一种桥梁用球型支座的制作方法

本实用新型涉及桥梁附属设备技术领域，尤其涉及一种桥梁用球型支座。

背景技术：

在桥梁结构中，通常需要在桥梁梁体和墩台之间安装支座。支座的安装可以使桥梁的实际受力情况符合设计要求，并保证桥梁、墩台不受损伤。要达到上述目的，则要求支座具有足够的竖向刚度和强度，能将桥梁梁体的全部载荷可靠地传递到墩台上，并同时承受由载荷作用引起的桥跨结构端部的水平位移、转角和变形，减轻和缓解墩台承受的震动，适应因温度、湿度变化引起的桥跨结构的水平位移、转角和变形。

目前使用最广泛的大位移和大转角支座包括盆式支座和球型支座。球型支座主要由上支座板、下支座板和球冠衬板组成。球型支座的水平位移是由上支座板与球冠衬板上的平面聚四氟乙烯板之间的滑动来实现的，通过在上支座板上设置导向槽来约束球型支座的横向位移量。球型支座的转角是通过球冠衬板与下支座板上的球面聚四氟乙烯板之间的滑动来实现的。

其中，球冠衬板、平面聚四氟乙烯板及球面聚四氟乙烯板为球型支座的核心部位，球冠衬板的受力面及滑移面均涂有硅脂润滑剂，若灰尘进入则会影响滑移面间的摩擦力，从而破坏球型支座的正常运转。为避免外界环境中的粉尘进入球型支座内部影响接触面，现有的技术措施是在球型支座外部周围固定一圈防尘围板或者在下支座板上开设凹槽安装对折橡胶板环圈，以达到防尘的目的。但是防尘围板的防尘功能不佳，且影响支座的美观，不便于更换及日常维护；对折橡胶板环圈需要用钢圈固定，不便于安装，且使用过程中容易扭曲变形从而脱离安装槽，失去防尘功能。

技术实现要素：

本实用新型提供了一种桥梁用球型支座，以解决现有技术中存在防尘效果差的技术问题。

本实用新型提供的桥梁用球型支座，包括自上而下依次连接在一起的上支座板、球冠衬板和下支座板，在所述球冠衬板沿其周向围设有密封件，所述密封件的上表面与所述上支座板的下表面始终紧密贴合，所述密封件的下表面与所述下支座板的上表面始终紧密贴合。

优选地，所述密封件包括连续围设在所述球冠衬板外周面上的橡胶板，所述橡胶板通过多个紧固件固定于所述球冠衬板上。

优选地，所述紧固件沿所述球冠衬板的周向均匀布置。

优选地，所述上支座板的下表面固定连接有第一钢板，所述球冠衬板的上表面固定连接有平面聚四氟乙烯板，所述第一钢板与所述平面聚四氟乙烯板贴合；

所述球冠衬板的下表面为凸球面，相应的，所述下支座板的上表面为凹球面，且所述下支座板的凹球面上固定连接有与所述凹球面紧密贴合的球面聚四氟乙烯板，所述球面聚四氟乙烯板与所述球冠衬板的凸球面相匹配贴合。

优选地，所述上支座板的边沿部位向下凸出并延伸有第一凸台，所述第一凸台的下表面固定连接有限位板；所述下支座板的侧面设有用于限制所述限位板竖直方向运动的限位槽。

优选地，当将所述桥梁用球型支座安装于桥体上时，所述上支座板与所述下支座板通过连接件固定连接。

优选地，所述连接件包括成对设置成倒八字的连接板，所述连接板与所述上支座板之间为可拆卸式固定连接，所述连接板与所述下支座板之间为可拆卸式固定连接。

优选地，所述连接板为长条状结构。

优选地，所述上支座板设有用于连接桥梁梁体的锚固件，所述下支座板设有用于连接桥梁墩台的锚固件。

优选地，所述锚固件包括套筒，所述套筒的一端设有内螺纹，所述内螺纹匹配连接有螺柱，所述螺柱旋有螺母，所述套筒的另一端内圆周面为光面且塞有橡胶塞。

采用本实用新型提供的桥梁用球型支座，其有益效果如下所述：将密封件套设于球冠衬板的外周面上，且安装于上支座板和下支座板之间，同时密封件始终与上支座板和下支座板紧密贴合，使密封件在上支座板和下支座板之间存有压缩余量，即上支座板、下支座板和密封件围成一个封闭的空间，而球冠衬板位于这个封闭的空间内，可保证球型支座在正常的工作状态下，无论球型支座如何滑动，即使当球型支座转动到极限状态下时，均可使球冠衬板处于该严密的封闭空间内，对球冠衬板起到了非常好的密封作用。另外，密封件置于整个球型支座的内部空间，并不是封装在整个球型支座的外部，因此更为精巧美观。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式中的技术方案，下面将对具体实施方式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实用新型的一些实施方式，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是本实用新型实施例桥梁用球型支座的结构示意图；

图2是图1中的球冠衬板及密封件的俯视结构示意图；

图3是图2中所示的球冠衬板及密封件的侧视结构示意图；

图4是图1中A处的局部放大结构示意图；

图5是图1中连接板的装配结构示意图；

图6是图1中锚固件的结构示意图。

其中：

1-上支座板

11-第一钢板 12-第一凸台

13-限位板 14-第二钢板

15-第一安装孔

2-球冠衬板

21-平面聚四氟乙烯板

3-下支座板

31-球面聚四氟乙烯板 32-限位槽

33-第二凸台 34-竖向聚四氟乙烯板

35-第二安装孔

4-密封件

41-橡胶板 42-安装孔

43-紧固件

5-连接件

51-连接板

6-锚固件

61-橡胶塞 62-套筒

63-螺母 64-螺柱

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

本实施例提供了一种桥梁用球型支座，如图1所示，该桥梁用球型支座包括自上而下依次连接在一起的上支座板1、球冠衬板2和下支座板3，在球冠衬板2沿其周向围设有密封件4，密封件4的上表面与上支座板1的下表面始终紧密贴合，密封件4的下表面与下支座板3的上表面始终紧密贴合。

将密封件4套设于球冠衬板2的外部，且密封件4安装在上支座板1和下支座板3之间，同时密封件4始终保持与上支座板1和下支座板3紧密贴合，使密封件4在上支座板1和下支座板3之间存有压缩余量，即上支座板1、下支座板3和密封件4围成一个封闭的空间，而球冠衬板2位于这个封闭的空间内，可保证在正常的工作状态下，无论球型支座如何滑动，即使当球型支座转动到极限状态下时，均可使球冠衬板2处于严密的封闭空间内，起到良好的密封作用。另外，密封件4置于整个球型支座的内部空间，并不是封装在整个球型支座的外部，因此更为精巧美观。

如图2和图3所示，在本实施例中，密封件4包括连续围设在球冠衬板2外周面上的橡胶板41，橡胶板41通过多个紧固件43固定于球冠衬板2上。其中，橡胶板41与球冠衬板2之间的的安装方式可以采用多种，具体安装方式如下所述。

例如，可以在橡胶板41上设有多个安装孔42，相应的，在球冠衬板2的外周面也开有与安装孔42相匹配的孔，并在相应的孔/安装孔内匹配安装紧固件43(例如：螺钉、螺栓等)，从而将橡胶板41固定在球冠衬板2上。

再例如，将橡胶板41活动安装于球冠衬板2上，并位于上支座板1的下表面与下支座板3的上表面之间，且橡胶板41的高度大于上支座板1下表面和下支座板3上表面之间的距离，以使橡胶板41的上表面与上支座板1的下表面始终紧密贴合，橡胶板41的下表面与下支座板3的上表面始终紧密贴合，从而可以保证球冠衬板2在极限转角的情况下，橡胶板41始终与上支座板1和下支座板3紧密接触。因此，该密封件4在保证稳定性的情况下，能更进一步的起到良好的密封作用。

此外，密封件4还可以用其他方式安装，例如，可直接将密封件4套装在上支座板1和下支座板3之间的球冠衬板2的外周侧面，密封件4在高度方向要有压缩余量，以保证当球冠衬板2处于极限转角时，密封件4中的橡胶板41始终与上支座板1和下支座板3紧密接触，从而满足密封的要求。

其中，紧固件43沿球冠衬板2的周向均匀布置，以使密封件4更加稳固地固接在球冠衬板2上。

请继续参照图1，在上支座板1的下表面固定连接有第一钢板11，球冠衬板2的上表面固定连接有平面聚四氟乙烯板21，第一钢板11与平面聚四氟乙烯板21贴合；球冠衬板2的下表面为凸球面，相应的，下支座板3的上表面为凹球面，且下支座板3的凹球面上固定连接有与凹球面紧密贴合的球面聚四氟乙烯板31，球面聚四氟乙烯板31与球冠衬板2的凸球面贴合。

如图1所示，上支座板1的下表面为平面结构，第一钢板11亦为平面结构，第一钢板11通过焊接或螺栓连接等方式固定于上支座板1的下表面。其中，第一钢板11具有足够的刚度及硬度，在与平面聚四氟乙烯板21产生的相对运动过程中减少磨损，延长使用寿命。此外，上支座板1的下表面可以做成槽状结构，第一钢板11固定于该槽内，第一钢板11的厚度大于槽的深度，以使第一钢板11露出上支座板1的下表面，从而使第一钢板11可以和平面聚四氟乙烯板21相贴合。第一钢板11与平面聚四氟乙烯板21构成了平面滑动摩擦副，保证桥梁可在水平方向自由伸缩。

另外，球冠衬板2为球冠结构，其下表面为凸球面结构。平面聚四氟乙烯板21的上表面为平面结构，可直接安装在球冠衬板2的表面，也可嵌装在球冠衬板2的表面。具体的，本实施例中，球冠衬板2的上表面开有凹槽，平面聚四氟乙烯板21嵌装在球冠衬板2的上表面的凹槽内。这样可以进一步增加了平面聚四氟乙烯板21的稳定性，防止平面聚四氟乙烯板21与球冠衬板2发生相对位移，从而增强了球型支座运行的可靠性。

此外，下支座板3的上表面为与球冠衬板2的凸球面相配合的凹球面，球面聚四氟乙烯板31固定连接于下支座板3的上表面。球面聚四氟乙烯板31的上表面与球冠衬板2的凸球面密贴配合，球面聚四氟乙烯板31的下表面与下支座板3的凹球面密贴配合。球冠衬板2的下表面与球面聚四氟乙烯板31构成球面转动摩擦副，保证桥梁在扭矩力的作用下可周向转动。

上述平面摩擦副和转动摩擦副的相对运动关系如下：由于球型支座的转动中心与上不桥梁结构的转动中心不重合，因此在上支座板1与平面聚四氟乙烯板21之间形成滑动面。根据上部桥梁结构的转动中心与球型支座转动中心的相对位置，球面转动方向可以与平面滑动方向一致或相反。如果上部桥梁结构的转动中心与球型支座转动中心重合，则在平面上就不发生滑动。

如图1所示，本实施例中，上支座板1的边沿部位向下凸出并延伸有第一凸台12，第一凸台12的下表面固定连接有限位板13，下支座板3的侧面设有用于限制限位板13竖直方向运动的限位槽32。

具体的，在上支座板1的下部边沿部位与桥梁方向相平行的两侧设置条形第一凸台12，第一凸台12下表面固定连接限位板13，限位板13的一端向内延伸至下支座板3侧面相对位置开设的限位槽32内，从而使限位板13的一端嵌入到限位槽32内部，形成配合间隙连接。当球型支座正常工作时，限位板13与下支座板3的限位槽32之间不发生摩擦，无任何拉力或压力存在。当球型支座的上支座板1受到较大的向上的拉力时，限位板13与限位槽32的上表面紧密接触，形成抗拉限制面，从而阻止了上支座板1脱离球型支座。

除上述结构外，还可用以下结构形成抗拉限制面，具体描述如下。在上支座板1的下表面边沿部位与桥梁方向相平行的两侧设置L型凸台，下支座板3的侧面开有限位槽32，限位槽32的位置与L型凸台的位置相对应。其中，L型凸台的横向部位嵌入到限位槽32内，从而使L型凸台与限位槽32形成限位连接机构。当上支座板1受到向上的拉力时，L型凸台的横向部位与限位槽32的上表面相接触形成抗拉限制面，可达到阻止上支座板1脱离球型支座的目的。

如图4所示，本实施例中，第一凸台12的内侧设有第二钢板14，限位槽32的上壁构成第二凸台33，第二凸台33上与第二钢板14相对应的位置设有竖向聚四氟乙烯板34。

其中，第一凸台12与第二凸台33构成了球型支座的水平位移限位结构，当球型支座受到水平的作用力需要作用移动时，若移动距离较大，则会受到水平位移限位结构的限制，从而不会使球型支座的上支座板1与球冠衬板2在水平方向脱离。第二钢板14与竖向聚四氟乙烯板34构成了竖向摩擦副，当第一凸台12与第二凸台33发生竖向相对位移时，可减少其摩擦力，同时保护第一凸台12与第二凸台33不受磨损，延长球型支座的使用寿命。

当将上述桥梁用球型支座安装于桥体上时，在球型支座的吊装过程中，为了保持球型支座的稳定性，上支座板1与下支座板3要固定连接在一起，其连接方式为多种。本实施例中，如图1和图5所示，上支座板1与下支座板3通过连接件5固定连接。连接件5包括成对设置成倒八字的连接板51，连接板51与上支座板1之间为可拆卸式固定连接，连接板51与下支座板3之间为可拆卸式固定连接。例如，在上支座板1上设置第一安装孔15，在下支座板3上设置第二安装孔35，第一安装孔15和第二安装孔35均匹配有紧固件，相应的紧固件将连接板固定在上支座板1和下支座板3上。

具体的，本实施例中，在上支座板1和下支座板3的同侧面至少各开两个螺纹孔，分别称为第一安装孔15和第二安装孔35，第一安装孔15和第二安装孔35水平方向位置错开，且数量成对设置。连接件5通过第一安装孔15用螺栓固定在上支座板1上，通过第二安装孔35用螺栓固定在下支座板3上。连接件5包括成对设置成倒八字的连接板51，由于第一安装孔15和第二安装孔35水平位置错开且成对设置从而使连接板51呈“倒八”式固定在上支座板1与下支座板3之间。当桥体安装完毕后，及时将连接件5拆除。

由于球型支座自身较重，转运及装卸过程中需要吊装，吊装过程中采用倾斜起吊时，由于连接板51成对设置成倒八字形，在受到外力时，成对设置的两个连接板51所受力大小相同，方向相反，可抵消一部分受力，因此可防止连接板51扭曲变形。这种倒八式连接结构的承载力更大，稳定性更佳，即使在较大的冲击力作用下，上支座板1和下支座板3也不容易错位分离，从而增强了球型支座整个连接结构的稳定性和可靠性。同时，整个体系的连接方式采用螺栓连接或其他可拆卸的连接方式连接，便于球型支座的现场安装及拆卸，同时有利益后期的维护及零部件的更换。

如图1所示，本实施例的上支座板1和下支座板3上设有锚固件6。上支座板1上的锚固件6用于连接桥梁梁体，下支座板3上的锚固件6用于连接桥梁的墩台。

如图6所示，具体的，锚固件6包括套筒62，套筒62的一端设有内螺纹，内螺纹匹配连接有螺柱64，螺柱64旋有螺母63，套筒62的另一端内圆周面为光面且塞有橡胶塞61。

具体的，锚固件6主要由橡胶塞61、套筒62、螺母63和螺柱64组成。套筒62的一端无内螺纹，另一端有内螺纹。其中，安装时无内螺纹的一端远离上支座板1或下支座板3，有内螺纹的一端靠近上支座板1或下支座板3。橡胶塞61塞入套筒62的无内螺纹的一端，防止安装时水泥、泥浆、砂砾或沙石进入。螺柱64的一端拧进套筒62的有螺纹的一端，螺母63旋拧在螺柱64的另一端，中间夹持上支座板1或下支座板3。

上述结构的锚固件6为直筒状结构，并未在锚固件6主体上加工任何弯折机构，从而方便加工制作。本实施例提供的锚固件6是通过采用模拟计算方式得到最为合适的套筒62尺寸，计算结果显示，当套筒62的直径尺寸达到一定数值后可以承受各向拉力及压力，可使锚固件6稳定的埋设于基体内，不会出现晃动及弯折的情况。

综上所述，本实用新型的密封抗拉球型支座，通过第一钢板11与平面聚四氟乙烯板21密贴配合形成了滑动面，通过球冠衬板2与球面聚四氟乙烯板31密贴配合形成了转动面，通过密封件4与上支座板1和下支座板3密贴形成了良好的密封空间，通过限位板13与限位槽32形成了抗拉限制面，从而全面实现了球冠支座的竖向承压、水平滑动、周向转动、密封防尘及竖向抗拉功能。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。