專利名稱：一種橋梁支座滑槽裝置滑動方法及其滑槽裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到一種橋梁的支撐方式及其支撐部件，具體涉及一種橋梁支座滑槽裝 置滑動方法及其滑槽裝置，屬橋梁建設(shè)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
橋梁支座滑槽裝置應(yīng)用在有自由行程的阻尼耗能支座上(參見圖1)。阻尼元件的 一端鉸接在支座滑動部分(以支座滑動面為界分滑動/固定兩部分)，另一端(自由端)鉸接 在支座板(固定部分)滑槽裝置的滑塊上，可以自由滑動。在正常情況下，支座在設(shè)定的行程 內(nèi)滑動，阻尼元件的自由端能在滑槽內(nèi)自由滑動，阻尼元件不允許受很大的力(防止疲勞破 壞)；在地震情況下，支座的滑移行程超過設(shè)定值，阻尼元件的自由端將滑到滑槽的極限位 置后不再能自由滑動，阻尼元件受力后塑性變形，消耗地震能量。目前支座上滑槽裝置采用的結(jié)構(gòu)為滑塊在滑槽內(nèi)滑動，滑動為滑動摩擦，采用潤 滑脂潤滑。這種滑槽結(jié)構(gòu)簡單、制作容易且成本低；由于滑槽與滑塊為滑動摩擦副，要求潤 滑條件好，且對異物非常敏感，因此對環(huán)境要求高。而橋梁支座在露天野外環(huán)境下使用，這 種環(huán)境下潤滑油脂容易老化和變干，滑槽易積灰，會嚴(yán)重影響滑槽裝置的正?；瑒?。此外， 橋梁支座的橋縱向自由行程一般遠(yuǎn)大于橋橫向自由行程，造成橋橫向的阻尼元件的自由端 與滑槽的壓力角大，滑動死區(qū)大，滑動不順暢；阻尼元件在自由滑動行程內(nèi)就容易受較大的 力而產(chǎn)生疲勞破壞。因此很有必要對此進(jìn)一步加以改進(jìn)。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是要克服現(xiàn)有橋梁支座滑槽裝置的不足，提供一種摩擦力小、滑 動順暢、無死區(qū)，對使用環(huán)境要求低的新型橋梁支座滑槽裝置滑動方法及滑槽裝置。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出的技術(shù)方案是采用一種橋梁支座滑槽裝置滑 動方法，橋梁支座安裝在滑槽裝置上，橋梁支座滑槽裝置通過一上下都帶有滾輪滑槽板實(shí) 現(xiàn)滑槽裝置滑動。當(dāng)支座滑動時，支座阻尼元件會受到拉伸或壓縮，支座阻尼元件自由端的 鉸點(diǎn)會施加一個力F給滾輪軸(參見圖2)，力的方向?yàn)樽枘嵩蓚€鉸點(diǎn)的連線方向，由
于該方向與滑槽成一個夾角α (壓力角)，因此在滑槽方向有一個分力巧推動滾輪沿滑槽方 向滾動，迫使支座阻尼元件沿著滑槽裝置的滑槽滑動。滑槽裝置活動部分的移動是通過滾 輪在槽內(nèi)滾動實(shí)現(xiàn)的。根據(jù)上述橋梁支座滑槽裝置滑動方法所提出的滑槽裝置是一種橋梁支座滑槽裝 置，包括滑槽板、滾輪、限位板、滾輪軸?；郯逵寐菟ü潭ㄔ谥ё迳?，滑槽板有兩個上下 布置的滑槽，中間開一個通槽；滾輪軸置于滑槽中，上下裝滾輪，中間鉸接阻尼元件，上端部 安裝限位板。滾輪與滾輪軸可以相對自由轉(zhuǎn)動，滾輪在滑槽內(nèi)滾動，限位板可限制滾輪的軸 向竄動。當(dāng)支座滑動時，支座阻尼元件會受到拉伸或壓縮，支座阻尼元件自由端的鉸點(diǎn)會施 加一個力,給滾輪軸(參見圖2)，力的方向?yàn)樽枘嵩蓚€鉸點(diǎn)的連線方向，由于該方向與滑槽成一個夾角α (壓力角)，因此在滑槽方向有一個分力朽推動滾輪沿滑槽方向滾動， 迫使支座阻尼元件沿著滑槽裝置的滑槽滑動。假設(shè)摩擦力為巧。式中:β——摩擦系數(shù)
滾輪滾動(移動)的條件是
由上述公式可看出，決定滑槽性能因素是滾輪的摩擦系數(shù)#和阻尼元件施力的壓力角 。壓力角由阻尼元件的布局決定，一般橋橫向阻尼元件壓力角α較大，最大可達(dá)85°，此 時摩擦系數(shù)/f^須小于0. 087。滾輪的摩擦系數(shù)由滾輪內(nèi)孔和滾輪軸外圓摩擦副決定。滾輪可直接采用軸承或滾 輪內(nèi)孔開儲油槽，并填滿潤滑脂(如硅脂)；滾輪軸外圓鍍硬鉻，鍍層厚度30 以上；滾輪 與滾輪軸采用小間隙配合(f7/H8)；滾輪孔和滾輪軸外圓的粗糙度Ra ^ 0. H m 由于滾 輪孔和滾輪軸的間隙小且孔內(nèi)有儲油槽，滾輪與軸的摩擦副能得到良好潤滑且潤滑面基 本封閉，對使用環(huán)境無特別要求；滾輪軸外圓鍍硬鉻，可防止摩擦副咬死；滾輪孔和滾輪軸 粗糙度低，可有效減少摩擦。采取上述措施，滾輪可以獲得很小且穩(wěn)定的摩擦系數(shù)。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是該滑槽裝置活動部分的移動是通過滾輪在槽內(nèi)滾動實(shí)現(xiàn) 的，阻力小，移動靈活，無死區(qū)，適合橋梁支座橋橫向阻尼元件大壓力角的安裝布局；滾輪的 潤滑基本封閉，在各種環(huán)境下都能良好的潤滑，且滾輪的滾動對異物不敏感，因此橋梁支座 的使用環(huán)境對滑槽的性能基本無影響。
圖1是本發(fā)明原理示意圖2是本發(fā)明滑槽裝置受力分析示意圖 圖3是本發(fā)明滑槽裝置結(jié)構(gòu)圖 圖4是圖3的A-A剖面圖
圖中1滑槽板；2滑槽板安裝螺栓；3下滾輪；4滾輪軸；5限位板；6限位板裝配 螺栓；7上滾輪；8阻尼元件；9支座板。
具體實(shí)施例方式下面將結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步的描述。實(shí)施例一
從附圖1和2可以看出，本發(fā)明涉及一種橋梁支座滑槽裝置滑動方法，采用橋梁支座滑 槽裝置滑動方法，橋梁支座安裝在滑槽裝置上，橋梁支座滑槽裝置通過一上下都帶有滾輪 滑槽板實(shí)現(xiàn)滑槽裝置滑動。當(dāng)支座滑動時，支座阻尼元件會受到拉伸或壓縮，支座阻尼元件自由端的鉸點(diǎn)會施加一個力F給滾輪軸(參見圖2)，力的方向?yàn)樽枘嵩蓚€鉸6的連線 方向，由于該方向與滑槽成一個夾角ffi (壓力角)，因此在滑槽方向有一個分力蚵推動滾輪 沿滑槽方向滾動，迫使支座阻尼元件沿著滑槽裝置的滑槽滑動。滑槽裝置活動部分的移動 是通過滾輪在槽內(nèi)滾動實(shí)現(xiàn)的。根據(jù)上述橋梁支座滑槽裝置滑動方法所提出的滑槽裝置可以從附圖3和4看出， 一種橋梁支座滑槽裝置，包括滑槽板1、下滾輪3、滾輪軸4、限位扳5、滑槽板固定螺栓2和 上滾輪固定螺栓6，上滾輪7 ；阻尼元件8、支座板9是與本發(fā)明有裝配關(guān)系的元件?；郯?用滑槽板固定螺栓2固定在支座板9上，滑槽板1上有兩個上下布置的 滑槽16，分別為上滑槽10和下滑槽11，上滑槽10和下滑槽11中間開一個通槽15 ；滾輪軸 4置于滑槽16中，且上滾輪7位于上滑槽10中，下滾輪位于下滑槽11中，中間鉸接支座阻 尼元件8，支座阻尼元件8的另一端與支座滑動部分12連接在一起，上端部安裝限位板5。 上滾輪7和下滾輪3相對于滾輪軸4可以相對自由轉(zhuǎn)動，同時上滾輪7和下滾輪3又可在 上滑槽10和下滑槽11內(nèi)滾動，限位板5可限制滾輪的軸向竄動。當(dāng)支座滑動部分12滑動時，支座阻尼元件8會受到拉伸或壓縮，支座阻尼元件8 自由端的鉸點(diǎn)13會施加一個力F給滾輪軸(參見圖2)，力的方向?yàn)橹ё枘嵩?兩個鉸 點(diǎn)13和14的連線方向，由于該方向與滑槽板1的滑槽成一個夾角《 (壓力角)，因此在滑 槽方向有一個分力巧推動滾輪沿滑槽方向滾動，迫使支座阻尼元件沿著滑槽裝置的滑槽滑 動。假設(shè)摩擦力為巧。
F1 = F-cosiz式中,——摩擦系數(shù)
滾輪滾動(移動)的條件是 巧 > 巧 艮口F-cosa. > i^-an <z-/f
μ< cigaL
由上述公式可看出，決定滑槽性能因素是滾輪的摩擦系數(shù)/1和阻尼元件施力的壓力角 。壓力角由阻尼元件的布局決定，一般橋橫向阻尼元件壓力角α較大，最大可達(dá)85°，此 時摩擦系數(shù)嵙必須小于0. 087。上滾輪7和下滾輪3的摩擦系數(shù)由滾輪內(nèi)孔和滾輪軸外圓摩擦副決定。上滾輪7 和下滾輪3可直接采用軸承或滾輪內(nèi)孔開儲油槽，并填滿潤滑脂(如硅脂);滾輪軸外圓鍍硬 鉻，鍍層厚度30 m以上；上滾輪7和下滾輪3與滾輪軸4采用小間隙配合(f7/H8)；滾輪 孔和滾輪軸外圓的粗糙度Ra < 0. 8 / 。由于滾輪孔和滾輪軸的間隙小且孔內(nèi)有儲油槽， 上滾輪7和下滾輪3與軸的摩擦副能得到良好潤滑，且潤滑面基本封閉，對使用環(huán)境無特 別要求；滾輪軸外圓鍍硬鉻，可防止摩擦副咬死；滾輪孔和滾輪軸粗糙度低，可有效減少摩 擦。采取上述措施，上滾輪7和下滾輪3可以獲得很小且穩(wěn)定的摩擦系數(shù)。此外，滑槽板1形狀為U形，中間加工一個通槽，上下加工出腰形槽，兩邊加工安 裝螺栓孔(沉孔)。通槽的寬度根據(jù)阻尼元件的厚度確定，腰形槽的長度由支座的自由行程確定，腰形槽的寬度由滾輪的大小確定?；郯宓牟牧峡捎肣345B。上滾輪7和下滾輪3的大小由強(qiáng)度計算確定；滾輪內(nèi)孔上加工儲油槽，內(nèi)孔大小根 據(jù)滾輪軸確定，粗糙度Ra < 0. 8 _。材料可用40Cr，需調(diào)質(zhì)到32 36HRC。滾輪軸4為階梯軸，軸的最小直徑根據(jù)承受的載荷來確定；材料可用40Cr，需調(diào)質(zhì) 到32 36HRC ；滾輪軸外圓面鍍硬鉻，鍍層厚度不小于30 m鍍后粗糙度Ra < 0. 8 / 。本滑槽裝置裝配前，滾輪軸必須涂抹潤滑脂，滾輪內(nèi)孔油槽必須填滿潤滑脂。裝配 時，首先把下滾輪3套入滾輪軸4中并頂?shù)蕉ㄎ慌_階，再把阻尼元件8伸入滑槽板1的通槽 內(nèi)；然后把已套入下滾輪3的滾輪軸4穿過滑槽板1的下腰形槽套入阻尼元件8的銷孔中， 直到頂住定位臺階；把上滾輪7套入滾輪軸4中，直到頂住定位臺階，再用安裝螺栓6裝上 限位板；上述工作完成后，最后用安裝螺栓2把滑槽板1固定在支座板9上。裝配完成后，阻尼元件8與上/下滾輪、滑槽板1的通槽上下面必須有不小于2mm 的間隙；限位扳5與上滾輪7必須有1 1. 5mm間隙；滾輪與腰形槽必須有1 2mm間隙。
權(quán)利要求
1.一種橋梁支座滑槽裝置滑動方法，其特征在于采用橋梁支座滑槽裝置滑動方法， 橋梁支座安裝在滑槽裝置上，橋梁支座滑槽裝置通過一上下都帶有滾輪滑槽板實(shí)現(xiàn)滑槽裝 置滑動；當(dāng)支座滑動時，支座阻尼元件會受到拉伸或壓縮，支座阻尼元件自由端的鉸點(diǎn)會施 加一個力給滾輪軸，力的方向?yàn)樽枘嵩蓚€鉸點(diǎn)的連線方向，由于該方向與滑槽成一個 夾角，因此在滑槽方向有一個分力推動滾輪沿滑槽方向滾動，迫使支座阻尼元件沿著滑槽 裝置的滑槽滑動；滑槽裝置活動部分的移動是通過滾輪在槽內(nèi)滾動實(shí)現(xiàn)的。
2.一種根據(jù)權(quán)利要求1所述橋梁支座滑槽裝置滑動方法的滑槽裝置，其特征在于包 括滑槽板、滾輪、限位板、滾輪軸；滑槽板用螺栓固定在支座板上，滑槽板有兩個上下布置的 滑槽，中間開一個通槽；滾輪軸置于滑槽中，上下裝滾輪，中間鉸接阻尼元件，上端部安裝限 位板；滾輪與滾輪軸可以相對自由轉(zhuǎn)動，滾輪在滑槽內(nèi)滾動，限位板可限制滾輪的軸向竄 動。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的滑槽裝置，其特征在于滑槽板上有兩個上下布置的滑槽，分 別為上滑槽和下滑槽，上滑槽和下滑槽中間開一個通槽；滾輪軸置于滑槽中，且上滾輪位于 上滑槽中，下滾輪位于下滑槽中，中間鉸接阻尼元件，上端部安裝限位板。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的滑槽裝置，其特征在于當(dāng)支座滑動時，支座阻尼元件會受到 拉伸或壓縮，支座阻尼元件自由端的鉸點(diǎn)會施加一個力給滾輪軸，力的方向?yàn)樽枘嵩?個鉸點(diǎn)的連線方向，由于該方向與滑槽成一個夾角，因此在滑槽方向有一個分力推動滾輪 沿滑槽方向滾動，迫使支座阻尼元件沿著滑槽裝置的滑槽滑動。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的滑槽裝置，其特征在于上滾輪和下滾輪直接采用軸承 或滾輪內(nèi)孔開儲油槽，并填滿潤滑脂；滾輪軸外圓鍍硬鉻，鍍層厚度30 以上；上滾輪和 下滾輪與滾輪軸采用小間隙配合；滾輪孔和滾輪軸外圓的粗糙度Ra < 0. 8
6.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的滑槽裝置，其特征在于滑槽板形狀為U形，中間加工一 個通槽，上下加工出腰形槽，兩邊加工安裝螺栓孔。
7.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的滑槽裝置，其特征在于滾輪軸為階梯軸。
全文摘要
一種橋梁支座滑槽裝置滑動方法及其滑槽裝置，采用橋梁支座滑槽裝置滑動方法，橋梁支座安裝在滑槽裝置上，橋梁支座滑槽裝置通過一上下都帶有滾輪滑槽板實(shí)現(xiàn)滑槽裝置滑動；當(dāng)支座滑動時，支座阻尼元件會受到拉伸或壓縮，支座阻尼元件自由端的鉸點(diǎn)會施加一個力給滾輪軸，力的方向?yàn)樽枘嵩蓚€鉸點(diǎn)的連線方向，由于該方向與滑槽成一個夾角，因此在滑槽方向有一個分力推動滾輪沿滑槽方向滾動，迫使支座阻尼元件沿著滑槽裝置的滑槽滑動；滑槽裝置活動部分的移動是通過滾輪在槽內(nèi)滾動實(shí)現(xiàn)的。與現(xiàn)有技術(shù)相比，該滑槽裝置活動部分的移動是通過滾輪在槽內(nèi)滾動實(shí)現(xiàn)的，阻力小，移動靈活，無死區(qū)，適合橋梁支座橫向阻尼元件大壓力角的安裝布局。
文檔編號E01D19/04GK102002908SQ201010293528
公開日2011年4月6日 申請日期2010年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月28日
發(fā)明者劉軍, 胡宇新 申請人:株洲時代新材料科技股份有限公司