CN111074758A - 新型支座连接装置 - Google Patents

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彭天波
郭智豪
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    • E01D19/00—Structural or constructional details of bridges
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Abstract

本发明涉及一种新型支座连接装置，通过用上固定螺栓将上Z型开孔连接板固定于上预埋钢板可将荷载由梁底传至上Z型开孔连接板；再由上水平限位螺栓、上竖向限位螺栓将上Z型开孔连接板的荷载传递至支座顶板，至此完成将荷载从梁底到支座的传递并且支座顶板已被完全固定；再由支座底板将荷载通过下水平限位螺栓、下竖向限位螺栓传递至下Z型开孔连接板；通过用下固定螺栓将下Z型开孔连接板固定于下预埋钢板可将荷载由下Z型开孔连接板传至盖梁，至此完成将荷载从梁底传递至盖梁并且支座已被完全固定。该新型支座连接板适用于各种支座连接安装，尤其适用于预制梁的支座连接安装，能使施工安装方便、维护更换容易且结构简单可靠。

Description

新型支座连接装置
技术领域
本发明涉及土木工程、桥梁工程技术领域，具体为新型支座连接装置。
背景技术
当前，对于采用预制梁的桥梁，其支座的安装通常采用地脚螺栓连接、焊接连接或地脚螺栓和焊接连接混合使用。
当采用地脚螺栓连接时，支座连接装置一般包括上套筒、上锚杆、上预埋钢板、下预埋钢板(不必须)、下套筒和下锚杆。需要预制梁在生产过程中按照设计位置预先将上预埋板预埋至梁底；之后，在施工现场吊装前，将支座固定在梁底的上预埋钢板上，并用螺栓拧紧；之后，将预制梁缓慢吊起，将支座下锚杆对准盖梁上预留孔，缓慢地落梁至临时支撑上，进行支座灌浆作业向盖梁预留孔内灌浆。整个过程中最难完成的是将整个预制梁吊起，通过调整预制梁的位置使下锚杆对准盖梁上预留孔，这就常会出现对位不准反复纠正和强行纠偏使支座产生初始变形的问题。并且在灌浆之后需要等待凝固时间，无法使支座快速投入使用。
当采用焊接连接时，连接装置包括上预埋板和下预埋板。需要在梁底和盖梁上与支座顶板、底板对应的位置处预埋钢板，支座就位后将支座的顶板、底板和预埋的顶板、底板焊接在一起。当对支座顶板和梁底预埋钢板焊接时，仰焊的难度大，焊接质量不易控制。环境温度低会增加焊接施工难度且焊接时的高温易对橡胶及聚四氟乙烯板产生影响。
当采用地脚螺栓和焊接连接混合使用时，连接装置基于前两种安装方法中的连接装置由具体施工方法决定。例如：支座和梁底采用地脚螺栓连接，支座和盖梁采用焊接连接，则连接装置包括上套筒、上锚杆、上预埋钢板和下预埋板。需要预制梁在生产过程中按照设计位置预先将上预埋板预埋至梁底；之后，在施工现场吊装前，将支座固定在梁底的上预埋钢板上，并用螺栓拧紧；之后，将预制梁缓慢吊起，将支座下底板对准盖梁上的下预埋板缓慢落梁，将支座底板和下预埋板焊接在一起。同样存在焊接时的高温易对橡胶及聚四氟乙烯板产生影响的问题。
为了保证预制梁和墩台能准确、有效且快速的连接。合理的支座连接装置应该构造要求简单，施工、安装方便，耐久性高、造价低，安装完后可使支座快速投入使用，并使日后对连接装置的更换和维护方便。因此支座连接装置在满足基本功能固定支座和传递荷载的同时应该兼顾其它特点。
发明内容
本发明旨在克服现有技术的缺陷，提供一种新型支座连接装置，能方便安装、快速安装并能使支座快速投入使用。
为了解决上述技术问题，本发明是这样实现的：
一种新型支座连接装置，其特征在于：它包括上预埋钢板、上Z型开孔连接板、上水平限位螺栓、上竖向限位螺栓、上固定螺栓、下固定螺栓、下竖向限位螺栓、下水平限位螺栓、下Z型开孔连接板、下预埋钢板；
所述上预埋钢板设于支座顶板上部且它们的四周分别设有上Z型开孔连接板，所述上Z型开孔连接板和上预埋钢板通过上固定螺栓连接，所述上水平限位螺栓和上竖向限位螺栓固定于上Z型开孔连接板并通过调整螺栓尾部伸长量固定支座顶板并将荷载传递至支座；
所述下预埋钢板设于支座底板下部且它们的四周分别设有下Z型开孔连接板，所述下Z型开孔连接板和下预埋钢板通过下固螺栓定连接，所述下水平限位螺栓和下竖向限位螺栓固定于下Z型开孔连接板并通过调整螺栓尾部伸长量固定支座底板并将荷载由支座传递至下Z型开孔连接板。
所述的新型支座连接装置，其特征在于：所述上Z型开孔连接板的上翼缘板和上预埋钢板之间通过上固定螺栓连接，所述上Z型开孔连接板的腹板上锚固上水平限位螺栓并在水平方向顶紧支座顶板，所述上Z型开孔连接板的下翼缘板上锚固上竖向限位螺栓并在竖直方向顶紧支座顶板；
所述下Z型开孔连接板的下翼缘板和下预埋钢板之间通过下固定螺栓连接，所述下Z型开孔连接板的腹板上锚固下水平限位螺栓并在水平方向顶紧支座底板，所述下Z型开孔连接板的上翼缘板上锚固下竖向限位螺栓并在竖直方向顶紧支座底板。
所述的新型支座连接装置，其特征在于：所述上预埋钢板和下预埋钢板均为带有剪力键的阶梯式钢板。
所述的新型支座连接装置，其特征在于：所述上预埋钢板和下预埋钢板的长度和宽度均大于支座顶板和支座底板的长度和宽度。
本发明的有益效果是：1)施工及安装方便，适应施工误差能力强。阶梯式设计的预埋钢板上层尺寸大于支座顶底板尺寸，支座安装时只要顶底板落在预埋钢板上层范围内，再通过调节水平、竖向限位螺栓尾部的伸缩量以适应施工误差，就可以使支座正常安装，无需反复调整整个预制梁或强行纠偏支座。可明显降低施工冗杂程度且避免因强行纠偏对支座产生的初始变形和内力；
2)无需浇筑砂浆或混凝土，可使支座尽快投入使用，缩短工期。预埋钢板提前制作好预先埋置在预制梁和盖梁中，Z型开孔连接板也可预制不占用工期，整个施工安装过程通过螺栓将各构件连接，无需现浇砂浆、混凝土等工序，不需要等待凝固时间。支座安装完毕即可投入使用；
3)便于更换和维护。本支座连接装置是通过几个简单构件的螺栓连接实现的，当需要更换或维护时，只需要将限位螺栓拧松，将固定螺栓卸下，就能拆下Z型开孔连接板更换或维护；
总之，本支座连接装置适用于各种支座连接安装，尤其适用于预制梁的支座连接安装，能使施工安装方便、维护更换容易且结构简单可靠。
附图说明
下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明：
图1为该新型支座连接板主视图。
图2为支座顶板和预制梁底连接的结构示意图。
图3为固定上预埋钢板和上Z型开孔连接板的示意图。
图4为固定上水平限位螺栓、上竖向限位螺栓的示意图。
图5为吊装预制梁将支座底板对准下预埋钢板的示意图。
图6为固定下预埋钢板和下Z型开孔连接板的示意图。
图7为固定下水平限位螺栓、下竖向限位螺栓的示意图。
图中标号：1为上预埋钢板、2为上Z型开孔连接板、3为上水平限位螺栓、4为上竖向限位螺栓、5为上固定螺栓、6为下固定螺栓、7为下竖向限位螺栓、8为下水平限位螺栓、9为下Z型开孔连接板、10为下预埋钢板、11为支座顶板、12为支座底板。
具体实施方式
实施例1
如图1所示，一种新型支座连接装置，该支座连接装置的组成包括上预埋钢板1、上Z型开孔连接板2、上水平限位螺栓3、上竖向限位螺栓4、上固定螺栓5、下固定螺栓6、下竖向限位螺栓7、下水平限位螺栓8、下Z型开孔连接板9、下预埋钢板10。上预埋钢板1通过上固定螺栓5连接和固定上Z型开孔连接板2，并将上部结构的荷载传递至上Z型开孔连接板2和支座顶板11；支座顶板11的水平位置通过与支座顶板11四条边对应的上Z型开孔连接板2上的上水平限位螺栓3固定；支座顶板11的竖向固定通过与支座顶板11四条边对应的上Z型开孔连接板2上的上竖向限位螺栓4固定；同理，下预埋钢板10通过下固定螺栓6连接和固定下Z型开孔连接板9，并将下Z型开孔连接板9和支座底板12的荷载传递至盖梁；支座底板12的水平位置通过与支座底板12四条边对应的下Z型开孔连接板9上的下水平限位螺栓8固定；支座底板12的竖向固定通过与支座底板12四条边对应的下Z型开孔连接板9上的下竖向限位螺栓7固定。
所述上预埋钢板1为带有剪力键的阶梯式钢板。用于通过上固定螺栓5连接和固定上Z型开孔连接板2，并将上部结构的荷载传递至上Z型开孔连接板2和支座顶板11。阶梯式设计既为上Z型开孔连接板2提供锚固位置，也为上水平限位螺栓3提供工作面使螺栓能对准支座顶板11。且钢板上阶梯尺寸略大于支座顶板11尺寸以容许施工误差。剪力键的类型和钢板阶梯的设计可根据具体情况调整。
所述上Z型开孔连接板2，是上、下翼板和腹板均带有螺纹孔的Z字型钢板。能够为上水平限位螺栓3、上竖向限位螺栓4和上固定螺栓5提供锚固位并置并传递荷载。Z字型腹板的厚度需要根据水平限位螺栓所需要的母材厚度确定。
所述上水平限位螺栓3是指牙纹强度满足具体需求的普通粗牙内六角螺栓。锚固于上Z型开孔连接板2的腹板上，通过调整螺栓尾部的伸出量来适应施工误差并在水平方向顶紧支座顶板11。采用内六角螺栓是考虑最大化利用工作空间，如工作空间充足可根据具体情况更换螺栓类型。
所述上竖向限位螺栓4是指牙纹强度满足具体需求的普通粗牙内六角螺栓。锚固于上Z型开孔连接板2的上翼板上，通过调整螺栓尾部的伸出量来适应施工误差并在竖直方向顶紧支座顶板11。如果是抗拉拔支座需要根据力学性能选择竖向限位螺栓4，因其要承受荷载，如果是非抗拉拔支座则只考虑竖向限位螺栓4限制支座顶板11的竖向位置的功能。采用内六角螺栓是考虑最大化利用工作空间，如工作空间充足可根据具体情况更换螺栓类型。
所述上固定螺栓5是指抗剪强度和牙纹强度满足具体需求的普通粗牙内六角螺栓。将上Z型开孔连接板2的下翼板和上预埋钢板1连接在一起，并传递荷载。采用内六角螺栓是考虑最大化利用工作空间，如工作空间充足可根据具体情况更换螺栓类型。
所述下固定螺栓6是指抗剪强度和牙纹强度满足具体需求的普通粗牙内六角螺栓。将下Z型开孔连接板9的下翼板和下预埋钢板10连接在一起，并传递荷载。采用内六角螺栓是考虑最大化利用工作空间，如工作空间充足可根据具体情况更换螺栓类型。
所述下竖向限位螺栓7是指牙纹强度满足具体需求的普通粗牙内六角螺栓。锚固于下Z型开孔连接板9的上翼板上，通过调整螺栓尾部的伸出量来适应施工误差并在竖直方向顶紧支座底板12。如果是抗拉拔支座需要根据力学性能选择竖向限位螺栓7，因其要承受荷载，如果是非抗拉拔支座则只考虑竖向限位螺栓7限制支座底板12的竖向位置的功能。采用内六角螺栓是考虑最大化利用工作空间，如工作空间充足可根据具体情况更换螺栓类型。
所述下水平限位螺栓8是指牙纹强度满足具体需求的普通粗牙内六角螺栓。锚固于下Z型开孔连接板9的腹板上，通过调整螺栓尾部的伸出量来适应施工误差并在水平方向顶紧支座底板12。采用内六角螺栓是考虑最大化利用工作空间，如工作空间充足可根据具体情况更换螺栓类型。
所述下Z型开孔连接板9，是上、下翼板和腹板均带有螺纹孔的Z字型钢板。能够为下水平限位螺栓8、下竖向限位螺栓7和下固定螺栓6提供锚固位并置并传递荷载。Z字型腹板的厚度需要根据水平限位螺栓所需要的母材厚度确定。
所述下预埋钢板10为带有剪力键的阶梯式钢板。用于通过下固定螺栓6连接和固定下Z型开孔连接板9，并将下Z型开孔连接板9和支座底板12的荷载传递至盖梁。阶梯式设计既为下Z型开孔连接板9提供锚固位置，也为下水平限位螺栓8提供工作面使螺栓能对准支座底板12。且钢板上阶梯尺寸略大于支座底板12尺寸以容许施工误差。剪力键的类型和钢板阶梯的设计可根据具体情况调整。
使用本支座连接板连接支座的流程实例：(1)如图2所示，将支座顶板11对准顶在预制梁底的上预埋钢板1的上阶梯范围内；(2)如图3所示，将四个上Z型开孔连接板2通过上固定螺栓5和上预埋钢板1连接；(3)如图4所示，通过调整上水平限位螺栓3和上竖向限位螺栓4的伸长量将支座顶板11固定；(4)如图5所示，吊装预制梁将支座底板12对准落在预制梁底的下预埋钢板10的上阶梯范围内；(5)如图6所示，将四个下Z型开孔连接板9通过下固定螺栓6和下预埋钢板10连接；(6)如图7所示，通过调整下水平限位螺栓8和下竖向限位螺栓9的伸长量将支座底板12固定，至此支座安装完毕。
上预埋钢板1和下预埋钢板2的上阶梯尺寸略大于支座顶板11和支座底板12尺寸以容许施工误差。剪力键的类型和钢板阶梯的设计可根据具体情况调整；上Z型开孔连接板2和下Z型开孔连接板9腹板的厚度需要根据水平限位螺栓所需要的母材厚度确定；上水平限位螺栓3和下水平限位螺栓8的牙纹强度需要满足具体要求，采用内六角螺栓是考虑最大化利用工作空间，如工作空间充足可根据具体情况更换螺栓类型；如果是抗拉拔支座需要根据力学性能选择上竖向限位螺栓4和下竖向限位螺栓7，因其要承受荷载，如果是非抗拉拔支座则只考虑竖向限位螺栓4限制支座顶板11竖向位置的功能或下竖向限位螺栓7限制支座底板12竖向位置的功能。采用内六角螺栓是考虑最大化利用工作空间，如工作空间充足可根据具体情况更换螺栓类型；上固定螺栓5和下固定螺栓6是指抗剪强度和牙纹强度满足具体需求的普通粗牙内六角螺栓。
本支座连接板的原理为：通过用上固定螺栓将上Z型开孔连接板固定于上预埋钢板可将荷载由梁底传至上Z型开孔连接板；再由上水平限位螺栓、上竖向限位螺栓将上Z型开孔连接板的荷载传递至支座顶板，至此完成将荷载从梁底到支座的传递并且支座顶板已被完全固定；再由支座底板将荷载通过下水平限位螺栓、下竖向限位螺栓传递至下Z型开孔连接板；通过用下固定螺栓将下Z型开孔连接板固定于下预埋钢板可将荷载由下Z型开孔连接板传至盖梁，至此完成将荷载从梁底传递至盖梁并且支座已被完全固定。

Claims (4)

1.一种新型支座连接装置，其特征在于：它包括上预埋钢板、上Z型开孔连接板、上水平限位螺栓、上竖向限位螺栓、上固定螺栓、下固定螺栓、下竖向限位螺栓、下水平限位螺栓、下Z型开孔连接板、下预埋钢板；
所述上预埋钢板设于支座顶板上部且它们的四周分别设有上Z型开孔连接板，所述上Z型开孔连接板和上预埋钢板通过上固定螺栓连接，所述上水平限位螺栓和上竖向限位螺栓固定于上Z型开孔连接板并通过调整螺栓尾部伸长量固定支座顶板并将荷载传递至支座；
所述下预埋钢板设于支座底板下部且它们的四周分别设有下Z型开孔连接板，所述下Z型开孔连接板和下预埋钢板通过下固螺栓定连接，所述下水平限位螺栓和下竖向限位螺栓固定于下Z型开孔连接板并通过调整螺栓尾部伸长量固定支座底板并将荷载由支座传递至下Z型开孔连接板。
2.根据权利要求1所述的新型支座连接装置，其特征在于：所述上Z型开孔连接板的上翼缘板和上预埋钢板之间通过上固定螺栓连接，所述上Z型开孔连接板的腹板上锚固上水平限位螺栓并在水平方向顶紧支座顶板，所述上Z型开孔连接板的下翼缘板上锚固上竖向限位螺栓并在竖直方向顶紧支座顶板；
所述下Z型开孔连接板的下翼缘板和下预埋钢板之间通过下固定螺栓连接，所述下Z型开孔连接板的腹板上锚固下水平限位螺栓并在水平方向顶紧支座底板，所述下Z型开孔连接板的上翼缘板上锚固下竖向限位螺栓并在竖直方向顶紧支座底板。
3.根据权利要求1所述的新型支座连接装置，其特征在于：所述上预埋钢板和下预埋钢板均为带有剪力键的阶梯式钢板。
4.根据权利要求1所述的新型支座连接装置，其特征在于：所述上预埋钢板和下预埋钢板的长度和宽度均大于支座顶板和支座底板的长度和宽度。
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