專利名稱：一種曲面轉(zhuǎn)動支座的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型'屬于橋梁工程技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種具有超高承載性能的 曲面轉(zhuǎn)動支座。
背景技術(shù)：
支座是位于橋梁上部結(jié)構(gòu)和下部結(jié)構(gòu)之間的傳力裝置。按《橋梁工程》 (人民交通出版社范立礎(chǔ)主編)第六章梁式橋的支座中介紹，其的作用是 ①傳遞上部結(jié)構(gòu)的支承反力(包括恒載和活載引起的豎向力和水平力)；② 保證結(jié)構(gòu)在活載、溫度變化、混凝土收縮和徐變等因素作用下發(fā)生一定的變 形，以使上、下部結(jié)構(gòu)的實(shí)際受力情況符合結(jié)構(gòu)的靜力計(jì)算圖示(如圖l所 示即《橋梁工程》第167頁圖2—6—1)。梁式橋的支座按其功能一般分成固 定支座和活動支座兩種。如圖1左端所示的固定支座A，允許主梁截面自由 轉(zhuǎn)動一定的角度9A，但不能移動；如圖1右端所示的活動支座B，不僅允 許主梁在支承處能夠自由轉(zhuǎn)動一定的角度SB，又能水平移動一定的距離」 I。圖l中支座簡化為支撐點(diǎn)，梁體繞支撐點(diǎn)自由轉(zhuǎn)動，在實(shí)際應(yīng)用中支座 是一種裝置，有一定的空間尺寸，梁體是繞支座的轉(zhuǎn)動中心轉(zhuǎn)動的，也就是 說梁體繞支座轉(zhuǎn)動中心來轉(zhuǎn)動是最符合結(jié)構(gòu)的靜力計(jì)算圖式，是最合理的支 座結(jié)構(gòu)。
目前橋梁工程領(lǐng)域廣泛應(yīng)用的一種球型支座如圖2所示，由與梁體27 固定的上支座板21、不銹鋼滑板26、平面四氟滑板25、球冠襯板22、球面 四氟滑板24和與橋墩28固定的下支座板23構(gòu)成。這種球型支座通過球冠 襯板22與球面四氟滑板24之間的滑動來滿足支座轉(zhuǎn)角的需要，因此相比盆 式橡膠支座來講具有轉(zhuǎn)動阻力小、設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)角大、轉(zhuǎn)動靈活等優(yōu)點(diǎn)。但這種支 座最大的缺點(diǎn)首先是設(shè)計(jì)上不符合圖1所示的靜力圖式的規(guī)定，支座不能對梁體進(jìn)行有效的約束，先天不足；其次為彌補(bǔ)設(shè)計(jì)缺陷滿足梁體轉(zhuǎn)角的需要
必須設(shè)置第二滑動面，即圖2中的上支座板21、不銹鋼滑板26、平面四氟 滑板25三大部分，這就使得支座結(jié)構(gòu)復(fù)雜過于笨重，既增加成本浪費(fèi)鋼材
又給施工安裝帶來不便。下面作具體的分析
如圖3所示為將圖2球型支座安裝到橋梁后的力學(xué)結(jié)構(gòu)分析圖式，是根 據(jù)支座實(shí)際功能情況按下述方式簡化的，將圖2中支座球冠襯板22以上部分 與橋梁梁體組合成梁體體系C，將附圖2中球面四氟滑板24以下部分與橋 梁墩臺組合為墩臺體系D。由圖3可以看出梁體體系的形態(tài)為轉(zhuǎn)軸，墩臺體 系的形態(tài)為軸座，梁體作為轉(zhuǎn)軸在空間承自由狀態(tài)，轉(zhuǎn)軸位置不能由軸座來 完全固定，梁體轉(zhuǎn)角e是靠自轉(zhuǎn)形成的，顯然不符合附圖1中靜力圖式的要 求，也就是說不符合對橋梁進(jìn)行力學(xué)計(jì)算的假定。同時(shí)由于梁體的結(jié)構(gòu)、形 狀等因素的影響，梁體自轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)軸中心也不一定與支紐的轉(zhuǎn)動中心重合，為 此必須設(shè)置第二滑動面，以防止支座局部位置應(yīng)力過大對支座造成破壞，進(jìn) 而影響橋梁的安全。
對于設(shè)置第二滑動面，上述球形支座的產(chǎn)品介紹中是這樣解釋的，當(dāng)球 型支座的轉(zhuǎn)動中心與上部結(jié)構(gòu)(梁體)的轉(zhuǎn)動中心重臺時(shí).只需要球冠襯板 與球面四氟滑板之間發(fā)生滑動就可使支座轉(zhuǎn)動。但當(dāng)球型支座與上部結(jié)構(gòu)(梁 體)兩者的轉(zhuǎn)動中心不重合時(shí)，支座的轉(zhuǎn)動就要受到粱體的約束.此時(shí)就必 須在上支座板與平面四氟板之間設(shè)置第二滑動面?？梢娚鲜銮蛐沃ёa(chǎn)廠 家已在實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)了自身的缺陷，并設(shè)法彌補(bǔ)，只是沒有從根本上認(rèn)識問題 的根源。
綜合以上分析上述球形支座由于設(shè)計(jì)上的缺陷無法按圖1的靜力圖式 對橋梁上部結(jié)構(gòu)進(jìn)行有效的約束，由此是否對橋梁上部結(jié)構(gòu)造成影響也無從 知曉，由于必須設(shè)置第二滑動面又增加了支座得成本。
實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的就是提供一種完全符合圖1的靜力圖式的要求并能 對橋梁上部結(jié)構(gòu)進(jìn)行有效的約束、具有轉(zhuǎn)動阻力小、設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)角大、轉(zhuǎn)動靈活 的曲面轉(zhuǎn)動支座，實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型上述目的所采用的技術(shù)方案為
一種曲面轉(zhuǎn)動支座，包括分別與梁體和橋墩通過連接機(jī)構(gòu)固定連接的上 支座板和下支座板，所述的下支座板頂面為凸?fàn)钋?，所述的上支座板的?面為和下支座板凸?fàn)钋鎸?yīng)的凹狀曲面；在所述下支座板凸?fàn)钋婊蛩?上支座板凹狀曲面上鑲嵌有四氟滑板；通過鑲嵌在上述上支座板或下支座板 曲面上的四氟滑板與對應(yīng)的下支座板或上支座板之間的滑動來實(shí)現(xiàn)支座轉(zhuǎn) 角的需要。
另外，其附加技術(shù)特征包括
——在所述的上支座板和下支座板間的側(cè)部設(shè)置有第一防塵密封圈； 一~"在所述的上支座板凹狀曲面上或下支座板凸?fàn)钋嬖O(shè)置有對應(yīng)的 凹狀曲面或凸?fàn)钋嫘螤畹牟讳P鋼板；
~""在所述的凹狀曲面或凸?fàn)钋鏋橹鶢钋妫? —一在所述的凹狀曲面或凸?fàn)钋鏋榍蚬跔钋妫?br>
——所述的上支座板分為上支座平板和支座板上、下兩部分；其中所述 的上支座平板與梁體間通過連接機(jī)構(gòu)固定連接，在所述的上支座平板和支座 板間分別固定有平面不銹鋼板和平面四氟滑板；
——在所述的上支座平板和支座板的側(cè)部設(shè)置有第二防塵密封圈； ——所述的上支座平板的周邊側(cè)為彎曲結(jié)構(gòu)，并在其內(nèi)側(cè)部與支座板間
設(shè)置有單向滑動控制機(jī)構(gòu)。
本實(shí)用新型所提供的一種曲面轉(zhuǎn)動支座的功能實(shí)現(xiàn)可由圖4和圖5來說
明即圖5為圖4所使的曲面轉(zhuǎn)動支座與上部結(jié)構(gòu)(梁體)的力學(xué)結(jié)構(gòu)分析 圖式，是根據(jù)支座實(shí)際功能情況按下述方式簡化的，其中上支座板41、球面 四氟滑板43與橋梁梁體44 一起轉(zhuǎn)動組成梁體體系E,下支座板42與橋梁 墩臺45作為支撐點(diǎn)組成墩臺體系F。由圖5可以看出梁體體系的形態(tài)為轉(zhuǎn) 子，墩臺體系的形態(tài)為定子，梁體轉(zhuǎn)角e是靠梁體體系(轉(zhuǎn)子)繞墩臺體系 (定子)旋轉(zhuǎn)而成，符合附圖1中靜力圖式的規(guī)定。由于下支座板與墩臺固 結(jié)為一體，支座的轉(zhuǎn)動中心被牢固的控制在一固定位置上，沒有游動，本實(shí) 用新型的支座對橋梁上部結(jié)構(gòu)可以進(jìn)行有效的控制。由于梁體沿上述轉(zhuǎn)動中心控制的球面滑動阻力將會最小，梁體轉(zhuǎn)動中心自動與本實(shí)用新型的支座轉(zhuǎn) 動中心重合，也就不需要設(shè)置第二滑動面；另外，本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相 比還具有以下優(yōu)點(diǎn)
其二，由于該曲面轉(zhuǎn)動支座主要由上支座板、曲面四氟滑板、下支座板 組成，通過鑲嵌在上支座板上的球面四氟滑板與下支座板之間的滑動來滿足 支座轉(zhuǎn)角的需要。無需設(shè)置第二滑動面，因此具有結(jié)構(gòu)緊湊簡單和適用的特 點(diǎn)；其三，支座設(shè)計(jì)完全符合橋梁靜力計(jì)算圖式，支座即可以對梁體進(jìn)行有 效控制，又能適應(yīng)梁體的變形，而且不會對梁體運(yùn)動產(chǎn)生影響；其四，簡化 了支座的結(jié)構(gòu)、減輕了支座的重量、降低了成本、方便了施工，這也是本實(shí) 用新型最直觀的優(yōu)點(diǎn)；其五，實(shí)際應(yīng)用中，同一承載力級別固定支座、單向
支座、多向支座下支座板可設(shè)計(jì)成一種尺寸，便于工廠加工，更方便施工安 裝，不會產(chǎn)生安裝錯(cuò)誤的現(xiàn)象發(fā)生。 '
圖l:為簡支梁靜力圖式示意圖2:為目前所應(yīng)用的球形支座結(jié)構(gòu)示意圖3:為圖2所示球形支座的轉(zhuǎn)動分析示意圖4:為本實(shí)用新型所提供的使用中的球面轉(zhuǎn)動支座的結(jié)構(gòu)示意圖-， 圖5:為圖4所示曲面轉(zhuǎn)動支座結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)動分析示意圖； 圖6:為本實(shí)用新型所提供的第一種球面轉(zhuǎn)動支座的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖7:為本實(shí)用新型所提供的第二種球面轉(zhuǎn)動支座的結(jié)構(gòu)示意—圖A一為—本實(shí)用新犁所提供籃n種遂厘轉(zhuǎn)動—支復(fù)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型所提供的曲面轉(zhuǎn)動支座的結(jié)構(gòu)做進(jìn)一步的 詳細(xì)說明。
如圖6所示為本實(shí)用新型提供的第一種球面轉(zhuǎn)動支座的結(jié)構(gòu)示意圖。該 球面轉(zhuǎn)動支座的結(jié)構(gòu)包括可以通過錨固螺栓6與橋梁梁體固定的上支座板1 和能夠通過錨固螺栓6與橋墩固定的下支座板5，其中下支座板頂面為凸?fàn)?br>
6球冠面，上支座板的底面為和下支座板凸?fàn)钋蚬诿鎸?yīng)的凹狀球缺面；在下 支座板凸?fàn)钋蚬诿嫔显O(shè)置有球面不銹鋼滑板3，在上支座板凹狀球缺面上鑲 嵌有與球面不銹鋼滑板對應(yīng)的球面四氟滑板2。上述四氟滑板與對應(yīng)的球面
不銹鋼滑板之間的滑動來實(shí)現(xiàn)支座轉(zhuǎn)角的需要；為防止球面四氟滑板2和球 面不銹鋼滑板3組成的滑動面受到灰塵的影響，在上支座板和下支座板間的
側(cè)部設(shè)置有第一防塵密封圈4。上述結(jié)構(gòu)中，上支座板1和下支座板5材料 可以采用鋼板、鑄鋼或鍛鋼；球面四氟滑板2材料采用四氟板或同等功能的 高分子滑動材料；球面不銹鋼滑板3材料采用不銹鋼板或者基面上鍍硬鉻； 第一防塵密封圈4采用橡膠材料；錨固螺栓6采用標(biāo)準(zhǔn)件。
如圖7所示為本實(shí)用新型提供的第二種球面轉(zhuǎn)動支座的結(jié)構(gòu)示意圖。該 球面轉(zhuǎn)動支座為雙向活動型球面轉(zhuǎn)動支座，其結(jié)構(gòu)是在圖6所示第一種球面 轉(zhuǎn)動支座的基礎(chǔ)上增加一個(gè)滑動面而構(gòu)成，以適應(yīng)橋染由于溫度等變化而產(chǎn) 生的平面位移。該滑動面的功能和作用是完全區(qū)別于圖2中的第二滑動面的 功能和作用。其結(jié)構(gòu)組成如下將圖6所示的第一種球面轉(zhuǎn)動支座的上支座 板分為上支座平板9和支座板13上、下兩部分；其中所述的上支座平板9 與梁體間通過連接機(jī)構(gòu)錨固螺栓6固定連接，在上支座平板9和支座板13 分別固定有平面不銹鋼滑板7和平面四氟滑板8組成位移滑動面，同時(shí)在上 支座平板和支座板的側(cè)部設(shè)置有第二防塵密封圈10，以防止平面四氟滑板8 和平面不銹鋼滑板7組成的滑動面受到灰塵的影響。上支座平板9材料可以 采用鋼板、鑄鋼或鍛鋼；平面四氟滑板8材料采用四氟板或同等功能的高分
—亍澄動貧料—L!厘丕銹JI滑返丄材對秉坦丕—銹—鋼i庶丄.藍(lán)塵密封凰1Q里里橡-膠。
如圖8所示為本實(shí)用新型提供的第三種球面轉(zhuǎn)動支座的結(jié)構(gòu)示意圖。該 球面轉(zhuǎn)動支座為單向活動型球面轉(zhuǎn)動支座。
單向活動型球面轉(zhuǎn)動支座在如圖7所示雙向活動支座的基礎(chǔ)上設(shè)置了 單方向?qū)蜓b置而成，如圖8所示，使支座只能沿一個(gè)方向發(fā)生位移，另一 個(gè)方向不能有位移。它的實(shí)現(xiàn)方式如下上支座平板9的周邊側(cè)為彎曲結(jié)構(gòu)， 并在其內(nèi)側(cè)部設(shè)置有滑塊11，該導(dǎo)向滑塊卡在設(shè)置于上支座板側(cè)部的導(dǎo)向滑槽12中，這樣上支座板1就限制了上支座平板9在橫方向的位移，使支 座只能沿導(dǎo)向滑槽方向位移。其他零部件的功能作用及材料等同于雙向活動 型曲面轉(zhuǎn)動支座。
在上述圖4、圖6、圖7和圖8所示的球面轉(zhuǎn)動支座的結(jié)構(gòu)中，凹狀曲 面和凸?fàn)钋娌粌H可以是球冠/缺狀曲面，而且環(huán)可以是柱狀曲面。上述三 個(gè)實(shí)施例中凹狀曲面和凸?fàn)钋媸乔蚬?缺狀曲面，當(dāng)凹狀曲面和凸?fàn)钋?是柱狀曲面時(shí)，即對應(yīng)的四氟滑板和不銹鋼板同樣為柱狀曲面結(jié)構(gòu)。即該結(jié) 構(gòu)的轉(zhuǎn)動支座同樣能夠達(dá)到本實(shí)用新型的目的。
在上述圖4、圖6、圖7和圖8所示的球面轉(zhuǎn)動支座的結(jié)構(gòu)中，四氟滑
板既可以固定于上支座板的凹狀球缺面上，與下支座板凸?fàn)钋蚬诿嫔显O(shè)置的 球面不銹鋼滑板3用于實(shí)現(xiàn)支座轉(zhuǎn)角功能的滑動面，同時(shí)上述不銹鋼滑板對 應(yīng)的球面四氟滑板倒換位置一一將不銹鋼滑板設(shè)置在上支座板的凹狀球缺 面上，與鑲嵌在下支座板凸?fàn)钋蚬诿嫔系乃姆鍢?gòu)成的滑動面同樣能夠?qū)?現(xiàn)支座轉(zhuǎn)角功能。
權(quán)利要求1、一種曲面轉(zhuǎn)動支座，包括分別與梁體和橋墩通過連接機(jī)構(gòu)固定連接的上支座板和下支座板，其特征在于所述的下支座板頂面為凸?fàn)钋?，所述的上支座板的底面為和下支座板凸?fàn)钋鎸?yīng)的凹狀曲面；在所述下支座板凸?fàn)钋婊蛩錾现ё灏紶钋嫔翔偳队兴姆?；通過鑲嵌在上述上支座板或下支座板曲面上的四氟滑板與對應(yīng)的下支座板或上支座板之間的滑動來實(shí)現(xiàn)支座轉(zhuǎn)角的需要。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種曲面轉(zhuǎn)動支座，其特征在于在所述的 上支座板和下支座板間的側(cè)部設(shè)置有第一防塵密封圈。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種曲面轉(zhuǎn)動支座，其特征在于在所述的 上支座板凹狀曲面上或下支座板凸?fàn)钋嬖O(shè)置有對應(yīng)的凹狀曲面或凸?fàn)钋?面形狀的不銹鋼板。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的一種曲面轉(zhuǎn)動支座，其特征在于在所 述的凹狀曲面或凸?fàn)钋鏋橹鶢钋妗?br>
5、 根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的一種曲面轉(zhuǎn)動支座，其特征在于在所 述的凹狀曲面或凸?fàn)钋鏋榍蚬跔钋妗?br>
6、 根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的一種曲面轉(zhuǎn)動支座，其特征在于所述 的上支座板分為上支座平板和支座板上、下兩部分；其中所述的上支座平板與梁體間通過連接機(jī)構(gòu)固定連接，在所述的上支座平板和支座板間分別固定 有平面不銹鋼板和平面四氟滑板。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種曲面轉(zhuǎn)動支座，其特征在于在所述的上支座平板和支座板的側(cè)部設(shè)置有第二防塵密封圈。
8、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種曲面轉(zhuǎn)動支座，其特征在于所述的上支座平板的周邊側(cè)為彎曲結(jié)構(gòu)，并在其內(nèi)側(cè)部與支座板間設(shè)置有單向滑動控 制機(jī)構(gòu)。
專利摘要本實(shí)用新型屬于橋梁工程技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種曲面轉(zhuǎn)動支座。構(gòu)成該曲面轉(zhuǎn)動支座的技術(shù)方案包括有分別與梁體和橋墩通過連接機(jī)構(gòu)固定連接的上支座板和下支座板，下支座板頂面為凸?fàn)钋?，上支座板的底面為和下支座板凸?fàn)钋鎸?yīng)的凹狀曲面；在下支座板凸?fàn)钋婊蛏现ё灏紶钋嫔翔偳队兴姆?；通過鑲嵌在上述上支座板或下支座板曲面上的四氟滑板與對應(yīng)的下支座板或上支座板之間的滑動來實(shí)現(xiàn)支座轉(zhuǎn)角的需要。該技術(shù)方案解決了目前曲面轉(zhuǎn)動支座結(jié)構(gòu)不合理的缺陷。
文檔編號E01D19/04GK201343700SQ200820228108
公開日2009年11月11日 申請日期2008年12月7日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月7日
發(fā)明者張保忠, 張桂明, 婷 李, 鄧乃伏, 邢月英, 勇 郭, 金家康, 魏安生 申請人:衡水中鐵建工程橡膠有限責(zé)任公司