CN113356040B - 桥梁坡度、转角可调的球型钢支座 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种桥梁坡度、转角可调的球型钢支座，包括支座本体与坡度自适应组件，所述坡度自适应组件设于所述支座本体上；所述坡度自适应组件包括上调平球冠与上预埋钢板，所述上调平球冠设于所述支座本体与上预埋钢板之间，所述上调平球冠的顶面设有弧形凸起，所述上预埋钢板底面设有与所述弧形凸起相配合的弧形凹槽。本发明球型钢支座的支座本体上设有坡度自适应组件，在支座安装的过程中，上调平球冠通过与支座本体之间的滑动性能，调整自身位置以适应梁底的实际坡度，可以满足设计范围内的任何坡度。

Description

桥梁坡度、转角可调的球型钢支座

技术领域

本发明属于桥梁领域，尤其涉及一种球型钢支座。

背景技术

随着我国基础建设的飞速发展，桥梁建设的突飞猛进，城市轨道交通制式发展也越来越多样，出现了越来越多的高架轨道形式。因此，桥梁支座也需要不断改进，以满足桥梁承载和变位要求，从而确保桥梁安全、可靠运营的需求。

通常来讲，桥梁支座需要承受和传递桥梁结构的上部荷载，并能释放桥梁结构的各种应力和变形。针对不同的桥梁结构和使用环境，桥梁支座还需满足以下功能：比如，对于抗震区域的桥梁，需要采用减隔震支座消减地震效应；对于宽桥和大跨度的桥梁，需要大位移和大转角支座相适应；对于弯桥、斜桥等结构复杂的非正交桥梁，需要采用绕垂直方向旋转的支座相适应，避免桥梁纵向位移滑动受阻或卡死。另外，桥梁支座还需适应桥梁施工的技术水平以及自身的安装条件，具有纠正错误的安装方向等功能，当施工和安装出现偏差时，支座应具有可调节性要求，以避免支座脱空后产生局部超载受力，避免桥梁结构和支座损伤。

近年来国家大力发展城市轨道交通建设，城市轻轨得到了广泛发展。由于轨道梁的特殊性，桥梁支座需要适应较小曲线半径、较高施工精度、复杂结构体系等要求。通用的球形钢支座，通常在上、下支座板之间设置钢球冠，通过钢球冠与下支座板间的球面摩擦，实现转动功能。目前对处于纵坡的桥梁，通常采用调整梁底混凝土楔形块等方式来适用梁体坡度，施工要求高，支座的性能不能充分发挥。并且，对于整个高架结构来说，外部条件对结构的作用影响是随机变化的，尤其是当上部荷载不能够完全对称布置，在某些工况下整体结构还会有扭转倾向，此时普通的球型支座难以满足需求。还有，由于普通球型支座不具备轻轨线路所需要的水平各方向位移调节功能，造成支座安装精度不高、成桥后结构存在初始内力以及支座对上部结构位移调节功能较差等比较突出的问题。

因此，亟需一种安装方便、施工简单、施工精度较高、同时又能满足桥梁各方向转动需求及减隔震效果的支座，应用于工程实践。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服以上背景技术中提到的不足和缺陷，提供一种对梁底坡度实现“自适应”功能、施工方便、施工精度高的桥梁坡度、转角可调的球型钢支座。为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种桥梁坡度、转角可调的球型钢支座，包括支座本体与坡度自适应组件，所述坡度自适应组件设于所述支座本体上；所述坡度自适应组件包括上调平球冠与上预埋钢板，所述上调平球冠设于所述支座本体与上预埋钢板之间，所述上调平球冠的顶面设有弧形凸起，所述上预埋钢板底面设有与所述弧形凸起相配合的弧形凹槽。上调平球冠相对于支座本体可滑动设置，相对于上预埋钢板可转动设置。

上述球型钢支座中，优选的，所述上预埋钢板的四周设有挡条，所述挡条围绕所述支座本体顶部设置。上述挡条围绕上支座钢板设置，将上支座钢板“包裹”，可保证在支座安装的过程中，上支座钢板与上预埋钢板的竖向相对位置不发生较大改变，同时由于挡条的存在，增大了支座水平方向的抗剪面积，增强了支座在水平方向的承载能力，提高了支座的安装稳定性能。

上述球型钢支座中，优选的，所述上调平球冠与所述支座本体之间设有第一不锈钢板。第一不锈钢板的作用在于减少摩擦，利于滑动。

上述球型钢支座中，优选的，还包括用于将所述上预埋钢板与所述支座本体连接的上螺栓连接组件。上述上螺栓连接组件将上预埋钢板与上支座钢板连接。上述上螺栓连接组件包括螺杆、螺帽等部件，可向上延伸用于连接桥梁的上部结构。

上述球型钢支座中，优选的，在上调平球冠与上预埋钢板之间留有设计控制范围内的活动空间，以供两组件之间的滑移和转动。

上述球型钢支座中，优选的，所述支座本体包括上支座钢板、球冠板、下座板组件，所述球冠板设于所述上支座钢板与下座板组件之间，所述球冠板下表面设有弧形凸起，所述下座板组件上表面设有与所述弧形凸起相配合的弧形凹槽。上述支座本体的存在，支座正常工作时，混凝土收缩与徐变等因素产生的转角通过球冠板与下座板组件调节。安装过程中的坡度调整与工作状态中的转角调节互不干涉。

上述球型钢支座中，优选的，所述球冠板下表面的弧形凸起上设有第二不锈钢板或镀铬层，所述下座板组件上表面的弧形凹槽表面设有第一弧形滑板，所述球冠板顶面设有第二平面滑板。上述第二不锈钢板与第一弧形滑板形成互为滑动面，形成摩擦副，有利于滑动或转动。

上述球型钢支座中，优选的，所述支座本体包括上支座钢板、球冠板、中间板和下座板组件，所述球冠板设于所述上支座钢板与中间板之间，所述球冠板下表面设有弧形凸起，所述中间板上表面设有与所述弧形凸起相配合的弧形凹槽，所述下座板组件上部开设有盆环型结构，所述中间板的下部设有与所述盆环型结构相配合的凸台，且所述凸台可转动的设于所述盆环型结构中。上述球型支座能够将上部结构产生的竖向、水平荷载传递到下部支承结构，能够允许球型支座在水平各方向进行有限的滑动及转动。上述球型支座的支座上部结构随中间板可沿下座板组件的盆环型结构内水平转动，适应预埋钢板、梁型偏斜等情况，尤其适合曲线型线路。直线型线路中应用上述球型支座，可减少梁体预制、施工预留孔等的偏差。当球型支座受斜向力时，下座板组件保持固定，中间板通过环盆型结构转动，释放水平方向的环向力，保证支座沿非顺桥向、横桥向方向的位移性能，防止支座扭曲受力。上述上支座钢板与中间板是球面接触，并通过导向和限位装置实现球型支座规定方向(顺桥向、横桥向)活动，能够允许球型支座在水平各方向进行有限的滑动。而中间板与下座板组件之间通过凸台和盆环形结构实现水平方向的环向转动。两种转动之间是相互独立，可以实现球型支座的水平方向万向调节，尤其适用于轻轨桥梁的各种运营工况。

上述球型钢支座中，优选的，所述凸台底部设有第三平面滑板，所述盆环型结构底部设有第三不锈钢板。第二平面滑板与第三不锈钢板互为滑动面，形成摩擦副，有利于凸台在盆环型结构中的转动。

上述球型钢支座中，优选的，所述球冠板下表面的弧形凸起上设有第二不锈钢板，所述下座板组件上表面的弧形凹槽表面设有第一弧形滑板，所述球冠板顶面设有第二平面滑板。上述第二不锈钢板与第一弧形滑板形成互为滑动面，形成摩擦副，有利于滑动或转动。

上述球型钢支座中，优选的，所述下座板组件上设有下螺栓连接组件。上述下螺栓连接组件包括螺杆、螺帽等部件，可向下延伸用于连接桥梁的下部结构。

本发明中的滑板(平面滑板、弧形滑板)可采用聚乙烯板，平面滑板及弧形滑板的外围还可设置密封圈，为滑板创造封闭环境，减少外界因素干扰。

本发明的球型钢支座采用阶段式坡度或转角调整，第一阶段为安装过程中，上预埋钢板在梁场预制在桥梁底部，安装支座时，将上调平球冠置于上预埋钢板与上支座钢板之间，上预埋钢板之间与上调平球冠之间是球面接触，具有良好的传力效果和适应坡度转动的特性，通过上调平球冠与上预埋钢板的相对转动，且与上支座钢板的相对滑动适应梁底坡度，支座本体的上支座钢板始终保持水平位置，坡度调整完毕后采用上螺栓连接组件锁定。第二阶段为支座正常工作状态，混凝土收缩与徐变等因素产生的转角通过球冠板与下座板组件调节。下座板组件保持水平，上支座钢板通过球冠板与下座板组件保持球面接触，具有良好的传力效果和适应坡度转动的特性。安装过程中的坡度调整与工作状态中的转角调节互不干涉。或者，第二阶段为支座正常工作状态，混凝土收缩与徐变等因素产生的转角通过球冠板与中间板组件调节。中间板组件保持水平，上支座钢板通过球冠板与中间板组件保持球面接触，而中间板与下支座板之间通过凸台和盆环形结构实现水平方向的环向转动，两种转动之间是相互独立，具有良好的传力效果、适应坡度转动以及水平方向的万向调节的特性。安装过程中的坡度调整与工作状态中的转角调节互不干涉，此种结构下，球形钢支座的功能更加齐全，应用场景更加丰富。

本发明的球形钢支座在上调平球冠与上支座钢板之间、以及上支座钢板与球冠板之间，设置了双层滑动面，增大了支座横向位移可调节范围。

本发明的球形钢支座在上支座钢板的上下，分别设置了双调平球冠(上调平球冠和球冠板)，同时在下支座板上部设置盆环结构，兼顾滑动摩擦耗能及钟摆原理，在通过摩擦减轻结构振动能量的同时，也能降低结构的自振周期，避免结构在地震波作用下产生共振现象，具有减隔震的良好效果。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

1、本发明球型钢支座的支座本体上设有坡度自适应组件，坡度自适应组件包括上调平球冠与上预埋钢板，上预埋钢板与支座本体之间通过上调平球冠传力，在支座安装的过程中，上调平球冠通过与支座本体之间的滑动性能，调整自身位置以适应梁底的实际坡度，可以满足设计范围内的任何坡度，无需通过预埋钢板本身的厚度(普通支座通过梁底预埋钢板的厚度来调整坡度)或者支座本体本身来调整坡度，大大提高了预埋钢板和支座本体的通用性能。

2、本发明球型钢支座可更好适应桥梁施工要求，无需人为设置坡度楔块或垫板，仅通过自身良好的滑动性能，对梁底坡度实现“自适应”功能，简化安装的同时，提高了施工精度。

3、本发明球型钢支座的结构简单，适用范围广，具有广阔的市场应用前景。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为实施例1中球型钢支座的结构示意图。

图2为实施例2中球型钢支座的结构示意图。

图3为实施例2中支座本体的中间板与下座板组件的剖面俯视图。

图4为实施例2中支座本体的中间板与下座板组件的局部剖面示意图。

图5为实施例2中支座本体产生旋转后的结构示意图。

图例说明：

1、上调平球冠；2、上预埋钢板；3、挡条；4、第一不锈钢板；5、上螺栓连接组件；6、上支座钢板；7、球冠板；8、下座板组件；9、下螺栓连接组件；10、第二不锈钢板；11、第一弧形滑板；12、第二平面滑板；13、中间板；14、盆环型结构；15、凸台；16、第三平面滑板；17、第三不锈钢板。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下文将结合说明书附图和较佳的实施例对本发明作更全面、细致地描述，但本发明的保护范围并不限于以下具体的实施例。

除非另有定义，下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的专业术语只是为了描述具体实施例的目的，并不是旨在限制本发明的保护范围。

除非另有特别说明，本发明中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。

实施例1：

如图1所示，本实施例的桥梁坡度、转角可调的球型钢支座，包括支座本体与坡度自适应组件，坡度自适应组件设于支座本体上；坡度自适应组件包括上调平球冠1与上预埋钢板2，上调平球冠1设于支座本体与上预埋钢板2之间，上调平球冠1的顶面设有弧形凸起，上预埋钢板2底面设有与弧形凸起相配合的弧形凹槽。

本实施例中，上预埋钢板2的四周设有挡条3，挡条3围绕支座本体顶部设置。

本实施例中，上调平球冠1与支座本体之间设有第一不锈钢板4。

本实施例中，还包括用于将上预埋钢板2与支座本体连接的上螺栓连接组件5。

本实施例中，支座本体包括上支座钢板6、球冠板7、下座板组件8，球冠板7设于上支座钢板6与下座板组件8之间，球冠板7下表面设有弧形凸起，下座板组件8上表面设有与弧形凸起相配合的弧形凹槽。

本实施例中，球冠板7下表面的弧形凸起上设有第二不锈钢板10，下座板组件8上表面的弧形凹槽表面设有第一弧形滑板11，球冠板7顶面设有第二平面滑板12。

本实施例中，下座板组件8上设有下螺栓连接组件9。

本实施例的球型钢支座的支座本体上设有坡度自适应组件，上预埋钢板2与支座本体之间通过上调平球冠1传力，在支座安装的过程中，上调平球冠1通过与支座本体之间的滑动性能，调整自身位置以适应梁底的实际坡度，可以满足设计范围内的任何坡度；本实施例的球形钢支座在上调平球冠1与上支座钢板6之间、以及上支座钢板6与球冠板7之间，设置了双层滑动面，增大了支座横向位移可调节范围。

实施例2：

如图2所示，本实施例的桥梁坡度、转角可调的球型钢支座，包括支座本体与坡度自适应组件，坡度自适应组件设于支座本体上；坡度自适应组件包括上调平球冠1与上预埋钢板2，上调平球冠1设于支座本体与上预埋钢板2之间，上调平球冠1的顶面设有弧形凸起，上预埋钢板2底面设有与弧形凸起相配合的弧形凹槽。

本实施例中，上预埋钢板2的四周设有挡条3，挡条3围绕支座本体顶部设置。

本实施例中，上调平球冠1与支座本体之间设有第一不锈钢板4。

本实施例中，还包括用于将上预埋钢板2与支座本体连接的上螺栓连接组件5。

如图3-5所示，本实施例中，支座本体包括上支座钢板6、球冠板7、中间板13和下座板组件8，球冠板7设于上支座钢板6与中间板13之间，球冠板7下表面设有弧形凸起，中间板13上表面设有与弧形凸起相配合的弧形凹槽，下座板组件8上部开设有盆环型结构14，中间板13的下部设有与盆环型结构14相配合的凸台15，且凸台15可转动的设于盆环型结构14中。

本实施例中，凸台15底部设有第三平面滑板16，盆环型结构14底部设有第三不锈钢板17。

本实施例中，球冠板7下表面的弧形凸起上设有第二不锈钢板10，下座板组件8上表面的弧形凹槽表面设有第一弧形滑板11，球冠板7顶面设有第二平面滑板12。

本实施例中，下座板组件8上设有下螺栓连接组件9。

本实施例的球型钢支座的支座本体上设有坡度自适应组件，上预埋钢板2与支座本体之间通过上调平球冠1传力，在支座安装的过程中，上调平球冠1通过与支座本体之间的滑动性能，调整自身位置以适应梁底的实际坡度，可以满足设计范围内的任何坡度；本实施例的球形钢支座在上调平球冠1与上支座钢板6之间、以及上支座钢板6与球冠板7之间，设置了双层滑动面，增大了支座横向位移可调节范围。

本实施例中，上支座钢板6与中间板13是球面接触，并通过导向和限位装置实现球型支座规定方向(顺桥向、横桥向)活动，而中间板13与下座板组件8之间通过的凸台15和盆环型结构14实现水平方向的环向转动(转动后的结构示意图如图5所示)，两种转动之间是相互独立，可以实现本实施例的球型支座的水平方向万向调节。

Claims (5)

1.一种桥梁坡度、转角可调的球型钢支座，其特征在于，包括支座本体与坡度自适应组件，所述坡度自适应组件设于所述支座本体上；所述坡度自适应组件包括上调平球冠（1）与上预埋钢板（2），所述上调平球冠（1）设于所述支座本体与上预埋钢板（2）之间，所述上调平球冠（1）的顶面设有弧形凸起，所述上预埋钢板（2）底面设有与所述弧形凸起相配合的弧形凹槽；

所述上调平球冠（1）与所述支座本体之间设有第一不锈钢板（4）；

所述支座本体包括上支座钢板（6）、球冠板（7）、中间板（13）和下座板组件（8），所述球冠板（7）设于所述上支座钢板（6）与中间板（13）之间，所述球冠板（7）下表面设有弧形凸起，所述中间板（13）上表面设有与所述弧形凸起相配合的弧形凹槽，所述下座板组件（8）上部开设有盆环型结构（14），所述中间板（13）的下部设有与所述盆环型结构（14）相配合的凸台（15），且所述凸台（15）可转动的设于所述盆环型结构（14）中；

所述凸台（15）底部设有第三平面滑板（16），所述盆环型结构（14）底部设有第三不锈钢板（17）。

2.根据权利要求1所述的球型钢支座，其特征在于，所述上预埋钢板（2）的四周设有挡条（3），所述挡条（3）围绕所述支座本体顶部设置。

3.根据权利要求1所述的球型钢支座，其特征在于，还包括用于将所述上预埋钢板（2）与所述支座本体连接的上螺栓连接组件（5）。

4.根据权利要求1所述的球型钢支座，其特征在于，所述球冠板（7）下表面的弧形凸起上设有第二不锈钢板（10），所述下座板组件（8）上表面的弧形凹槽表面设有第一弧形滑板（11），所述球冠板（7）顶面设有第二平面滑板（12）。

5.根据权利要求1所述的球型钢支座，其特征在于，所述下座板组件（8）上设有下螺栓连接组件（9）。

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