CN112048998B - 球支座及装有球支座的桥梁结构 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种球支座及装有球支座的桥梁结构，球支座包括：下座板，顶部形成有球形的凹面，凹面开设有凹槽；铺设于下座板的凹面上的下摩擦副，下摩擦副开设有对应于凹槽且贯穿的第一洞口；底部为球面且顶部为平面的球冠板，球冠板设于下摩擦副上，球冠板开设有对应于凹槽且贯穿的第二洞口；铺设于球冠板上的上摩擦副，上摩擦副开设有对应于凹槽且贯穿的第三洞口；设于上摩擦副上的上座板，上座板开设有对应于凹槽且贯穿的第四洞口；固定于上座板的限位板，限位板竖直向下穿设第四洞口，第三洞口，第二洞口，第一洞口且延伸至凹槽内，限位板和第四洞口，第三洞口，第二洞口，第一洞口，凹槽对应的内壁之间形成有调节间隙。
Description
技术领域
本发明涉及桥梁施工领域，尤指一种球支座及装有球支座的桥梁结构。
背景技术
常用的桥梁支座有球支座。中国专利CN2329697，公开了一种高承载全封闭球型桥梁支座，参阅图1，显示了现有技术中的高承载全封闭球型桥梁支座的示意图。结合图1所示，其包括有聚四氟乙烯滑动板片与上下不锈钢滑板形成的平面滑动和球面转动的双偶对摩擦副及它们的载体上、中、下三个座板；中座板的上平面具有多个圆形或其它形状的凹槽，凹槽内嵌入固定相应的聚四氟乙烯滑动板片，与上座板下平面的镜面不锈钢滑板形成平面滑动摩擦副；下座板的凹球面上具有多个圆形或其它形状的凹槽，凹槽内嵌入固定相应的聚四氟乙烯滑动板片，与中座板底部凸球面上的镜面不锈钢滑板形成转动摩擦副。在桥梁上安装该球型桥梁支座支座时，打开侧边的螺栓连接挂钩，将上锚栓和下锚栓分别与桥梁梁件及墩台锚固。
但是，上、中、下三个座板的相对两外侧设置限制位移结构，从而支座整体的体积大，尺寸大影响施工。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种球支座及装有球支座的桥梁结构，解决现有技术中上、中、下三个座板的相对两外侧设置限制位移结构，从而支座整体的体积大，尺寸大影响施工的问题。
实现上述目的的技术方案是：
本发明提供一种球支座，包括：
下座板，顶部形成有球形的凹面，所述凹面开设有凹槽；
铺设于所述下座板的凹面上的下摩擦副，所述下摩擦副开设有对应于所述凹槽且贯穿的第一洞口；
底部为球面且顶部为平面的球冠板，所述球冠板设于所述下摩擦副上，所述球冠板开设有对应于所述凹槽且贯穿的第二洞口；
设于所述上摩擦副上的上座板，所述上座板开设有对应于所述凹槽且贯穿的第四洞口；以及
固定于所述上座板的限位板，所述限位板竖直向下穿设所述第四洞口，所述第三洞口，所述第二洞口，所述第一洞口且延伸至所述凹槽内，所述限位板和所述第四洞口，所述第三洞口，所述第二洞口，所述第一洞口，所述凹槽对应的内壁之间形成有调节间隙。
本发明球支座的进一步改进在于，所述下摩擦副包括：
贴设固定于所述球冠板的底面的下不锈钢板；以及
贴设固定于所述下座板的凹面的下滑板，所述下滑板和所述下不锈钢板滑动相贴。
本发明球支座的进一步改进在于，
所述下不锈钢板上设有多个下孔洞；
所述下孔洞内设有顶部凸出所述下不锈钢板顶面的下滚珠，所述下滚珠可于所述下孔洞内自由滚动，所述下滚珠和所述下滑板滚动相贴。
本发明球支座的进一步改进在于，所述下滑板由按重量份数计的超高分子量聚乙烯47.5份和二氧化钼2.5份制成。
本发明球支座的进一步改进在于，所述上摩擦副包括：
贴设固定于所述上座板的底面的上不锈钢板；以及
贴设固定于所述球冠板顶面的上滑板，所述上滑板和所述上不锈钢板滑动相贴。
本发明球支座的进一步改进在于，
所述上不锈钢板上设有多个上孔洞；
所述上孔洞内设有顶部凸出所述上不锈钢板的上滚珠，所述上滚珠可于所述上孔洞内自由滚动，所述上滚珠和所述上滑板滚动相贴。
本发明球支座的进一步改进在于，所述上滑板由按重量份数计的超高分子量聚乙烯47.5份和二氧化钼2.5份制成。
本发明还提供一种装有球支座的桥梁结构，包括：
立设的墩台；
固定于所述墩台上的下座板，所述下座板的顶部形成有球形的凹面，所述凹面开设有凹槽；
铺设于所述下座板的凹面上的下摩擦副，所述下摩擦副开设有对应于所述凹槽且贯穿的第一洞口；
底部为球面且顶部为平面的球冠板，所述球冠板设于所述下摩擦副上，所述球冠板开设有对应于所述凹槽且贯穿的第二洞口；
铺设于所述球冠板上的上摩擦副，所述上摩擦副开设有对应于所述凹槽且贯穿的第三洞口；
设于所述上摩擦副上的上座板，所述上座板开设有对应于所述凹槽且贯穿的第四洞口；
固定于所述上座板的限位板，所述限位板竖直向下穿设所述第四洞口，所述第三洞口，所述第二洞口，所述第一洞口且延伸至所述凹槽内，所述限位板和所述第四洞口，所述第三洞口，所述第二洞口，所述第一洞口，所述凹槽对应的内壁之间形成有调节间隙；以及
设于所述墩台上方的梁体，所述梁体和所述上座板固接。
本发明装有球支座的桥梁结构的进一步改进在于，
所述下座板的底部固定有下固定件，通过所述下固定件将所述下座板固定于所述墩台；
所述上座板的顶部固定有上固定件，通过所述上固定件将所述上座板固定于所述梁体。
本发明装有球支座的桥梁结构的进一步改进在于，所述下固定件插设于所述墩台的预留孔内，并通过灌浆将所述下固定件和所述墩台固接；
所述上固定件插设于所述梁体的预留孔内，并通过灌浆将所述上固定件和所述梁体固接。
本发明球支座及装有球支座的桥梁结构的有益效果：
本发明利用上摩擦副产生的相对位移来达到适应结构产生的滑动位移；通过下摩擦副产生的相对位移来达到适应结构产生的转动位移。
本发明通过采用固定于上座板的限位板竖直向下穿设上座板、球冠板的洞口且延伸至下座板的凹槽内，在使用过程中，通过限位板抵靠所述洞口对应的内壁以防止上座板、球冠板、下座板滑移过大而发生脱落，以实现限制位移。用于限制位移的限位板设于结构内部，结构更为紧凑，从而能够减小球支座整体的尺寸。
本发明采用小摩擦系数，实现减小球支座在使用中的摩擦损耗，提高承载力，提高球支座的摩擦性能、耐磨性能和各项力学性能。通过采用二氧化钼填充的超高分子量聚乙烯材料，充分发挥了材料优良特性，减小使用中的摩擦损耗，材料的硬度强度较大，弥补了球支座开洞破坏整体性的不足，提升球支座的承载力，从而提高球支座的摩擦性能、耐磨性能和各项力学性能，延长使用寿命。
附图说明
图1为现有技术中的高承载全封闭球型桥梁支座的示意图。
图2为本发明球支座的主视图。
图3为本发明球支座的竖向剖视图。
图4为图2的俯视图。
图5为图2的A-A方向的剖视图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。
参阅图2，显示了本发明球支座的主视图。图3为本发明球支座的竖向剖视图。结合图2和图3所示，本发明球支座包括：
下座板10，顶部形成有球形的凹面，凹面开设有凹槽；
铺设于下座板10的凹面上的下摩擦副20，下摩擦副20开设有对应于凹槽且贯穿的第一洞口；
底部为球面且顶部为平面的球冠板30，球冠板30设于下摩擦副20上，球冠板30开设有对应于凹槽且贯穿的第二洞口；
铺设于球冠板30上的上摩擦副40，上摩擦副40开设有对应于凹槽且贯穿的第三洞口；
设于上摩擦副40上的上座板50，上座板50开设有对应于凹槽且贯穿的第四洞口；以及
固定于上座板60的限位板70，限位板70竖直向下穿设第四洞口，第三洞口，第二洞口，第一洞口且延伸至凹槽内，限位板70和第四洞口，第三洞口，第二洞口，第一洞口，凹槽对应的内壁之间形成有调节间隙。
进一步地，参阅图4为图2的俯视图。图5为图2的A-A方向的剖视图。结合图2至图5所示，限位板70有两个，两个限位板70对应于第一洞口至第四洞口的相对的两个内壁，限位板70和对应的内壁之间形成有调节间隙，在球支座使用过程中能够进行适应性调节，且限位防止移动幅度过大而发生脱离。
具体地，洞口为矩形洞口。洞口的中心和上座板、球冠板的中心位于同一竖直线上。洞口相对于中心对称。在使用过程中，通过限位板抵靠对应的内壁以防止上座板、球冠板、下座板滑移过大而发生脱落，以实现限制位移。用于限制位移的限位板设于结构内部，结构更为紧凑，从而能够减小球支座整体的尺寸。
具体地，上座板50和下座板10均为圆板，上座板50的直径大于和下座板10的直径。上座板50、球冠板30和下座板10的中心位于同一竖直线上。球支座整体为中心对称结构。
作为本发明球支座的一较佳实施方式，下摩擦副20包括：
贴设固定于球冠板30的底面的下不锈钢板；以及
贴设固定于下座板10的凹面的下滑板，下滑板和下不锈钢板滑动相贴。
具体地，将下不锈钢板焊接在球冠板30的底面，进行固定。将下滑板贴在下座板10的顶部的凹面内。
作为本发明球支座的一较佳实施方式，下不锈钢板上设有多个下孔洞；下孔洞内设有顶部凸出下不锈钢板顶面的下滚珠，下滚珠可于下孔洞内自由滚动，下滚珠和下滑板滚动相贴。在使用过程中，下不锈钢板和下滑板之间滚动摩擦，摩擦阻力小。
作为本发明球支座的一较佳实施方式，下滑板由按重量份数计的超高分子量聚乙烯47.5份和二氧化钼2.5份制成。
作为本发明球支座的一较佳实施方式，上摩擦副40包括：
贴设固定于上座板50的底面的上不锈钢板；以及
贴设固定于球冠板30顶面的上滑板，上滑板和上不锈钢板滑动相贴。
具体地，将上不锈钢板焊接在球冠板30的底面进行固定。将上滑板贴在球冠板30的顶面。
作为本发明球支座的一较佳实施方式，上不锈钢板上设有多个上孔洞；上孔洞内设有顶部凸出上不锈钢板的上滚珠，上滚珠可于上孔洞内自由滚动，上滚珠和上滑板滚动相贴。在使用过程中，上不锈钢板和上滑板之间滚动摩擦，摩擦阻力小。
作为本发明球支座的一较佳实施方式，上滑板由按重量份数计的超高分子量聚乙烯47.5份和二氧化钼2.5份制成。
在本实施例中，UHMPWE/MoS2材料为二氧化钼（MoS2）填充的超高分子量聚乙烯（UHMPWE）材料，按重量份数计由以下组分组成：UHMPWE 47.5份，MoS22.5份。UHMPWE为德国Ticona公司生产的UHMPWE -Ⅸ；MoS2为上海一帆石墨有限公司生产，粒径为40m。原料经过预处理、混合、模压成型和冷却步骤后制成成品。二氧化钼（MoS2）填充的UHMPWE材料与UHMPWE相比，摩擦系数大幅下降，磨耗率减少约50%。本发明采用小摩擦系数的耐磨板，实现减小球支座在使用中的摩擦损耗，提高承载力，提高球支座的摩擦性能、耐磨性能和各项力学性能。
具体地，超高分子量聚乙烯（UHMPWE）是分子量100万以上的聚乙烯。超高分子量聚乙烯是一种高分子化合物，很难加工，并且具有超强的耐磨性、自润滑性。耐磨性与分子量成正比，分子量越高，其耐磨性越好。经过表面改性的二硫化钼加入到润滑脂后，可降低磨损和摩擦系数，改善润滑脂的抗磨减摩尔性能。
UHMPWE/MoS2材料的硬度强度较大，弥补了球支座开洞破坏整体性的不足，提升球支座的承载力，从而提高球支座的摩擦性能、耐磨性能和各项力学性能，延长使用寿命。
本发明还提供一种装有球支座的桥梁结构，包括：
立设的墩台；
下座板10，顶部形成有球形的凹面，凹面开设有凹槽；
铺设于下座板10的凹面上的下摩擦副20，下摩擦副20开设有对应于凹槽且贯穿的第一洞口；
底部为球面且顶部为平面的球冠板30，球冠板30设于下摩擦副20上，球冠板30开设有对应于凹槽且贯穿的第二洞口；
铺设于球冠板30上的上摩擦副40，上摩擦副40开设有对应于凹槽且贯穿的第三洞口；
设于上摩擦副40上的上座板50，上座板50开设有对应于凹槽且贯穿的第四洞口；
固定于上座板60的限位板70，限位板70竖直向下穿设第四洞口，第三洞口，第二洞口，第一洞口且延伸至凹槽内，限位板70和第四洞口，第三洞口，第二洞口，第一洞口，凹槽对应的内壁之间形成有调节间隙；以及
设于墩台上方的梁体，梁体和上座板50固接。
作为本发明装有球支座的桥梁结构的一较佳实施方式，
下座板10的底部固定有下固定件80，通过下固定件将下座板10固定于墩台；
上座板50的顶部固定有上固定件90，通过上固定件90将上座板50固定于梁体。
作为本发明装有球支座的桥梁结构的一较佳实施方式，下固定件80插设于墩台的预留孔内，并通过灌浆将下固定件80和墩台固接；上固定件90插设于梁体的预留孔内，并通过灌浆将上固定件90和梁体固接。
本发明球支座及装有球支座的桥梁结构的有益效果为：
本发明利用上摩擦副产生的相对位移来达到适应结构产生的滑动位移；通过下摩擦副产生的相对位移来达到适应结构产生的转动位移。
本发明通过采用固定于上座板的限位板竖直向下穿设上座板、球冠板的洞口且延伸至下座板的凹槽内，在使用过程中，通过限位板抵靠洞口对应的内壁以防止上座板、球冠板、下座板滑移过大而发生脱落，以实现限制位移。用于限制位移的限位板设于结构内部，结构更为紧凑，从而能够减小球支座整体的尺寸。
本发明采用小摩擦系数，实现减小球支座在使用中的摩擦损耗，提高承载力，提高球支座的摩擦性能、耐磨性能和各项力学性能。通过采用二氧化钼填充的超高分子量聚乙烯材料，充分发挥了材料优良特性，减小使用中的摩擦损耗，材料的硬度强度较大，弥补了球支座开洞破坏整体性的不足，提升球支座的承载力，从而提高球支座的摩擦性能、耐磨性能和各项力学性能，延长使用寿命。
以上结合附图实施例对本发明进行了详细说明，本领域中普通技术人员可根据上述说明对本发明做出种种变化例。因而，实施例中的某些细节不应构成对本发明的限定，本发明将以所附权利要求书界定的范围作为本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种球支座，其特征在于，包括：
下座板，顶部形成有球形的凹面，所述凹面开设有凹槽；
铺设于所述下座板的凹面上的下摩擦副，所述下摩擦副开设有对应于所述凹槽且贯穿的第一洞口；
底部为球面且顶部为平面的球冠板，所述球冠板设于所述下摩擦副上，所述球冠板开设有对应于所述凹槽且贯穿的第二洞口；
铺设于所述球冠板上的上摩擦副，所述上摩擦副开设有对应于所述凹槽且贯穿的第三洞口；
设于所述上摩擦副上的上座板，所述上座板开设有对应于所述凹槽且贯穿的第四洞口；以及
固定于所述上座板的限位板，所述限位板竖直向下穿设所述第四洞口，所述第三洞口，所述第二洞口，所述第一洞口且延伸至所述凹槽内，所述限位板和所述第四洞口，所述第三洞口，所述第二洞口，所述第一洞口，所述凹槽对应的内壁之间形成有调节间隙；所述下摩擦副包括：
贴设固定于所述球冠板的底面的下不锈钢板；以及
贴设固定于所述下座板的凹面的下滑板，所述下滑板和所述下不锈钢板滑动相贴；所述下不锈钢板上设有多个下孔洞；
所述下孔洞内设有顶部凸出所述下不锈钢板顶面的下滚珠，所述下滚珠可于所述下孔洞内自由滚动，所述下滚珠和所述下滑板滚动相贴；
所述上摩擦副包括：
贴设固定于所述上座板的底面的上不锈钢板；以及
贴设固定于所述球冠板顶面的上滑板，所述上滑板和所述上不锈钢板滑动相贴；
所述上不锈钢板上设有多个上孔洞；
所述上孔洞内设有顶部凸出所述上不锈钢板的上滚珠，所述上滚珠可于所述上孔洞内自由滚动，所述上滚珠和所述上滑板滚动相贴。
2.如权利要求1所述的球支座，其特征在于，
所述下滑板由按重量份数计的超高分子量聚乙烯47.5份和二氧化钼2.5份制成。
3.如权利要求1所述的球支座，其特征在于，
所述上滑板由按重量份数计的超高分子量聚乙烯47.5份和二氧化钼2.5份制成。
4.一种装有根据权利要求1至3任一项所述的球支座的桥梁结构，其特征在于，包括：
立设的墩台；
固定于所述墩台上的下座板，所述下座板的顶部形成有球形的凹面，所述凹面开设有凹槽；
铺设于所述下座板的凹面上的下摩擦副，所述下摩擦副开设有对应于所述凹槽且贯穿的第一洞口；
底部为球面且顶部为平面的球冠板，所述球冠板设于所述下摩擦副上，所述球冠板开设有对应于所述凹槽且贯穿的第二洞口；
铺设于所述球冠板上的上摩擦副，所述上摩擦副开设有对应于所述凹槽且贯穿的第三洞口；
设于所述上摩擦副上的上座板，所述上座板开设有对应于所述凹槽且贯穿的第四洞口；
固定于所述上座板的限位板，所述限位板竖直向下穿设所述第四洞口，所述第三洞口，所述第二洞口，所述第一洞口且延伸至所述凹槽内，所述限位板和所述第四洞口，所述第三洞口，所述第二洞口，所述第一洞口，所述凹槽对应的内壁之间形成有调节间隙；以及
设于所述墩台上方的梁体，所述梁体和所述上座板固接。
5.如权利要求4所述的桥梁结构，其特征在于，
所述下座板的底部固定有下固定件，通过所述下固定件将所述下座板固定于所述墩台；
所述上座板的顶部固定有上固定件，通过所述上固定件将所述上座板固定于所述梁体。
6.如权利要求5所述的桥梁结构，其特征在于，
所述下固定件插设于所述墩台的预留孔内，并通过灌浆将所述下固定件和所述墩台固接；
所述上固定件插设于所述梁体的预留孔内，并通过灌浆将所述上固定件和所述梁体固接。
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2020
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