一种转体球铰的制作方法

本实用新型涉及桥梁工程技术领域，尤其涉及一种用于桥梁转体施工的一种转体球铰。

背景技术：

近年来，现代化的快速交通体系得到迅速发展，高速铁路及客运线专线、高速公路处于大规模兴建阶段。随着高速铁路、公路的建设，相继涌现出一大批穿越深沟峡谷、跨越铁路及高速公路的大型桥梁。此类桥梁由于受施工环境及交通因素的制约，采用常规施工方法难度很大。桥梁转体法施工能较好地避免对其它线路运输的影响。

铰支承作为转体施工中转动机构的核心部件，是转体能否成功的关键，也是决定转体精度的关键。目前，水平转体施工中采用的铰支承通常有混凝土铰、钢铰等两种形式，其中钢铰又分为平铰和球铰。混凝土铰因其承载力小、摩擦系数大、稳定性差、易开裂、施工要求高等诸多缺点，无法在大跨度、大吨位桥梁结构的转体施工中应用。平铰承载能力较大、摩擦系数较小、稳定性较好，但采用平铰难以进行转动体的平衡调整，转动过程中对定位和平衡配重要求高，施工要求较高。球铰是目前转体施工中应用较多的铰支承构件，具有承载能力较大、摩擦系数较小、可自动定心调整、稳定性较好等优点。球铰主要由球半径配合的凸凹球面板构成，球面板由筋板加强。

如中国专利CN2721778Y公开了一种转体球铰，转体球铰结构包括上盘、下盘、球铰上半部、球铰下半部、牵转盘、保险撑脚、定位销和牵转装置。其中：在球铰下半部设置有多个圆形凹槽，凹槽内镶嵌有与其紧密配合的滑片或滑板，球铰上半部紧压在滑片或滑板上，滑片或滑板为聚四氟乙烯类材料。但是该实用新型公开的技术方案中滑片或滑板为一层结构滑板，因此，其耐磨损性能较差。

技术实现要素：

为克服现有技术中存在的问题，本实用新型提供了的一种提高抗压强度、抗压缩变，耐磨损的一种转体球铰。

本实用新型提供的一种转体球铰，包括下球铰、位于下球铰上方的上球铰，及连接上球铰及下球铰的中心销轴，下球铰固定于骨架上，其特征在于，下球铰上端面开设多个圆柱形凹槽，圆柱形凹槽成环形分布，且包括至少一环圆柱形凹槽，每环圆柱形凹槽具有共同的圆心；每个圆柱形凹槽内嵌设有圆柱形耐磨滑块，耐磨滑块包括至少两层非金属复合层；下球铰上端面还开设有若干振捣孔及若干排气孔，振捣孔及排气孔均匀分布。

在一些实施方式中，上球铰包括上球铰球面板、连接于上球铰球面板上方的多块上球铰筋板及与各上球铰筋板连接的多块上球铰加强板，上球铰球面板的下端面为光滑的金属面，上球铰球面板的中心位置开设上销轴孔，上销轴孔上连接有上销轴管，上销轴管沿上球铰球面板径向延伸，且上销轴管向上球铰球面板球心方向延伸。

在一些实施方式中，上球铰筋板以上销轴管为圆心发散式分布于上销轴管外周，且与上球铰球面板上端面连接。

在一些实施方式中，每块上球铰筋板上均连接有上球铰加强板，上球铰加强板垂直于上球铰筋板，每块上球铰筋板上至少连接一组上球铰加强板，每组上球铰加强板包括两块，分别连接于上球铰筋板两侧，每组上球铰加强板在同一平面内。

在一些实施方式中，相邻两块上球铰筋板上的上球铰加强板首尾依次相连，形成多边形，且至少包括一环围成多边形的上球铰加强板。

在一些实施方式中，下球铰包括下球铰球面板、连接于下球铰球面板下方的多块下球铰筋板及与各下球铰筋板连接的多块下球铰加强板，下球铰球面板的中心位置开设下销轴孔，下销轴孔上连接有下销轴管，下销轴管沿下球铰球面板径向反向延伸，且下销轴管向下球铰球面板球心方向反向延伸。

在一些实施方式中，下球铰筋板以下销轴管为圆心发散式分布于上销轴管外周，且与下球铰球面板下端面连接。

在一些实施方式中，每块下球铰筋板上均连接有下球铰加强板，下球铰加强板垂直于下球铰筋板，每块下球铰筋板上至少连接一组下球铰加强板，每组下球铰加强板包括两块，分别连接于下球铰筋板两侧，每组下球铰加强板在同一平面内。

在一些实施方式中，相邻两块下球铰筋板上的下球铰加强板首尾依次相连，形成多边形，且至少包括一环围成多边形的下球铰加强板。

在一些实施方式中，相邻两环圆柱形凹槽间的距离相等；每环圆形凹槽内相邻两个圆柱形凹槽间的距离相等，且小于相邻两环圆柱形凹槽间的距离。

在一些实施方式中，耐磨滑块的高度大于圆柱形凹槽的深度。

与现有技术相比，本实用新型提供的一种转体球铰与现有技术相比，具有以下优点：

1、提高了上球铰及下球铰的强度和刚度，提高了承受竖向载荷能力，可靠性高。

2、耐磨滑块采用由至少两层非金属材料复合而成，使转体球铰具有抗压强度高，摩擦系数小，耐磨损的特点。

3、耐磨滑块用圆柱状结构，具有抗压缩变形能力好，镶嵌固定效果好，制造工艺简便，使用可靠性高的特点。

4、圆柱形凹槽成环形均匀分布，使各耐磨滑块受力均匀，同时使耐磨滑块与上球铰的接触面积更大，因此，耐磨滑块所承受的压强更小，使上球铰在安装和转体过程中的受力更加均匀，其承载的压力负荷更大，因此在使用过程中的磨损程度明显减小，提高球铰的使用寿命。

5、设置振捣孔及排气孔，便于混凝土捣振，排出混凝土中的气泡，使混凝土密实结合，消除混凝土的蜂窝麻面等现象，提高其强度。

附图说明

图1为本实用新型第一种实施方式提供的一种转体球铰的结构示意图；

图2为图1所示的一种转体球铰中上球铰的俯视图；

图3为图1所示的一种转体球铰中下球铰的仰视图；

图4为图1所示的一种转体球铰中下球铰的俯视图；

图5为图4中所示的一种转体球铰中下球铰A部分的放大图；

图6为图1所示的一种转体球铰中耐磨滑块的结构示意图；

图7为本实用新型第二种实施方式提供的一种转体球铰中上球铰的俯视图；

图8为本实用新型第二种实施方式提供的一种转体球铰中下球铰的仰视图。

具体实施方式

以下结合附图和实施例，对本实用新型进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例1

图1至图6示意性地显示了根据本实用新型第一种实施方式提供的一种转体球铰。

如图1所示，本实用新型提供的一种转体球铰，包括：下球铰1、位于下球铰1上方的上球铰2，及连接上球铰2及下球铰1的中心销轴3，下球铰1固定于骨架4上。如图1所示，上球铰2的下端面为一凸球面，下球铰1的上端面为一凹球面，且上球铰2下端面的凸球面与下球铰1上端面的凹球面的圆度相等，上球铰2下端面的凸球面置于下球铰1的凹球面内，再通过中心销轴3将上球铰2与下球铰1连为一体。

如图1和图2所示，上球铰2包括上球铰球面板21、多个上球铰筋板22及与各上球铰筋板22连接的上球铰加强板23，如图1所示，上球铰球面板21为凸球面，作为优选的，上球铰球面板21的下端面为光滑的金属面，上球铰球面板21的中心位置开设上销轴孔210，上销轴孔210上连接有上销轴管211，上销轴管211与上球铰球面板21连接成一整体，上销轴管211沿上球铰球面板21径向延伸，且上销轴管211向上球铰球面板21球心方向延伸。如图2所示，上球铰筋板22以上销轴管211为圆心发散式分布于上销轴管211外周，且多个上球铰筋板22均匀分布，如图1所示，上球铰筋板22一侧与上销轴管211连接成一整体，上球铰筋板22底部与上球铰球面板21连接成一整体，作为优选的，上球铰筋板22的高度小于上销轴管211的高度。包括多个上球铰筋板22均匀分布于上球铰球面板21上端面，上销轴管211外周，在本实用新型的此实施方式中，以6块上球铰筋板22为例来举例说明，当然，并不限于6块。作为进一步优选的，每块上球铰筋板22均连接有上球铰加强板23，上球铰加强板23垂直于上球铰筋板22，每块上球铰筋板22上至少连接一组上球铰加强板23，每组上球铰加强板23包括两块，分别连接于上球铰筋板22两侧，每组上球铰加强板23在同一平面内。

如图1和图3所示，下球铰1包括下球铰球面板11、多个下球铰筋板12及与各下球铰筋板12连接的下球铰加强板13，如图1所示，下球铰球面板11为凹球面，其中心位置开设下销轴孔110，下销轴孔110上连接有下销轴管111，下销轴管111与下球铰球面板11连接成一整体，下销轴管111沿下球铰球面板11径向反向延伸，且下销轴管111向下球铰球面板11球心相反的方向延伸。如图3所示，下球铰筋板12以下销轴管111为圆心发散式分布于下销轴管111外周，且多个下球铰筋板12均匀分布，如图1所示，下球铰筋板12一侧与下销轴管111连接成一整体，下球铰筋板12上侧与下球铰球面板11下端面连接成一整体，作为优选的，下球铰筋板12的高度小于下销轴管111的高度。包括多个下球铰筋板12均匀分布于下球铰球面板11下端面，下销轴管111外周，在本实用新型的此实施方式中，以6块下球铰筋板12为例来举例说明，当然，并不限于6块。作为进一步优选的，每块下球铰筋板12均连接有下球铰加强板13，下球铰加强板13垂直于下球铰筋板12，每块下球铰筋板12上至少连接一组下球铰加强板13，每组下球铰加强板13包括两块，分别连接于下球铰筋板12两侧，每组下球铰加强板13在同一平面内。

如图1所示，中心销轴3穿设于上球铰2的上销轴管211，及下球铰1的下销轴管111内，将将上球铰2与下球铰1连为一体。

上述结构，提高了上球铰2及下球铰1的强度和刚度，承受竖向载荷能力大，可靠性高的特点。

如图4和图5所示，下球铰1的下球铰球面板11的凹球面内，即上端面，开设多个圆柱形凹槽14，如图4和图5所示，圆柱形凹槽14成环形分布，作为优选的，在本实用新型的此实施方式中，包括11环圆柱形凹槽14，当然，圆柱形凹槽14的环数不做限定，4环圆柱形凹槽14具有共同的圆心，即下销轴孔110的圆心，作为优选的，相邻两环圆柱形凹槽14间的距离相等，且每一环上相邻两个圆柱形凹槽14间的距离相等，且每一环上相邻两个圆柱形凹槽14间的距离小于相连两环圆柱形凹槽14间的距离，因此，使上球铰2与下球铰1间摩擦受力均匀。如图5和图6所示，每个圆柱形凹槽14内均填充耐磨滑块15，如图6所示，耐磨滑块15为圆柱形，如图5所示，耐磨滑块15嵌设于每一个圆柱形凹槽14内，作为优选的，耐磨滑块15与圆柱形凹槽14紧密嵌合，作为进一步优选的，如图6所示，耐磨滑块15的上端面位于下球铰1的下球铰球面板11的上端面外侧，即耐磨滑块15的高度大于圆柱形凹槽14的深度。

作为优选的，耐磨滑块15为非金属复合耐磨滑块，从上到下至少包括两层非金属材料复合而成，如图6所示，在本实用新型的此实施方式中，耐磨滑块15为两层非金属材料复合而成，分别为上层耐磨层151及下层耐磨层152。作为进一步优选的，在本实用新型的此实施方式中，由纯聚四氟乙烯或超高分子量聚乙烯形成上层耐磨层151，由聚四氟乙烯或超高分子量聚乙烯(分子量大于800万)与无机增强填料、润滑填料、抗氧剂以及光屏蔽剂复合形成下层耐磨层152。下球铰球面板11上的耐磨滑块15与上球铰球面板21上的金属面构成转体球铰摩擦副，采用由至少两层非金属材料复合而成的耐磨滑块15，使转体球铰具有抗压强度高，摩擦系数小，耐磨损的特点。

作为更进一步优选的，如图5所示，下球铰1上端面还开设有若干振捣孔16，振捣孔16均匀分布，如图5所示，作为优选的，在本实用新型的此实施方式中，包括8个振捣孔16成环形均匀分布，且位于同一环上，且位于下球铰1上端面中部位置。设置振捣孔16，便于混凝土捣振，使混凝土密实结合，消除混凝土的蜂窝麻面等现象。

作为再进一步优选的，如图5所示，下球铰1上端面还开设有若干排气孔17，

排气孔17成环形均匀分布，如图5所示，作为优选的，在本实用新型的此实施方式中，包括两环排气孔17，每环,内包括8个排气孔17成环形均匀分布，且位于最外层的一环圆柱形凹槽14外侧及开荤。设置排气孔17便于排出混凝土中的气泡，使混凝土密实结合，提高其强度。

实施例2

本实用新型实施例2提供的一种转体球铰，其结构与实施例1中基本相同，其不同之处在于：如图7所示，每块上球铰筋板22均连接有上球铰加强板23，上球铰加强板23垂直于上球铰筋板22，每块上球铰筋板22上至少连接一组上球铰加强板23，每组上球铰加强板23包括两块，分别连接于上球铰筋板22两侧，每组上球铰加强板23在同一平面内。作为优选的，相邻两块上球铰筋板22上的上球铰加强板23首尾依次相连，形成等边多边形，且至少包括一环围成等边多边形的上球铰加强板23。如图8所示，每块下球铰筋板12均连接有下球铰加强板13，下球铰加强板13垂直于下球铰筋板12，每块下球铰筋板12下至少连接一组下球铰加强板13，每组下球铰加强板13包括两块，分别连接于下球铰筋板12两侧，每组下球铰加强板13在同一平面内。作为优选的，相邻两块下球铰筋板12上的下球铰加强板13首尾依次相连，形成等边多边形，且至少包括一环围成等边多边形的下球铰加强板13。

上述说明示出并描述了本实用新型的优选实施例，如前所述，应当理解本实用新型并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述实用新型构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本实用新型的精神和范围，则都应在本实用新型所附权利要求的保护范围内。