一种新型结构的抗风球型支座的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种新型结构的抗风支座。所述支座具有座板Ⅳ(7)；位于座板Ⅳ(7)中部槽内的座板Ⅲ(6)的弧形球面一侧与座板Ⅳ(7)中部槽的弧形底面吻配贴合；座板Ⅳ(7)一侧的座板Ⅴ(15)的球缺面一侧与座板Ⅳ(7)的弧形球面吻配贴合，座板Ⅳ(7)、座板Ⅲ(6)和座板Ⅴ(15)组成支座的转动机构，实现支座的横桥向承载和转动的功能；座板Ⅳ(7)另一侧具有座板Ⅱ(4)，座板Ⅱ(4)与座板Ⅲ(6)之间设置弹簧(5)，组成支座的弹性支承机构，实现支座的横桥向载荷传递、纵桥向位移和竖桥向位移的功能。
【专利说明】
一种新型结构的抗风球型支座
【技术领域】
[0001]本发明属于桥梁结构【技术领域】，是一种可用于桥梁的支座产品，具体涉及一种新型结构的抗风球型支座。
【背景技术】
[0002]随着我国国民经济发展需要，近年来一大批大跨度、大承载力的斜拉桥及悬索桥相继开始设计和建造。这些斜拉桥及悬索桥的塔体内侧的侧面与梁体外侧侧面之间，竖直放置安装抗风支座，支座分别与塔身及梁体锚固连接。抗风支座能够限制由风力或地震力引起的梁体横桥向大距离摆动，承受梁体传递的横向水平力，同时能够满足梁体的横桥向位移、纵桥向位移和竖桥向位移，以及各向转角的需求。
[0003]目前，桥梁工程上应用的抗风支座主要分为抗风钢支座与盆式橡胶抗风支座两类。抗风钢支座与普通多向活动球型支座结构类似。此类抗风支座为了防止支座竖直放置时中座板滑出脱落，需将中座板结构设计成接近半球形，使得中座板凸球面放入一侧座板的球缺时，中座板质量重心位于球缺内部，并采用弹簧从抗风支座外侧将中座板与有球缺的座板拉紧。如此以来，这种结构使抗风支座体形庞大笨重，制造与安装过程较为困难；另外，受到现有规格弹簧的拉力、刚度及尺寸限制，上述抗风支座只能满足横桥向承载力小于1000kN的要求，更大承载力的抗风支座将不能实现。支座中座板平面一侧与支座另一侧座板平面组成的平面摩擦副，在不受横桥向载荷时处于非接触状态，中间有一定间隙，镶嵌在中座板平面一侧内的非金属滑板可能会脱出掉落，造成平面摩擦副失效；同时，平面摩擦副之间存在间隙，在梁体横桥向摆动时摩擦副两接触面易产生撞击，导致摩擦副的非金属滑板损坏。盆式橡胶抗风支座在盆腔内部镶嵌有橡胶板，通过橡胶板压缩变形实现承受水平反力和支座转动功能；橡胶材料易老化变硬，甚至最终失效，使支座失去承载及转动功能，不能够保证支座与桥梁的安全使用；受大直径橡胶板制造成型困难的限制，盆式橡胶抗风支座无法设计大承载力支座；受橡胶板压缩变形能力的限制，支座转动角较小，无法实现大转角的设计要求。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提出一种新型结构的的抗风支座，该支座克服了现有抗风钢支座结构笨重庞大，平面摩擦副易失效，承载能力低等缺点；克服了盆式橡胶抗风支座寿命短，转动能力小，承载能力低的缺点；同时该支座还具备结构轻巧紧凑，转动灵活，承压面接触紧密、受力均匀、传力路径简单明确，与桥梁同寿命和安全可靠性等优点，能够满足各类桥梁工程的设计要求。
[0005]本发明采用以下技术方案:
一种新型结构的的抗风支座，所述支座具有座板IV (7);所述座板IV (7)是一侧为弧形球面，另一侧为平面的柱形钢板；所述座板IV (7)中部开有槽；座板IV (7)中部槽底面为弧形球面并与座板IV (7) 一侧的弧形球面为同心；所述支座设置有座板III (6);所述座板Ill(6)是一侧为弧形球面、另一侧为平面的柱形钢板，所述座板III (6)位于座板IV (7)的中部槽内，所述座板III (6)弧形球面一侧与座板IV (7)中部槽的弧形底面吻配贴合；所述座板III (6)弧形球面上的碟形不锈钢板(9)与座板IV (7)中部槽底面的碟形滑板(10)构成一对球面摩擦副；所述座板IV (7)的一侧具有与座板IV (7)的弧形球面结合的座板V (15);所述的座板V (15)是有一侧有弧形球缺的柱形钢件，所述座板V (15)球缺面一侧与座板IV (7)的弧形球面吻配贴合，所述座板IV (7)弧形球面上的球面不锈钢板(13)与座板V (15)球缺面上的球面滑板(14)构成另一对球面摩擦副；所述的座板IV (7)、座板
III(6)和座板V (15)组成支座的转动机构；所述球面不锈钢板(13)与球面滑板(14)、碟形不锈钢板(9)与碟形滑板(10)组成的两对球面摩擦副实现支座的横桥向承载和转动的功能；所述的座板IV (7)、座板III (6)和座板V (15)中部均开有通孔，并通过连接件将所述座板V (15)、座板IV (7)和座板III (6)连接，将座板III (6)的碟形不锈钢板(9)与座板IV (7)的碟形滑板(10)、座板IV (7)的球面不锈钢板(13)与座板V (15)的球面滑板(14)之间压紧，实现两对球面摩擦副承压面始终接触紧密和支座的横桥向承载功能，保证载荷传递平稳均匀；所述座板IV (7)的另一侧具有与座板IV (7)的平面配合的座板II (4)，且所述的座板II (4)与所述座板IV (7)之间具有间隙，使座板II (4)与座板IV (7)具有一定相对运动的空间，满足支座的横桥向位移要求；在所述座板II (4)与所述座板III (6)之间设置弹簧(5);所述支座的座板II (4)、弹簧(5)、座板III (6)组成支座的弹性支承机构；所述座板II (4)的另一侧具有与座板II (4)构成平面摩擦副的座板I (I)，所述座板I (I)与座板II (4)的结合面为平面不锈钢板(2)，所述座板II (4)与座板I (I)的结合面为平面滑板(3);所述座板II (4)上的平面滑板(3)与所述座板I (I)的平面不锈钢板(2)构成平面摩擦副，实现支座的横桥向载荷传递、纵桥向位移和竖桥向位移的功能；设置在所述座板II (4)与所述座板III (6)之间的弹簧(5)反力推动座板II (4)，将平面滑板(3)与平面不锈钢(2)压紧，保证平面摩擦副承压面始终接触紧密，避免平面脱空受载时产生撞击，造成摩擦副的损坏；完成组装后，所述支座的座板V (15)、座板IV (7)和座板III (6)所具有的所有弧形球面为同心球面，使得座板IV (7)能够向各个方向自由转动。
[0006]使用时，所述座板I (I)与桥梁梁体固定相连,座板V (15)与塔体固定相连。
[0007]所述的连接件为连接螺栓(11)、连接螺母(12)，所述的连接螺栓(11)与连接螺母(12)配合将所述的座板V (15)、座板IV (7)和座板III (6)连接并压紧。
[0008]所述支座的弹簧(5)嵌入座板II (4)与座板座板III (6)中，弹簧(5)提供反弹力推动座板II (4)与座板I贴紧。
[0009]所述座板II (4)具有预留螺纹孔，所述座板IV (7)具有预留通孔；所述座板II (4)与座板IV (7)之间设置有防脱螺栓(8)，且所述的防脱螺栓(8)穿过所述座板IV (7)的通孔与座板II (4)的螺纹孔螺纹连接；所述座板IV (7)与座板II (4)之间具有一定间隙，座板
IV(7)与座板II (4)可以在间隙范围内发生相对运动。当座板IV (7)与座板II (4)距离到达设计间隙值时，防脱螺栓(8)的螺帽卡在座板IV (7)上，防止座板II (4)与座板IV (7)分离脱落。防脱螺栓(8)将座板II (4)与座板IV (7)相连接，保证两部件在发生横桥向运动过程中不发生分离脱离。
[0010]由于采用了上述技术方案，本发明具有如下有益效果:
I)座板III ￠)、座板IV (7)、座板V (15)中间均开有通孔，并由连接螺栓(11)将三部件连接，连接螺栓(11)与连接螺母(12)相连将三部件压紧，实现座板III (6)、座板IV (7)、座板V (15)组成的两对球面摩擦副承压面接触紧密，使载荷平稳均匀传递。各零件球面位于同心球上，如此实现座板IV (7)可以自由平稳转动而不脱落。
[0011]2)弹簧(5)反弹力推动座板II (4)，保证平面摩擦副平面不锈钢板(2)和平面滑板
(3)的承压面始终接触紧密，使得支座受力均匀，载荷传递平缓，避免了受力平面脱空，受载时产生撞击，造成摩擦副的损坏。
[0012]3)座板II (4)与座板IV (7)具有一定相对运动的空间，保证座板II⑷与座板IV (7)间隙满足支座的横桥向位移要求。当支座在受到横桥向载荷时，座板II (4)沿着横桥方向与座板IV (7)发生相对运动，实现支座的横桥向位移要求，见图1所示。防脱螺栓(8)保证两个部件可以发生相对运动又不发生脱离，并且防脱螺栓(8)外露长度可以控制支座最大横向位移。
[0013]4)平面不锈钢板(2)与平面滑板(3)组成一个平面摩擦副，实现支座的横桥向载荷传递、纵桥向位移和竖桥向位移的功能。球面不锈钢板(13)与球面滑板(14)、碟形不锈钢板(9)与碟形滑板(10)组成的两个球面摩擦副实现支座的横桥向承载和转动的功能。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1是本发明实施例结构示意图。
[0015]图中，1、座板I，2、平面不锈钢板，3、平面滑板，4、座板11，5、弹簧，6、座板111，7、座板IV，8、防脱螺栓，9、碟形不锈钢板，10、碟形滑板，11、连接螺栓，12、连接螺母，13、球面不锈钢板，14、球面滑板,15、座板V。
【具体实施方式】
[0016]结合附图和给出的实施例对本发明加以说明。
[0017]如图1所示，一种新型结构的的抗风支座，所述支座具有座板III (6)、座板IV (7)和座板V (15);所述座板IV (7)是一侧为弧形球面，另一侧为平面的柱形钢板；所述座板
IV(7)中部开有槽；座板IV (7)中部槽底面为弧形球面并与座板IV (7) 一侧的弧形球面为同心；所述座板III (6)是一侧为弧形球面、另一侧为平面的柱形钢板，所述座板III (6)位于座板IV (7)中部槽内，所述座板III (6)弧形球面一侧与座板IV (7)中部槽的底面吻配贴合；座板III (6)球面一侧焊接碟形不锈钢板(9)，碟形滑板(10)镶嵌在座板IV (7)中央深槽底面上；所述座板III (6)弧形球面一侧上的碟形不锈钢板(9)与座板IV (7)中部槽底面的碟形滑板(10)构成一对球面摩擦副；所述的座板V (15)是一侧有弧形球缺的柱形钢件，所述座板IV (7)弧形球面一侧与座板V (15)球缺面一侧吻配贴合；座板IV (7)球面一侧焊接球面不锈钢板(13)，球面滑板(14)镶嵌在座板V (15)球缺一侧；所述座板IV (7)弧形球面上的球面不锈钢板(13)与座板V (15)球缺面上的球面滑板(14)构成另一对球面摩擦副；所述支座的座板III (6)、座板IV (7)和座板V (15)组成支座的转动机构，所述球面不锈钢板
(13)与球面滑板(14)、碟形不锈钢板(9)与碟形滑板(10)组成的两对球面摩擦副实现支座的横桥向承载和转动的功能；所述的座板III ￠)、座板IV (7)、座板V (15)中部均开有通?L，并通过连接螺栓(11)、连接螺母(12)将所述的座板V (15)、座板IV (7)和座板III (6)连接，将座板III (6)的碟形不锈钢板(9)与座板IV (7)的碟形滑板(10)、座板IV (7)的球面不锈钢板(13)与座板V (15)的球面滑板(14)之间压紧，实现两对球面摩擦副承压面始终接触紧密，实现支座的横桥向承载，保证载荷传递平稳均匀；对应座板IV (7)另一侧的所述平面设置座板II (4)且所述的座板II (4)与所述座板IV (7)之间具有间隙，使座板II (4)与座板IV (7)具有一定相对运动的空间，在受到横桥向载荷作用时，座板II (4)和座板IV (7)可以沿着横桥方向发生相对运动，实现支座的横桥向位移的功能。在所述座板II (4)与所述座板III (6)之间设置弹簧(5);所述支座的弹簧(5)嵌入座板II⑷与座板III (6)中，弹簧(5)提供反弹力推动座板II⑷与座板I (I)贴紧。所述支座的座板II (4)、弹簧(5)、座板III (6)组成支座的弹性支承机构；所述座板II (4)的另一侧具有与其构成平面摩擦副的座板I (1)，座板I (I)与平面不锈钢板(2)通过焊接组合；平面滑板(3)镶嵌在座板II (4) 一侧；所述座板II (4)的平面滑板(3)与所述座板I (I)的平面不锈钢板(2)构成平面摩擦副，实现支座的横桥向载荷传递、纵桥向位移和竖桥向位移的功能；设置在所述座板II (4)与所述座板III (6)之间的弹簧(5)反力推动座板II (4)，将平面滑板(3)与平面不锈钢(2)压紧，保证平面摩擦副承压面始终接触紧密，避免平面脱空受载时产生撞击，造成摩擦副的损坏；完成组装后，所述支座的座板V (15)、座板IV (7)和座板III (6)所有弧形球面为同心球面，使得座板IV (7)与座板V (15)的球面之间、座板III (6)与座板IV (7)的球面之间能够向各个方向自由转动。使用时，所述座板I (I)与桥梁梁体固定相连，座板V (15)与塔体固定相连。所述座板II (4)四周预留螺纹孔，所述座板IV (7)四周预留通孔，所述座板II (4)与座板IV (7)之间设置有防脱螺栓(8)，且所述的防脱螺栓(8)穿过所述座板
IV(7)的通孔与座板II (4)的螺纹孔螺纹连接；所述座板IV (7)与座板II (4)之间具有一定间隙，座板IV (7)与座板II (4)可以在间隙范围内发生相对运动。当座板IV (7)与座板II⑷距离到达设计间隙值时，防脱螺栓⑶的螺帽卡在座板IV (7)上，防止座板II⑷与座板IV (7)分离脱落。防脱螺栓(8)将座板II (4)与座板IV (7)相连接，保证两部件在发生横桥向运动过程中不发生分离脱离。座板II (4)上的通孔和座板IV (7)上的)螺栓孔可以位于座板II⑷和座板IV (7)的外侧伸出的耳板上，也可以位于座板II⑷和座板IV (7)的内侧，但连接位置和方式不限于以上形式。
[0018]所述支座的座板I (I)与座板II (4)、座板IV (7)与座板V (15)之间均设置有密封结构。
[0019]弹簧(5)可以采用金属弹簧、非金属弹簧、金属非金属复合弹簧、碟簧等各种形式，但不限于以上形式。
[0020]平面滑板(3)、碟形滑板(10)和球面滑板(14)可以采用整板，也可以采用几块扇形板或多片圆柱形板组成，但滑板形状不限于以上形式。
【权利要求】
1.一种新型结构的的抗风支座，所述支座具有座板IV (7);所述座板IV (7)是一侧为弧形球面，另一侧为平面的柱形钢板；所述座板IV (7)中部开有槽；座板IV (7)中部槽底面为弧形球面并与座板IV (7) 一侧的弧形球面为同心；所述支座设置有座板III (6);所述座板III (6)是一侧为弧形球面、另一侧为平面的柱形钢板，所述座板III (6)位于座板IV (7)的中部槽内，所述座板III (6)弧形球面一侧与座板IV (7)中部槽的弧形底面吻配贴合；所述座板III (6)弧形球面上的碟形不锈钢板(9)与座板IV (7)中部槽底面的碟形滑板(10)构成一对球面摩擦副；所述座板IV (7)的一侧具有与座板IV (7)的弧形球面结合的座板V(15);所述的座板V (15)是有一侧有弧形球缺的柱形钢件，所述座板V (15)球缺面一侧与座板IV (7)的弧形球面吻配贴合，所述座板IV (7)弧形球面上的球面不锈钢板(13)与座板V (15)球缺面上的球面滑板(14)构成另一对球面摩擦副；所述的座板IV (7)、座板III(6)和座板V (15)组成支座的转动机构；所述球面不锈钢板(13)与球面滑板(14)、碟形不锈钢板(9)与碟形滑板(10)组成的两对球面摩擦副实现支座的横桥向承载和转动的功能；所述的座板IV (7)、座板III (6)和座板V (15)中部均开有通孔，并通过连接件将所述座板V (15)、座板IV (7)和座板III (6)连接，将座板III (6)的碟形不锈钢板(9)与座板IV(7)的碟形滑板(10)、座板IV (7)的球面不锈钢板(13)与座板V (15)的球面滑板(14)之间压紧，实现两对球面摩擦副承压面始终接触紧密和支座的横桥向承载功能，保证载荷传递平稳均匀；所述座板IV (7)的另一侧具有与座板IV (7)的平面配合的座板II (4)，且所述的座板II (4)与所述座板IV (7)之间具有间隙，使座板II (4)与座板IV (7)具有一定相对运动的空间，满足支座的横桥向位移要求；在所述座板II (4)与所述座板III (6)之间设置弹簧(5);所述支座的座板II (4)、弹簧(5)、座板III (6)组成支座的弹性支承机构；所述座板II (4)的另一侧具有与座板II (4)构成平面摩擦副的座板I (1)，所述座板I (I)与座板II (4)的结合面为平面不锈钢板(2)，所述座板II (4)与座板I (I)的结合面为平面滑板⑶；所述座板II⑷上的平面滑板⑶与所述座板I (I)的平面不锈钢板⑵构成平面摩擦副，实现支座的横桥向载荷传递、纵桥向位移和竖桥向位移的功能；设置在所述座板II (4)与所述座板III (6)之间的弹簧(5)反力推动座板II (4)，将平面滑板(3)与平面不锈钢(2)压紧，保证平面摩擦副承压面始终接触紧密，避免平面脱空受载时产生撞击，造成摩擦副的损坏；完成组装后，所述支座的座板V (15)、座板IV (7)和座板III (6)所具有的所有弧形球面为同心球面，使得座板IV (7)能够向各个方向自由转动。
2.如权利要求1所述的一种新型结构的的抗风支座，其特征在于:所述的连接件为连接螺栓(11)、连接螺母(12)，所述的连接螺栓(11)与连接螺母(12)配合将所述的座板V(15)、座板IV (7)和座板III (6)连接并压紧。
3.如权利要求1所述的一种新型结构的的抗风支座，其特征在于:所述支座的弹簧(5)嵌入座板II (4)与座板座板III (6)中，弹簧(5)提供反弹力推动座板II (4)与座板I贴紧。
4.如权利要求1所述的一种新型结构的的抗风支座，其特征在于:所述座板II(4)具有预留螺纹孔，所述座板IV (7)具有预留通孔；所述座板II (4)与座板IV (7)之间设置有防脱螺栓(8)，且所述的防脱螺栓(8)穿过所述座板IV (7)的通孔与座板II (4)的螺纹孔螺纹连接；所述座板IV (7)与座板II (4)之间具有一定间隙，座板IV (7)与座板II (4)可以在间隙范围内发成相对运动，当座板IV (7)与座板II (4)距离到达设计间隙值时，防脱螺栓(8)的螺帽卡在座板IV (7)上，防止座板II (4)与座板IV (7)分离脱落，防脱螺栓(8)将座板II (4)与座板IV (7)相连接，保证两部件在发生横桥向运动过程中不发生分离脱离。
5.如权利要求1所述的一种新型结构的的抗风支座，其特征在于:使用时，所述座板I (1)与桥梁梁体固定相连，座板V (15)与塔体固定相连。
【文档编号】E01D19/04GK104294755SQ201410477901
【公开日】2015年1月21日 申请日期:2014年9月19日 优先权日:2014年9月19日
【发明者】张 杰, 顾海龙, 宋建平 申请人:洛阳双瑞特种装备有限公司