面均与上支座板挡块平面滑动连接、内侧面均与下支座板上端外沿球面转动连接、底面均与固连在上支座板挡块底部的水平转动挡块球面转动连接、顶面均与上支座板挡块槽口内壁之间留有调节间隙，可实现支座多向协调式转动，其结构简单，制造成本低，安装便捷，通过设置多方位球面转动连接，实现了支座工作时各构件之间均为面接触受力状态，显著提高了支座使用寿命，具有良好的经济实用性和推广前景。

Description

一种多向协调式转动固定型桥梁支座
技术领域
本发明涉及一种多向协调式转动固定型桥梁支座，属于桥梁建设用桥梁支座领域。
背景技术
桥梁支座是连接桥梁上部结构与下部结构的重要构件，它能够将桥梁上部结构的反力及变形可靠地传递给下部结构，同时又能通过自身的构造特征协调桥梁上、下部结构在温度荷载、混凝土收缩及徐变等因素下的变形。目前，常用的桥梁支座分为固定型、单向型及多向型。固定型支座除了传递水平和竖向力之外，还应允许上部结构在支座处能自由转动。在荷载方面，常规的固定球型支座承受的水平力一般不超过竖向力的30%，但由于结构设计上的特殊需要会出现水平力接近甚至超过竖向力的情况；在位移方面，常规的固定型球型支座绕主方向转动时，设置于上支座板和下支座板上的不锈钢滑板与聚四氟乙烯板之间将产生一个转角，摩擦副由面接触变为线接触，使聚四氟乙烯板产生明显的应力集中现象，加剧了摩擦副的破坏速度，若同时产生绕副方向的转角时，聚四氟乙烯板的受力状态将更加复杂，甚至会出现卡死现象，从而导致支座的整体破坏。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供本一种多向协调式转动固定型桥梁支座,可以克服现有技术的不足。
为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：一种多向协调式转动固定型桥梁支座，包括上支座板、球冠衬板和下支座板，所述上支座板包括上支座板挡块，其顶部设有凸台，下端开设有槽口，所述下支座板上端位置槽口内，并且球冠衬板置于上支座板和下支座板之间，所述上支座板与球冠衬板为平面滑动连接、下支座板与球冠衬板为球面转动连接，在所述下支座板顶部外沿周边、顺桥方向和横桥方向均对称设置有凸型柱面结构，在凸型柱面结构和上支座板挡块内侧壁之间设置横桥向转动块和顺桥向转动块，所述横桥向转动块和顺桥向转动挡块的外侧面均与上支座板挡块内壁平面滑动连接；内侧面均设有与凸型柱面结构相匹配的凹型柱面结构，使之球面转动连接；底面均设有凸型球面结构，所述上支座板挡块底部相应位置设有水平转动挡块，其顶面设有与凸型球面结构匹配的凹型球面结构，使之球面转动连接；顶面均与上支座板挡块槽口内壁之间留有调节间隙。
前述横桥向转动块和顺桥向转动挡块为优质耐候钢。
前述横桥向转动块和顺桥向转动挡块顶面与上支座板挡块槽口内壁之间的调节间隙不小于10mm。
前述上支座板与球冠衬板的平面连接处设有第一摩擦副；下支座板与球冠衬板球面接触处设有第二摩擦副。
前述横桥向转动块和顺桥向转动挡块外侧面与上支座板挡块内侧壁的平面接触处均设有第三摩擦副；内侧面与下支座板上端外沿球面接触处均设有第四摩擦副；底面与水平转动挡块球面接触处均设有第五摩擦副。
前述第一摩擦副、第二摩擦副、第四摩擦副和第五摩擦副均由镜面不锈钢和改性超高分子量聚乙烯板组成；所述第三摩擦副由SF-1B导向条和镜面不锈钢组成。
前述镜面不锈钢的厚度不小于3mm；改性超高分子量聚乙烯板的厚度不小于7mm，并且在其与镜面不锈钢接触的表面上设有间隙不超过3mm的储脂槽，储脂槽内设有润滑脂。
前述润滑脂为5201硅脂。
与现有技术比较，本发明公开一种多向协调式转动固定型桥梁支座，包括上支座板、球冠衬板和下支座板，所述球冠衬板位于上支座板和下支座板之间，并且上支座板与球冠衬板为平面滑动连接、下支座板与球冠衬板为球面转动连接，通过设置球冠衬板与上支座板、下支座板之间的滑动平面和转动球面以满足支座正常工作时绕主、副两个方向的转角要求；在所述上支座板挡块内侧壁与下支座板顶部外沿周边之间设置顺桥向转动块和横桥向转动块，顺桥向转动块和横桥向转动块的外侧面均与上支座板挡块平面滑动连接、内侧面均与与下支座板上端外沿球面转动连接、底面均与固连在上支座板挡块底部的水平转动挡块球面转动连接、顶面均与上支座板挡块槽口内壁之间留有调节间隙，保证在支座发生位移时，可对转动块的转动进行补偿，从而实现支座多向协调式转。本设计通过多方位采用球面转动连接，可以实现支座在正常使用过程各构件之间均为面接触受力状态，避免了现有技术中线面接触产生的应力集中现象，从而在满足支座安全性前提下显著地延长了使用寿命。
本发明结构简单，制造成本低，安装便捷，通过设置多方位球面转动连接，实现了支座工作时各构件之间均为面接触受力状态，使受力更加均匀，提高了支座使用寿命，进而使桥梁建设安全性更高，寿命更长，并有效减少了桥梁后期维护和修整工作，降低了桥梁建设的人力和财力投入，具有良好的经济实用性和推广前景。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2 是图1中的A向剖面结构示意图。
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：
如图1和图2所示，其中，图1为本发明沿顺桥方向放置图，图2为本发明沿横桥方向放置图，一种多向协调式转动固定型桥梁支座，包括：上支座板1、球冠衬板2和下支座板3，所述上支座板1包括上支座板挡块15和位于上支座板挡块15顶部的凸台，所述凸台通过锚栓或焊接等方式与梁体固定，所述上支座板挡块15下端开设有槽口，所述下支座板3上端位置槽口内，下端通过锚栓或焊接等方式与桥墩固定；所述球冠衬板2位于上支座板1和下支座板3之间并且与它们滑动连接，具体的，所述上支座板1与球冠衬板2为平面滑动连接，并且在连接处设有第一摩擦副6，所述第一摩擦副6包括在上支座板1底面粘贴厚度不小于3mm的镜面不锈钢板，球冠衬板2上表面内嵌厚度不小于7mm的平面耐磨板，平面耐磨板为改性超高分子量聚乙烯板，并在表面设置间隙不超过3mm的储脂槽，储脂槽内设有5201硅脂，设有5201硅脂的面与镜面不锈钢板密贴，使其接触面形成脂膜，从而在实现支座上支座板1沿球冠衬板2前后滑动的基础上减小磨耗；具体的，所述球冠衬板2下表面为弧形面结构，在下支座板上设有与之匹配的弧型凹槽，二者为球面转动连接，并且在连接处设有第二摩擦副7，使得下支座板3可以沿球冠衬板2前后滑动或绕弧形面球心转动，所述第二摩擦副7包括设置在球冠衬板2球型底面粘贴厚度不小于3mm的镜面不锈钢板，下支座板3球型凹槽内内嵌球面耐磨板，球面耐磨板为改性超高分子量聚乙烯板，并在表面设置间隙不超过3mm的储脂槽，储脂槽内设有5201硅脂，设有5201硅脂的面与镜面不锈钢板密贴，使其接触面形成脂膜，从而实现支座相对滑动或转动并减小磨耗。
所述下支座板3顶部外沿周边设置四处凸型柱面结构11，并且其中两处对称设置在顺桥方向，另外两处对称设置在横桥方向；在所述上支座板挡块15内侧壁与凸型柱面结构11之间设置横桥向转动块4及顺桥向转动块5，所述横桥向转动块4和顺桥向转动块5均采用优质耐候钢，所述横桥向转动块4及顺桥向转动块5的外侧面均与上支座板挡块15内侧壁平面滑动连接，并且在连接部位设有第三摩擦副9，所述第三摩擦副9由设置在两转动块外侧面的SF-1B导向条与设置在上支座板挡块15内侧壁的镜面不锈钢板组成，以配合支座沿横桥向和顺桥向产生的少量位移，并减小磨耗；所述横桥向转动块4及顺桥向转动块5的内侧面上设有与凸型柱面结构11相匹配的凹型柱面结构12，使其球面转动连接，具体的，所述横桥向转动块4可以实现绕竖直主方向的转动或绕其球心转动，同理，所述顺桥向转动块5可以实现绕前后副方向的转动或绕其球心转动，并且在它们的球面接触处均设有第四摩擦副10，所述第四摩擦副10也是由厚度不小于3mm的镜面不锈钢板和厚度不小于7mm的改性超高分子量聚乙烯板组成，并在改性超高分子量聚乙烯板的表面设有间隙不超过3mm的储脂槽，储脂槽内设有5201硅脂，设有5201硅脂的面与镜面不锈钢板密贴，使其接触面形成脂膜，以减小磨耗；所述横桥向转动块4和顺桥向转动块5顶面均与上支座板挡块15槽口内壁之间留有调节间隙，所述调节间隙不小于10mm，以实现支座绕主、幅方向转动时转动块竖向位移的补偿；所述横桥向转动块4和顺桥向转动块5底部均设置凸型球面结构13；所述上支座板挡块15底部相应位置设有水平转动挡块8，具体的，水平转动挡块8沿支座横桥向和顺桥向均采用螺栓紧固于上支座板挡块15底部，水平转动挡块8承托转动块部位设有与凸型球面结构13相匹配的凹型球面结构14，二者相配合可分别实现支座绕主、副方向的转动，具体的，所述顺桥向转动块5可以协调支座绕主方向的转动；同理，所述横桥向转动块4可以以协调支座绕副方向的转动，并且在它们的球面接触处均设有第五摩擦副16，所述第五摩擦副16也是由厚度不小于3mm的镜面不锈钢板和厚度不小于7mm的改性超高分子量聚乙烯板组成，并在改性超高分子量聚乙烯板的表面设有间隙不超过3mm的储脂槽，储脂槽内设有5201硅脂，设有5201硅脂的面与镜面不锈钢板密贴，使其接触面形成脂膜，以减小磨耗。

Claims (8)

1.一种多向协调式转动固定型桥梁支座，包括上支座板（1）、球冠衬板（2）和下支座板（3），所述上支座板（1）包括上支座板挡块（15），其顶部设有凸台，下端开设有槽口，所述下支座板（3）上端位置槽口内，并且球冠衬板（2）置于上支座板（1）和下支座板（3）之间，所述上支座板（1）与球冠衬板（2）为平面滑动连接、下支座板（3）与球冠衬板（2）为球面转动连接，其特征在于：在所述下支座板（3）顶部外沿周边、顺桥方向和横桥方向均对称设置有凸型柱面结构（11），在凸型柱面结构（11）和上支座板挡块（15）内侧壁之间设置横桥向转动块（4）和顺桥向转动块（5），所述横桥向转动块（4）和顺桥向转动挡块（5）的外侧面均与上支座板挡块（15）内壁平面滑动连接；内侧面均设有与凸型柱面结构（11）相匹配的凹型柱面结构（12），使之球面转动连接；底面均设有凸型球面结构（13），所述上支座板挡块（15）底部相应位置设有水平转动挡块（8），其顶面设有与凸型球面结构（13）匹配的凹型球面结构（14），使之球面转动连接；顶面均与上支座板挡块（15）槽口内壁之间留有调节间隙。
2.根据权利要求1所述的多向协调式转动固定型桥梁支座，其特征在于：所述横桥向转动块（4）和顺桥向转动挡块（5）为优质耐候钢。
3.根据权利要求1或2所述的多向协调式转动固定型桥梁支座，其特征在于：所述横桥向转动块（4）和顺桥向转动挡块（5）顶面与上支座板挡块（15）槽口内壁之间的调节间隙不小于10mm。
4.根据权利要求1所述的多向协调式转动固定型桥梁支座，其特征在于：所述上支座板（1）与球冠衬板（2）的平面连接处设有第一摩擦副（6）；下支座板（3）与球冠衬板（2）球面接触处设有第二摩擦副（7）。
5.根据权利要求1所述的多向协调式转动固定型桥梁支座，其特征在于：所述横桥向转动块（4）和顺桥向转动挡块（5）外侧面与上支座板挡块（15）内侧壁的平面接触处均设有第三摩擦副（9）；内侧面与下支座板（3）上端外沿球面接触处均设有第四摩擦副（10）；底面与水平转动挡块（8）球面接触处均设有第五摩擦副（16）。
6.根据权利要求4或5所述的多向协调式转动固定型桥梁支座，其特征在于：所述第一摩擦副（5）、第二摩擦副（6）、第四摩擦副（4）和第五摩擦副（16）均由镜面不锈钢和改性超高分子量聚乙烯板组成；所述第三摩擦副（9）由SF-1B导向条和镜面不锈钢组成。
7.根据权利要求6所述的多向协调式转动固定型桥梁支座，其特征在于：所述镜面不锈钢的厚度不小于3mm；改性超高分子量聚乙烯板的厚度不小于7mm，并且在其与镜面不锈钢接触的表面上设有间隙不超过3mm的储脂槽，储脂槽内设有润滑脂。
8.根据权利要求7所述的多向协调式转动固定型桥梁支座，其特征在于：所述润滑脂为5201硅脂。
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