CN109736187B - 一种倒置式钢桁梁球型支座 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种倒置式钢桁梁球型支座，包括上座板、球冠衬板和下座板；上座板的下表面为内凹的球面，上座板的下表面端侧设有上座板限位块，曲面滑板通过第一镶槽嵌固于上座板的下表面；球冠衬板的上表面为外凸的球面，球冠衬板的上表面固定有曲面不锈钢，曲面不锈钢的另一表面与曲面滑板和密封圈抵接；下座板的周侧外壁设有下座板凸缘，下座板凸缘的周侧外壁与上座板盆环的周侧内壁抵接，使得上座板盆外包裹下座板凸缘。本发明避免了因支座转动或水平滑移而造成的支座对钢桁梁支承反力点的偏移，确保了钢桁梁受力的可靠性；采用上座板包裹下座板结构形式，具有防水防尘作用，特别是避免了支座因冷凝水或雨水无法排除而出现锈蚀问题。
Description
技术领域
本发明属于桥梁附件技术领域，具体地，涉及一种倒置式钢桁梁球型支座。
背景技术
随着我国客运专线铁路、高速铁路、高速公路及城市立交桥等桥梁工程的快速发展，球型支座作为一种新型桥梁支座因其大承载能力、大转角、长使用寿命的优异性能，在铁路桥梁及公路桥梁中逐渐得到广泛的大规模应用。钢桁梁桥作为铁路桥梁的一种常用桥型，通过桁架构成梁体承载结构，梁体自重和车辆重量等载荷均由桁架连杆传递到桁架节点处，再经由节点处的支座传递到桥梁墩台。由于钢桁梁桥的梁部载荷通过节点传递到墩台，需要保证桥梁工作时梁部节点始终与下部支反力作用线重合，如使用普通支座，则当梁体发生水平位移或竖向转角时，钢桁梁传力节点与支座支承反力作用线会出现偏离，使钢桁梁桥梁体受力状况不利。为保证钢桁梁桥承载可靠、桁架连杆受力稳定，通常采用铰轴支座作为支座类型，也有使用普通球座作为支座类型，但由于钢桁梁桥载荷主要通过桁架连杆和主肋板向下方支座传递，载荷通过上座板与中座板的接合面传递给中座板的下表面，继而传递到支座下座板和墩台上，这种传递载荷主要呈线性分布，不能均匀分布于球型支座顶面。为保证球型支座与墩台混凝土受力均匀，保证支座球面变形均匀，需在支座顶面增加大型传力垫块，使载荷作用变均匀，形成组合支座形式；上述两种支座类型在使用中存在建筑高度高、平面尺寸大，铰轴传力面为线性接触易磨损、铰轴轴线需要与梁体横向平行安装要求高、可靠性低等不足。
中国专利CN205259054U公开了一种钢桁梁桥用球型支座，包括有上座板、中座板和下座板；上座板的下表面为凹球面；中座板的上表面为与上座板下表面配合的凸球面；镶嵌在上座板凹球面上的球面非金属滑板与贴覆在中座板凸球面上的球面不锈钢滑板构成球面竖向转动摩擦副，用以球型支座的转动；中座板的下表面为平面；镶嵌在中座板下表面的平面滑板与贴覆在下座板上表面的平面不锈钢滑板构成平面滑动摩擦副，用以实现球型支座的水平滑动。其能够解决上述两种支座类型在使用中存在建筑高度高、平面尺寸大，铰轴传力面为线性接触易磨损、铰轴轴线需要与梁体横向平行安装要求高、可靠性低等不足。但是它的结构设计中，属于下座板包裹上座板的，极易出现支座因冷凝水或雨水无法排除而出现锈蚀问题，影响支座的运行和使用寿命。
发明内容
为了解决上述的技术问题，本发明提供了一种倒置式钢桁梁球型支座。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种倒置式钢桁梁球型支座，包括上座板、球冠衬板和下座板；
所述上座板的上表面为与钢桁梁桥固联的平面，所述上座板采用螺栓与钢桁梁连接；所述上座板的下表面为内凹的球面，所述上座板的下表面端侧设有上座板限位块，所述上座板的凹球面上开有用以固定曲面滑板的第一镶槽，所述曲面滑板通过第一镶槽嵌固于上座板的下表面；所述上座板的凹球面上还开有用以固定第一密封圈的第一嵌槽，所述第一密封圈通过第一嵌槽嵌固于上座板的下表面；
所述球冠衬板的上表面为外凸的球面，所述球冠衬板的上表面固定有曲面不锈钢，所述曲面不锈钢的另一表面与曲面滑板和密封圈抵接；所述球冠衬板的下表面为平面，所述球冠衬板的下表面开有用以固定平面滑板的第二镶槽，所述平面滑板通过第二镶槽嵌固于球球冠衬板的下表面，所述球冠衬板的下表面还开有用以固定第二密封圈的第二嵌槽，所述第二密封圈通过第二嵌槽嵌固于球冠衬板的下表面；
所述下座板的周侧外壁设有下座板凸缘，所述下座板凸缘的上表面与下座板的上表面齐平，所述下座板凸缘的周侧外壁与上座板限位块的周侧内壁抵接，使得上座板盆外包裹下座板凸缘；所述下座板的上表面固定有平面不锈钢，所述平面不锈钢的上表面与平面滑板的下表面抵接。
进一步地，所述第一镶槽为整体式或多片分布式，第一嵌槽位于第一镶槽的外侧。
进一步地，所述曲面不锈钢通过焊接固定于球冠衬板的上表面。
进一步地，所述第二镶槽为整体式或多片分布式，第二嵌槽位于第二镶槽的外侧。
进一步地，所述平面不锈钢通过焊接固定于下座板的上表面。
进一步地，所述下座板的下表面通过锚固螺栓与墩顶连接。
进一步地，所述下座板限位块为圆环结构、四方结构或两两平行的四个条状结构，形成一种固定型倒置式钢桁梁球型支座。
进一步地，所述下座板限位块为两个平行条状结构，形成一种单向型倒置式钢桁梁球型支座。
本发明的有益效果：
(1)本发明避免了因支座转动或水平滑移而造成的支座对钢桁梁支承反力点的偏移，确保了钢桁梁受力的可靠性；
(2)采用上座板包裹下座板结构形式，具有防水防尘作用，特别是避免了支座因冷凝水或雨水无法排除而出现锈蚀问题；
(3)上座外伸圆环深度小，在一定的水平力作用下，底部受力弯矩小，提高了支座水平承载力。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1是本发明一种倒置式钢桁梁球型支座的结构示意图；
图示：1、上座板，11、上座板限位块，2、曲面滑板，3、曲面不锈钢，4、球冠衬板，51、第一密封圈，52、第二密封圈，6、下座板，61、下座板凸缘，7、平面滑板，8、平面不锈钢。
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。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它实施例，都属于本发明保护的范围。
一种倒置式钢桁梁球型支座，如图1所示，包括上座板1、球冠衬板4和下座板6；
上座板1的上表面为与钢桁梁桥固联的平面，上座板1采用螺栓与钢桁梁连接；上座板1的下表面为内凹的球面，上座板1的下表面端侧设有上座板限位块11，上座板1的凹球面上开有用以固定曲面滑板2的第一镶槽，第一镶槽为整体式或多片分布式，曲面滑板2通过第一镶槽嵌固于上座板1的下表面；上座板1的凹球面上还开有用以固定第一密封圈51的第一嵌槽，第一嵌槽位于第一镶槽的外侧，第一密封圈51通过第一嵌槽嵌固于上座板1的下表面；
球冠衬板4的上表面为外凸的球面，球冠衬板4的上表面固定有曲面不锈钢3，曲面不锈钢3通过焊接固定于球冠衬板4的上表面，曲面不锈钢3的另一表面与曲面滑板2和密封圈5抵接；球冠衬板4的下表面为平面，球冠衬板4的下表面开有用以固定平面滑板7的第二镶槽，第二镶槽为整体式或多片分布式，平面滑板7通过第二镶槽嵌固于球球冠衬板4的下表面，球冠衬板4的下表面还开有用以固定第二密封圈52的第二嵌槽，第二嵌槽位于第二镶槽的外侧，第二密封圈52通过第二嵌槽嵌固于球冠衬板4的下表面；
下座板6的周侧外壁设有下座板凸缘61，下座板凸缘61的上表面与下座板6的上表面齐平，下座板凸缘61的周侧外壁与上座板限位块11的周侧内壁抵接，使得上座板盆11外包裹下座板凸缘61，起到防水密封作用；下座板6的上表面固定有平面不锈钢8，平面不锈钢8通过焊接固定于下座板6的上表面，平面不锈钢8的上表面与平面滑板7的下表面抵接；下座板6的下表面通过锚固螺栓与墩顶连接；其中，上座板限位块11为圆环结构、四方结构或两两平行的四个条状结构，形成一种固定型倒置式钢桁梁球型支座；所述上座板限位块11为两个平行条状结构，形成一种单向型倒置式钢桁梁球型支座。
本发明的工作原理及方式：
镶嵌在球冠衬板4上的曲面不锈钢3与贴覆在上座板1上的曲面滑板2构成球面竖向转动摩擦副，用以球型支座的转动；
镶嵌在球冠衬板4下表面的平面滑板7与贴覆在下座板6上表面的平面不锈钢8构成平面滑动摩擦副，用以实现球型支座的水平滑移；
下座板凸缘61的周侧外壁与上座板限位块11的周侧内壁抵接，使得上座板限位块11外包裹下座板凸缘61，起到防水密封作用，特别是避免了支座因冷凝水或雨水无法排除而出现锈蚀问题；
本发明避免了因支座转动滑移而造成的支座对钢桁梁支承反力点的偏移，确保了钢桁梁受力的可靠性；
采用上座板包裹下座板结构形式，具有防水防尘作用，特别是避免了支座因冷凝水或雨水无法排除而出现锈蚀问题；
上座外伸圆环深度小，在一定的水平力作用下，底部受力弯矩小，提高了支座水平承载力。
以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种倒置式钢桁梁球型支座，其特征在于，包括上座板(1)、球冠衬板(4)和下座板(6)；
所述上座板(1)的上表面为与钢桁梁桥固联的平面，所述上座板(1)采用螺栓与钢桁梁连接；所述上座板(1)的下表面为内凹的球面，所述上座板(1)的下表面端侧设有上座板限位块(11)，所述上座板(1)的凹球面上开有用以固定曲面滑板(2)的第一镶槽，所述曲面滑板(2)通过第一镶槽嵌固于上座板(1)的下表面；所述上座板(1)的凹球面上还开有用以固定第一密封圈(51)的第一嵌槽，所述第一密封圈(51)通过第一嵌槽嵌固于上座板(1)的下表面；
所述球冠衬板(4)的上表面为外凸的球面，所述球冠衬板(4)的上表面固定有曲面不锈钢(3)，所述曲面不锈钢(3)的另一表面与曲面滑板(2)和密封圈(5)抵接；所述球冠衬板(4)的下表面为平面，所述球冠衬板(4)的下表面开有用以固定平面滑板(7)的第二镶槽，所述平面滑板(7)通过第二镶槽嵌固于球球冠衬板(4)的下表面，所述球冠衬板(4)的下表面还开有用以固定第二密封圈(52)的第二嵌槽，所述第二密封圈(52)通过第二嵌槽嵌固于球冠衬板(4)的下表面；
所述下座板(6)的周侧外壁设有下座板凸缘(61)，所述下座板凸缘(61)的上表面与下座板(6)的上表面齐平，所述下座板凸缘(61)的周侧外壁与上座板限位块(11)的周侧内壁抵接，使得上座板限位块(11)外包裹下座板凸缘(61)；所述下座板(6)的上表面固定有平面不锈钢(8)，所述平面不锈钢(8)的上表面与平面滑板(7)的下表面抵接；
所述第一镶槽为整体式或多片分布式，第一嵌槽位于第一镶槽的外侧；
所述曲面不锈钢(3)通过焊接固定于球冠衬板(4)的上表面。
2.根据权利要求1所述的一种倒置式钢桁梁球型支座，其特征在于，所述第二镶槽为整体式或多片分布式，第二嵌槽位于第二镶槽的外侧。
3.根据权利要求1所述的一种倒置式钢桁梁球型支座，其特征在于，所述平面不锈钢(8)通过焊接固定于下座板(6)的上表面。
4.根据权利要求1所述的一种倒置式钢桁梁球型支座，其特征在于，所述下座板(6)的下表面通过锚固螺栓与墩顶连接。
5.根据权利要求1所述的一种倒置式钢桁梁球型支座，其特征在于，所述上座板限位块(11)为圆环结构、四方结构或两两平行的四个条状结构，形成一种固定型倒置式钢桁梁球型支座。
6.根据权利要求1所述的一种倒置式钢桁梁球型支座，其特征在于，所述上座板限位块(11)为两个平行条状结构，形成一种单向型倒置式钢桁梁球型支座。
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