专利名称：一种桥梁支座滑槽装置滑动方法及其滑槽装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及到一种桥梁的支撑方式及其支撑部件，具体涉及一种桥梁支座滑槽装 置滑动方法及其滑槽装置，属桥梁建设技术领域。
背景技术：
桥梁支座滑槽装置应用在有自由行程的阻尼耗能支座上(参见图1)。阻尼元件的 一端铰接在支座滑动部分(以支座滑动面为界分滑动/固定两部分)，另一端(自由端)铰接 在支座板(固定部分)滑槽装置的滑块上，可以自由滑动。在正常情况下，支座在设定的行程 内滑动，阻尼元件的自由端能在滑槽内自由滑动，阻尼元件不允许受很大的力(防止疲劳破 坏)；在地震情况下，支座的滑移行程超过设定值，阻尼元件的自由端将滑到滑槽的极限位 置后不再能自由滑动，阻尼元件受力后塑性变形，消耗地震能量。目前支座上滑槽装置采用的结构为滑块在滑槽内滑动，滑动为滑动摩擦，采用润 滑脂润滑。这种滑槽结构简单、制作容易且成本低；由于滑槽与滑块为滑动摩擦副，要求润 滑条件好，且对异物非常敏感，因此对环境要求高。而桥梁支座在露天野外环境下使用，这 种环境下润滑油脂容易老化和变干，滑槽易积灰，会严重影响滑槽装置的正常滑动。此外， 桥梁支座的桥纵向自由行程一般远大于桥横向自由行程，造成桥横向的阻尼元件的自由端 与滑槽的压力角大，滑动死区大，滑动不顺畅；阻尼元件在自由滑动行程内就容易受较大的 力而产生疲劳破坏。因此很有必要对此进一步加以改进。
发明内容
本发明的目的就是要克服现有桥梁支座滑槽装置的不足，提供一种摩擦力小、滑 动顺畅、无死区，对使用环境要求低的新型桥梁支座滑槽装置滑动方法及滑槽装置。为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案是采用一种桥梁支座滑槽装置滑 动方法，桥梁支座安装在滑槽装置上，桥梁支座滑槽装置通过一上下都带有滚轮滑槽板实 现滑槽装置滑动。当支座滑动时，支座阻尼元件会受到拉伸或压缩，支座阻尼元件自由端的 铰点会施加一个力F给滚轮轴(参见图2)，力的方向为阻尼元件两个铰点的连线方向，由
于该方向与滑槽成一个夹角α (压力角)，因此在滑槽方向有一个分力巧推动滚轮沿滑槽方 向滚动，迫使支座阻尼元件沿着滑槽装置的滑槽滑动。滑槽装置活动部分的移动是通过滚 轮在槽内滚动实现的。根据上述桥梁支座滑槽装置滑动方法所提出的滑槽装置是一种桥梁支座滑槽装 置，包括滑槽板、滚轮、限位板、滚轮轴。滑槽板用螺栓固定在支座板上，滑槽板有两个上下 布置的滑槽，中间开一个通槽；滚轮轴置于滑槽中，上下装滚轮，中间铰接阻尼元件，上端部 安装限位板。滚轮与滚轮轴可以相对自由转动，滚轮在滑槽内滚动，限位板可限制滚轮的轴 向窜动。当支座滑动时，支座阻尼元件会受到拉伸或压缩，支座阻尼元件自由端的铰点会施 加一个力,给滚轮轴(参见图2)，力的方向为阻尼元件两个铰点的连线方向，由于该方向与滑槽成一个夹角α (压力角)，因此在滑槽方向有一个分力朽推动滚轮沿滑槽方向滚动， 迫使支座阻尼元件沿着滑槽装置的滑槽滑动。假设摩擦力为巧。式中:β——摩擦系数
滚轮滚动(移动)的条件是
由上述公式可看出，决定滑槽性能因素是滚轮的摩擦系数#和阻尼元件施力的压力角 。压力角由阻尼元件的布局决定，一般桥横向阻尼元件压力角α较大，最大可达85°，此 时摩擦系数/f^须小于0. 087。滚轮的摩擦系数由滚轮内孔和滚轮轴外圆摩擦副决定。滚轮可直接采用轴承或滚 轮内孔开储油槽，并填满润滑脂(如硅脂)；滚轮轴外圆镀硬铬，镀层厚度30 以上；滚轮 与滚轮轴采用小间隙配合(f7/H8)；滚轮孔和滚轮轴外圆的粗糙度Ra ^ 0. H m 由于滚 轮孔和滚轮轴的间隙小且孔内有储油槽，滚轮与轴的摩擦副能得到良好润滑且润滑面基 本封闭，对使用环境无特别要求；滚轮轴外圆镀硬铬，可防止摩擦副咬死；滚轮孔和滚轮轴 粗糙度低，可有效减少摩擦。采取上述措施，滚轮可以获得很小且稳定的摩擦系数。本实用新型的优点是该滑槽装置活动部分的移动是通过滚轮在槽内滚动实现 的，阻力小，移动灵活，无死区，适合桥梁支座桥横向阻尼元件大压力角的安装布局；滚轮的 润滑基本封闭，在各种环境下都能良好的润滑，且滚轮的滚动对异物不敏感，因此桥梁支座 的使用环境对滑槽的性能基本无影响。
图1是本发明原理示意图2是本发明滑槽装置受力分析示意图 图3是本发明滑槽装置结构图 图4是图3的A-A剖面图
图中1滑槽板；2滑槽板安装螺栓；3下滚轮；4滚轮轴；5限位板；6限位板装配 螺栓；7上滚轮；8阻尼元件；9支座板。
具体实施例方式下面将结合附图和实施例对本发明做进一步的描述。实施例一
从附图1和2可以看出，本发明涉及一种桥梁支座滑槽装置滑动方法，采用桥梁支座滑 槽装置滑动方法，桥梁支座安装在滑槽装置上，桥梁支座滑槽装置通过一上下都带有滚轮 滑槽板实现滑槽装置滑动。当支座滑动时，支座阻尼元件会受到拉伸或压缩，支座阻尼元件自由端的铰点会施加一个力F给滚轮轴(参见图2)，力的方向为阻尼元件两个铰6的连线 方向，由于该方向与滑槽成一个夹角ffi (压力角)，因此在滑槽方向有一个分力蚵推动滚轮 沿滑槽方向滚动，迫使支座阻尼元件沿着滑槽装置的滑槽滑动。滑槽装置活动部分的移动 是通过滚轮在槽内滚动实现的。根据上述桥梁支座滑槽装置滑动方法所提出的滑槽装置可以从附图3和4看出， 一种桥梁支座滑槽装置，包括滑槽板1、下滚轮3、滚轮轴4、限位扳5、滑槽板固定螺栓2和 上滚轮固定螺栓6，上滚轮7 ；阻尼元件8、支座板9是与本发明有装配关系的元件。滑槽板1用滑槽板固定螺栓2固定在支座板9上，滑槽板1上有两个上下布置的 滑槽16，分别为上滑槽10和下滑槽11，上滑槽10和下滑槽11中间开一个通槽15 ；滚轮轴 4置于滑槽16中，且上滚轮7位于上滑槽10中，下滚轮位于下滑槽11中，中间铰接支座阻 尼元件8，支座阻尼元件8的另一端与支座滑动部分12连接在一起，上端部安装限位板5。 上滚轮7和下滚轮3相对于滚轮轴4可以相对自由转动，同时上滚轮7和下滚轮3又可在 上滑槽10和下滑槽11内滚动，限位板5可限制滚轮的轴向窜动。当支座滑动部分12滑动时，支座阻尼元件8会受到拉伸或压缩，支座阻尼元件8 自由端的铰点13会施加一个力F给滚轮轴(参见图2)，力的方向为支座阻尼元件8两个铰 点13和14的连线方向，由于该方向与滑槽板1的滑槽成一个夹角《 (压力角)，因此在滑 槽方向有一个分力巧推动滚轮沿滑槽方向滚动，迫使支座阻尼元件沿着滑槽装置的滑槽滑 动。假设摩擦力为巧。
F1 = F-cosiz式中,——摩擦系数
滚轮滚动(移动)的条件是 巧 > 巧 艮口F-cosa. > i^-an <z-/f
μ< cigaL
由上述公式可看出，决定滑槽性能因素是滚轮的摩擦系数/1和阻尼元件施力的压力角 。压力角由阻尼元件的布局决定，一般桥横向阻尼元件压力角α较大，最大可达85°，此 时摩擦系数嵙必须小于0. 087。上滚轮7和下滚轮3的摩擦系数由滚轮内孔和滚轮轴外圆摩擦副决定。上滚轮7 和下滚轮3可直接采用轴承或滚轮内孔开储油槽，并填满润滑脂(如硅脂);滚轮轴外圆镀硬 铬，镀层厚度30 m以上；上滚轮7和下滚轮3与滚轮轴4采用小间隙配合(f7/H8)；滚轮 孔和滚轮轴外圆的粗糙度Ra < 0. 8 / 。由于滚轮孔和滚轮轴的间隙小且孔内有储油槽， 上滚轮7和下滚轮3与轴的摩擦副能得到良好润滑，且润滑面基本封闭，对使用环境无特 别要求；滚轮轴外圆镀硬铬，可防止摩擦副咬死；滚轮孔和滚轮轴粗糙度低，可有效减少摩 擦。采取上述措施，上滚轮7和下滚轮3可以获得很小且稳定的摩擦系数。此外，滑槽板1形状为U形，中间加工一个通槽，上下加工出腰形槽，两边加工安 装螺栓孔(沉孔)。通槽的宽度根据阻尼元件的厚度确定，腰形槽的长度由支座的自由行程确定，腰形槽的宽度由滚轮的大小确定。滑槽板的材料可用Q345B。上滚轮7和下滚轮3的大小由强度计算确定；滚轮内孔上加工储油槽，内孔大小根 据滚轮轴确定，粗糙度Ra < 0. 8 _。材料可用40Cr，需调质到32 36HRC。滚轮轴4为阶梯轴，轴的最小直径根据承受的载荷来确定；材料可用40Cr，需调质 到32 36HRC ；滚轮轴外圆面镀硬铬，镀层厚度不小于30 m镀后粗糙度Ra < 0. 8 / 。本滑槽装置装配前，滚轮轴必须涂抹润滑脂，滚轮内孔油槽必须填满润滑脂。装配 时，首先把下滚轮3套入滚轮轴4中并顶到定位台阶，再把阻尼元件8伸入滑槽板1的通槽 内；然后把已套入下滚轮3的滚轮轴4穿过滑槽板1的下腰形槽套入阻尼元件8的销孔中， 直到顶住定位台阶；把上滚轮7套入滚轮轴4中，直到顶住定位台阶，再用安装螺栓6装上 限位板；上述工作完成后，最后用安装螺栓2把滑槽板1固定在支座板9上。装配完成后，阻尼元件8与上/下滚轮、滑槽板1的通槽上下面必须有不小于2mm 的间隙；限位扳5与上滚轮7必须有1 1. 5mm间隙；滚轮与腰形槽必须有1 2mm间隙。
权利要求
1.一种桥梁支座滑槽装置滑动方法，其特征在于采用桥梁支座滑槽装置滑动方法， 桥梁支座安装在滑槽装置上，桥梁支座滑槽装置通过一上下都带有滚轮滑槽板实现滑槽装 置滑动；当支座滑动时，支座阻尼元件会受到拉伸或压缩，支座阻尼元件自由端的铰点会施 加一个力给滚轮轴，力的方向为阻尼元件两个铰点的连线方向，由于该方向与滑槽成一个 夹角，因此在滑槽方向有一个分力推动滚轮沿滑槽方向滚动，迫使支座阻尼元件沿着滑槽 装置的滑槽滑动；滑槽装置活动部分的移动是通过滚轮在槽内滚动实现的。
2.一种根据权利要求1所述桥梁支座滑槽装置滑动方法的滑槽装置，其特征在于包 括滑槽板、滚轮、限位板、滚轮轴；滑槽板用螺栓固定在支座板上，滑槽板有两个上下布置的 滑槽，中间开一个通槽；滚轮轴置于滑槽中，上下装滚轮，中间铰接阻尼元件，上端部安装限 位板；滚轮与滚轮轴可以相对自由转动，滚轮在滑槽内滚动，限位板可限制滚轮的轴向窜 动。
3.根据权利要求2所述的滑槽装置，其特征在于滑槽板上有两个上下布置的滑槽，分 别为上滑槽和下滑槽，上滑槽和下滑槽中间开一个通槽；滚轮轴置于滑槽中，且上滚轮位于 上滑槽中，下滚轮位于下滑槽中，中间铰接阻尼元件，上端部安装限位板。
4.根据权利要求3所述的滑槽装置，其特征在于当支座滑动时，支座阻尼元件会受到 拉伸或压缩，支座阻尼元件自由端的铰点会施加一个力给滚轮轴，力的方向为阻尼元件两 个铰点的连线方向，由于该方向与滑槽成一个夹角，因此在滑槽方向有一个分力推动滚轮 沿滑槽方向滚动，迫使支座阻尼元件沿着滑槽装置的滑槽滑动。
5.根据权利要求3或4所述的滑槽装置，其特征在于上滚轮和下滚轮直接采用轴承 或滚轮内孔开储油槽，并填满润滑脂；滚轮轴外圆镀硬铬，镀层厚度30 以上；上滚轮和 下滚轮与滚轮轴采用小间隙配合；滚轮孔和滚轮轴外圆的粗糙度Ra < 0. 8
6.根据权利要求3或4所述的滑槽装置，其特征在于滑槽板形状为U形，中间加工一 个通槽，上下加工出腰形槽，两边加工安装螺栓孔。
7.根据权利要求3或4所述的滑槽装置，其特征在于滚轮轴为阶梯轴。
全文摘要
一种桥梁支座滑槽装置滑动方法及其滑槽装置，采用桥梁支座滑槽装置滑动方法，桥梁支座安装在滑槽装置上，桥梁支座滑槽装置通过一上下都带有滚轮滑槽板实现滑槽装置滑动；当支座滑动时，支座阻尼元件会受到拉伸或压缩，支座阻尼元件自由端的铰点会施加一个力给滚轮轴，力的方向为阻尼元件两个铰点的连线方向，由于该方向与滑槽成一个夹角，因此在滑槽方向有一个分力推动滚轮沿滑槽方向滚动，迫使支座阻尼元件沿着滑槽装置的滑槽滑动；滑槽装置活动部分的移动是通过滚轮在槽内滚动实现的。与现有技术相比，该滑槽装置活动部分的移动是通过滚轮在槽内滚动实现的，阻力小，移动灵活，无死区，适合桥梁支座横向阻尼元件大压力角的安装布局。
文档编号E01D19/04GK102002908SQ201010293528
公开日2011年4月6日 申请日期2010年9月28日 优先权日2010年9月28日
发明者刘军, 胡宇新 申请人:株洲时代新材料科技股份有限公司