全寿命桥梁盆式球钢支座的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种全寿命桥梁盆式球钢支座，其特征在于：包括自上至下依次设置的上支座板、活塞、球冠和钢盆座板，上支座板位于活塞上部且上支座板与活塞为一体结构或分体式结构，所述的活塞底部的凹曲面与球冠顶部的凸曲面匹配贴合设置并转动连接，所述的活塞下部部分和球冠整体均设置在钢盆座板的安装槽内，球冠边缘与钢盆座板的安装槽内部侧壁之间设有活动间隙，所述的活塞与球冠之间、球冠与钢盆座板的安装槽底面之间均设有支座滑板；本实用新型的有益效果是：该全寿命桥梁盆式球钢支座功能强、受力好、重量轻、更耐久，提高了全寿命桥梁盆式球钢支座的性能指数，可以更好的全寿命周期应用于承接梁体和墩台。
【专利说明】
全寿命桥梁盆式球钢支座
技术领域
[0001]本实用新型涉及桥梁工程设备技术领域，尤其涉及一种在桥梁工程中用于承接梁体和墩台的全寿命桥梁盆式球钢支座。
【背景技术】
[0002]支座是桥梁工程中承接梁体和墩台的关键构件，通过支座将荷载和位移传递给墩台，从而保证车辆运行时安全可靠，目前的支座结构一般采用有盆式橡胶钢支座或球型钢支座等。
[0003]现有的盆式橡胶钢支座是利用钢盆内的橡胶块变形实现转动;利用耐磨板和不锈钢板之间的平面滑动来适应梁体变形与位移的要求。钢盆壁不仅承受荷载产生的水平力，同时在竖向压力作用下，橡胶块还会产生侧向压力，而且钢盆壁还与钢盆底板共同承受竖向压力，具有以下缺点:橡胶会随着一定的使用环境和年限而逐渐老化，以致于影响使用寿命，使转动附加弯矩值大。
[0004]现有的球型钢支座，钢球冠倒置，球面朝下，通过球面钢衬板和球面耐磨板的滑动来实现支座的转动;利用钢球冠顶平面的耐磨板和上支座板的不锈钢板之间的滑动来适应梁体变形与位移的要求。固定型支座利用上钢板传递水平力，活动型支座利用球冠传递水平力；在竖向压力、水平力和转动力矩作用下，球冠是一个多向复杂的受力构件，具有以下缺点:转动球冠未封闭，球冠底部曲面转动与滑动未分离，使得耐磨板磨耗大;球冠在转动的同时还需承受水平分力和竖向力，转动与滑动复合受力，球冠底部处于偏压状态，球冠有滑出下支座板的趋势，受力不均匀、不明确、结构稳定性相对较差。
[0005]现有支座滑板常用改性超高分子量聚乙烯耐磨板材料，滑板累计磨耗量技术标准为50km，对于位移转角频繁的支座，已经不能满足支座全寿命范围内累计滑移量的需求，使用过程中需维护保养更换滑板或注入硅脂油以保证滑板正常使用下的摩擦系数与磨耗性會K。
[0006]现有支座防腐一般用涂防锈底漆、中间漆、面漆等复杂工序、工艺，由于支座的一些铸钢结构件表面处理困难，加上涂料质量参差不齐，以致于支座钢构件常常出现严重的锈蚀现象。
[0007]现有钢支座球冠曲面及整体精密机加工、曲面复合不锈钢薄板技术复杂、工艺难度大，以致于造价较高。
[0008]现有支座多采用铸钢结构，成品率较低而且污染严重，质量不易控制。
【发明内容】
[0009]鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种功能强、受力好、重量轻、更耐久的全寿命桥梁盆式球钢支座。
[0010]本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:
[0011 ] 一种全寿命桥梁盆式球钢支座，其特征在于:包括自上至下依次设置的上支座板、活塞、球冠和钢盆座板，上支座板位于活塞上部且上支座板与活塞为一体结构或分体式结构，所述的活塞底部的凹曲面与球冠顶部的凸曲面匹配贴合设置并转动连接，所述的活塞下部部分和球冠整体均设置在钢盆座板的安装槽内，球冠边缘与钢盆座板的安装槽内部侧壁之间设有活动间隙，所述的活塞与球冠之间、球冠与钢盆座板的安装槽底面之间均设有支座滑板。
[0012]所述的上支座板和活塞为分体式结构，上支座板和活塞之间设有一支座滑板，支座滑板底部部分嵌入设置在活塞顶面内部设置，支座滑板上下两侧分别与活塞和球冠的表面贴合设置，上支座板和活塞通过支座滑板滑动连接。
[0013]所述的上支座板和活塞之间还设有一用于控制上支座板滑动方向的导轨，上支座板和活塞之间通过支座滑板和导轨配合实现定向的滑动连接。
[0014]所述的导轨整体穿过支座滑板设置，导轨底部嵌入活塞顶部表面设置并安装固定，导轨上部深入至上支座板底部预设的滑动槽内滑动设置。
[0015]还包括了贴合设置在上支座板底面上并固定的三层复合滑板。
[0016]还包括了设置在所述的活塞表面与安装槽的开口边缘之间的防尘密封圈，防尘密封圈嵌入活塞外侧表面设置。
[0017]所述的上支座板底部还设有与钢盆座板侧面连接的围板，围板底部内壁与安装槽的外壁贴合设置。
[0018]所述的活塞与球冠之间的支座滑板上部部分嵌入设置在活塞的凹曲面内部，支座滑板整体为一与活塞的凹曲面和球冠的凸曲面匹配的曲面板体，支座滑板上下两侧分别与活塞和球冠的表面贴合设置。
[0019]所述的球冠与钢盆座板的安装槽底面之间的支座滑板设置在安装槽底面上，支座滑板边缘与安装槽内部侧壁相抵设置，支座滑板上下两侧分别与球冠和安装槽底面的表面贴合设置。
[0020]所述的支座滑板采用网状分子结构聚四氟乙烯耐磨板材料。
[0021]所述的球冠通过铸造铝合金一次加工成型，球冠表面经研磨抛光处理，所述的钢盆座板采用热乳钢板焊接制成。
[0022]所述的全寿命桥梁盆式球钢支座外露部分的金属表面均通过冷喷锌防腐工艺进行防护处理。
[0023]综上所述，本实用新型具有以下有益效果:
[0024]1.将球冠正置于钢盆座板的安装槽内，利用球冠凸曲面和上支座板活塞凹曲面贴合实现转动，滑动位移通过中间导轨在滑动槽内的滑动及上支座板与嵌入在活塞内的支座滑板的滑动来实现；当活塞转动时钢盆座板内球冠下平面产生水平滑移，以适应活塞的转动姿态，始终保持球冠下平面与钢盆座板底面密贴，避免了在水平力的作用下，球冠和滑板因转动有滑出下支座板的趋势。
[0025]2.通过导轨与滑动槽的设置实现上支座板水平变位，避免了利用两侧双轨导槽实现水平滑动时，由于球冠活动容易产生卡槽现象。
[0026]3.由于活塞转动时钢盆座板内球冠下平面产生水平滑移，以使活塞顶平面维持水平姿态，实现了滑动与转动分离，避免了转动与滑动复合使转动产生附加水平位移，而增加滑板的累计磨耗量。
[0027]4.利用钢盆座板的环向侧壁承受活塞传来的水平力，球冠和钢盆座板承受活塞传来的竖向力，球冠下滑动面同步位移释放弯矩，避免了曲面复合受力而出现应力集中的现象。
[0028]5.球冠通过铸造铝合金一次加工成型，球冠表面经研磨抛光处理，避免了球面复合不锈钢;钢盆座板采用热乳钢板焊接结构，减少加工工时，节约了用钢量，降低了成本。
[0029]6.活塞表面与安装槽的开口边缘之间还设有防尘密封圈，使钢盆座板内处于密封防尘状态。
[0030]7.支座滑板采用与桥梁结构同寿命的高承压、自润滑、高耐磨、低磨耗的网状分子结构聚四氟乙烯耐磨板材料，能满足滑板累计磨耗量10km的需求。
[0031 ] 8.全寿命桥梁盆式球钢支座外露部分的金属表面均通过冷喷锌防腐工艺进行防护处理，替代了常规防腐体系中的底漆和中间漆。
【附图说明】
[0032]下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
[0033]图1为本实用新型实施例一的半剖视结构示意图。
[0034]图2为本实用新型实施例二的半剖视结构示意图。
[0035]图3为本实用新型实施例三的半剖视结构示意图。
[0036]图中，I上支座板、2第三支座滑板、3活塞、4第一支座滑板、5球冠、6防尘密封圈、7围板、8安装槽、9活动间隙、1第二支座滑板、11滑动槽、12导轨、13内六角螺栓、14钢盆座板、15三层复合滑板。
【具体实施方式】
[0037]以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。
[0038]实施例一
[0039]根据附图1所示:本实用新型提供了一种全寿命桥梁盆式球钢支座，包括自上至下依次设置的上支座板1、活塞3、球冠5和钢盆座板14，上支座板I位于活塞3上部，上支座板I与活塞3为通过铸造工艺成型的一体结构，或通过焊接、螺栓连接等方式实现上支座板I与活塞3连接固定的一体结构，所述的活塞3底部的凹曲面与球冠5顶部的凸曲面匹配贴合设置并转动连接，所述的活塞3下部部分和球冠5整体均设置在钢盆座板14的安装槽8内，球冠5边缘与钢盆座板14的安装槽8内部侧壁之间设有活动间隙9，活动间隙9用于满足球冠5的位移活动，所述的活塞3与球冠5之间、球冠5与钢盆座板14的安装槽8底面之间均设有支座滑板。
[0040]其中该全寿命桥梁盆式球钢支座还包括了设置在所述的活塞3侧面表面与安装槽8的开口边缘之间的防尘密封圈6，防尘密封圈6嵌入活塞3外侧表面设置，防尘密封圈6的设置使安装槽8内部相对密封，防止灰尘及小颗粒进入安装槽8内部，影响各组件的使用寿命。
[0041]所述的上支座板I底部还设有与钢盆座板14侧面连接的围板7，围板7底部内壁与安装槽8的外壁贴合设置，通过围板7的设置，使围板7与活塞3配合实现了与安装槽8侧壁的插接结构，进一步提高了结构稳定性和密封性。
[0042]所述的活塞3与球冠5之间的第一支座滑板4上部部分嵌入设置在活塞3的凹曲面内部，使第一支座滑板4上部固定设置，第一支座滑板4下部与球冠5滑动连接，第一支座滑板4整体为一与活塞3的凹曲面和球冠5的凸曲面匹配的曲面板体，第一支座滑板4上下两侧分别与活塞3和球冠5的表面贴合设置。
[0043]所述的球冠5与钢盆座板14的安装槽8底面之间的第二支座滑板10设置在安装槽8底面上，第二支座滑板10边缘与安装槽8内部侧壁相抵设置，使第二支座滑板10相对固定设置在安装槽8内，球冠5底部通过活动间隙9实现与第二支座滑板10的滑动连接，第二支座滑板10上下两侧分别与球冠5和安装槽8底面的表面贴合设置。
[0044]所述的第一支座滑板4和第二支座滑板10均采用高承压、自润滑、高耐磨、低磨耗的网状分子结构聚四氟乙烯耐磨板材料，第一支座滑板4和第二支座滑板10的累计磨耗量技术要求为100km，网状分子结构聚四氟乙烯耐磨板材料的支座滑板在正压力45MPa、磨耗速度15mm/s、磨耗总量10km时，线磨耗率为1.94ym/km，满足支座磨耗的使用要求，该网状分子结构聚四氟乙烯耐磨板材料的高温性能良好，同等条件下，试验温度70°C±2°C，无硅脂油，磨耗总量I OOOm时，摩擦系数μ < 0.047;通过第一支座滑板4和第二支座滑板10的设置使装置各组件之间的滑动更加灵活，同时延长了使用寿命。
[0045]所述的球冠5通过铸造铝合金一次加工成型，球冠5表面经研磨抛光处理，避免了现有技术中需要在球冠5的凸曲面表面复合不锈钢层，减少了生产工序，降低了生产成本；所述的钢盆座板14采用热乳钢板焊接制成，较现有的生产方式减少加工工时，节约了用钢量，降低了成本。
[0046]所述的全寿命桥梁盆式球钢支座外露部分的金属表面均通过冷喷锌防腐工艺进行防护处理，即对上支座板1、围板7、和钢盆座板14的外露部分进行防护处理，替代了常规防腐体系中的底漆和中间漆，工艺简单、附着力强，有效解决了外露区域的防腐难题;重防腐情况下，只需在冷喷锌封闭层表面涂氟碳面漆即可。
[0047]本实施例中的全寿命桥梁盆式球钢支座采用固定型结构，上支座板I通过梁底预埋钢板及套筒、锚栓等组件与梁体连接固定，钢盆座板14通过螺栓、锚栓及套筒等组件与墩台连接固定，墩台上预留有锚栓孔，在应用中具有竖向承压和转角功能，通过活塞3与球冠5的配合，以及球冠5边缘与钢盆座板14的安装槽8内部侧壁之间的活动间隙9实现转角功能，通过将一体结构的上支座板I和活塞3设置在钢盆座板14的安装槽8内实现限制该全寿命桥梁盆式球钢支座水平各个方向位移，实现梁体和墩台之间固定功能。
[0048]实施例二
[0049]本实施例与实施例一的不同在于:所述的上支座板I和活塞3为分体式结构，上支座板I和活塞3之间设有第三支座滑板2，第三支座滑板2底部部分嵌入设置在活塞3顶面内部设置，第三支座滑板2上下两侧分别与活塞3和球冠5的表面贴合设置，使第三支座滑板2底部相对固定，第三支座滑板2上部与上支座板I滑动连接。
[0050]第三支座滑板2也采用高承压、自润滑、高耐磨、低磨耗的网状分子结构聚四氟乙烯耐磨板材料，第三支座滑板2的累计磨耗量技术要求为100km。
[0051]所述的上支座板I底面上复合有固定的三层复合滑板15，S卩SF-1板体，耐磨性能好，摩擦系数小，使用寿命长，工作温度一般在240 °C以下，可以保障全寿命桥梁盆式球钢支座的使用寿命。
[0052]本实施例中的全寿命桥梁盆式球钢支座采用双向型结构，在应用中具有竖向承压和转角功能，上支座板I和活塞3之间通过第三支座滑板2实现滑动连接，且其滑动方向没有限制，通过相对滑动可实现水平各个方向位移，用于配合梁体和墩台之间的顺桥向和横桥向的移动。
[0053]实施例三
[0054]本实施例与实施例二的不同在于:所述的上支座板I和活塞3之间还设有一用于控制上支座板I滑动方向的导轨12，上支座板I和活塞3之间通过第三支座滑板2和导轨12配合实现定向的滑动连接;所述的导轨12整体穿过第三支座滑板2设置，导轨12底部嵌入活塞3顶部表面设置并通过内六角螺栓13安装固定，导轨12上部深入至上支座板I底部预设的滑动槽11内滑动设置。
[0055]本实施例中的全寿命桥梁盆式球钢支座采用单向型结构，在应用中具有竖向承压和转角功能，上支座板I和活塞3之间通过第三支座滑板2和导轨12配合实现滑动连接，第三支座滑板2主要用于接触面的滑动连接，导轨12主要用于实现滑动过程中的定向作用，可实现梁体和墩台之间的顺向位移并横向限制不位移的情况。
[0056]以上所述仅为本实用新型的优先实施方式，只要以基本相同手段实现本实用新型的目的技术方案，都属于本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种全寿命桥梁盆式球钢支座，其特征在于:包括自上至下依次设置的上支座板、活塞、球冠和钢盆座板，上支座板位于活塞上部且上支座板与活塞为一体结构或分体式结构，所述的活塞底部的凹曲面与球冠顶部的凸曲面匹配贴合设置并转动连接，所述的活塞下部部分和球冠整体均设置在钢盆座板的安装槽内，球冠边缘与钢盆座板的安装槽内部侧壁之间设有活动间隙，所述的活塞与球冠之间、球冠与钢盆座板的安装槽底面之间均设有支座滑板。2.根据权利要求1所述的全寿命桥梁盆式球钢支座，其特征在于:所述的上支座板和活塞为分体式结构，上支座板和活塞之间设有一支座滑板，支座滑板底部部分嵌入设置在活塞顶面内部设置，支座滑板上下两侧分别与活塞和球冠的表面贴合设置，上支座板和活塞通过支座滑板滑动连接。3.根据权利要求2所述的全寿命桥梁盆式球钢支座，其特征在于:所述的上支座板和活塞之间还设有一用于控制上支座板滑动方向的导轨，上支座板和活塞之间通过支座滑板和导轨配合实现定向的滑动连接。4.根据权利要求3所述的全寿命桥梁盆式球钢支座，其特征在于:所述的导轨整体穿过支座滑板设置，导轨底部嵌入活塞顶部表面设置并安装固定，导轨上部深入至上支座板底部预设的滑动槽内滑动设置。5.根据权利要求1至4中任意一项所述的全寿命桥梁盆式球钢支座，其特征在于:还包括了贴合设置在上支座板底面上并固定的三层复合滑板。6.根据权利要求5所述的全寿命桥梁盆式球钢支座，其特征在于:还包括了设置在所述的活塞表面与安装槽的开口边缘之间的防尘密封圈，防尘密封圈嵌入活塞外侧表面设置。7.根据权利要求6所述的全寿命桥梁盆式球钢支座，其特征在于:所述的上支座板底部还设有与钢盆座板侧面连接的围板，围板底部内壁与安装槽的外壁贴合设置。8.根据权利要求1所述的全寿命桥梁盆式球钢支座，其特征在于:所述的活塞与球冠之间的支座滑板上部部分嵌入设置在活塞的凹曲面内部，支座滑板整体为一与活塞的凹曲面和球冠的凸曲面匹配的曲面板体，支座滑板上下两侧分别与活塞和球冠的表面贴合设置。9.根据权利要求1所述的全寿命桥梁盆式球钢支座，其特征在于:所述的球冠与钢盆座板的安装槽底面之间的支座滑板设置在安装槽底面上，支座滑板边缘与安装槽内部侧壁相抵设置，支座滑板上下两侧分别与球冠和安装槽底面的表面贴合设置。10.根据权利要求1、2、8、9中任意一项所述的全寿命桥梁盆式球钢支座，其特征在于:所述的支座滑板采用网状分子结构聚四氟乙烯耐磨板材料。11.根据权利要求1所述的全寿命桥梁盆式球钢支座，其特征在于:所述的球冠通过铸造铝合金一次加工成型，球冠表面经研磨抛光处理，所述的钢盆座板采用热乳钢板焊接制成。12.根据权利要求1至9、11中任意一项所述的全寿命桥梁盆式球钢支座，其特征在于:所述的全寿命桥梁盆式球钢支座外露部分的金属表面均通过冷喷锌防腐工艺进行防护处理。
【文档编号】E01D19/04GK205529868SQ201620198737
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年3月8日
【发明人】周振宇, 陈艳芳, 吴成亮, 闫蕾蕾, 李景振, 张春宝, 李志江
【申请人】河北桥致通科技有限公司