一种刚性铰专用支座的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种刚性铰专用支座，属于桥梁【技术领域】。本实用新型在上支座板与下支座板之间设有球冠衬板，球冠衬板与上支座板之间设置有中间钢衬板，中间钢衬板与上支座板之间设有平面滑板，中间钢衬板与球冠衬板之间设有减振橡胶垫；调节板与球冠衬板之间设置球面滑板，楔形板设于调节板与支座连接架垫板之间，楔形板与调节板之间采用斜面配合，支座连接架垫板固定于大箱梁上；在楔形板的大端上设有支耳，支耳内旋有连接于调节板上的调节螺杆，调节螺杆上设有位于支耳两侧的调节螺母，楔形板的大端上活动连接有千斤顶，千斤顶活动连接于小箱梁上。本实用新型可精确测定调高量，在斜面设置标尺与指针可精确的读取调高量，精度达0.01mm。
【专利说明】一种刚性铰专用支座
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及桥梁【技术领域】，特别是一种桥梁刚性铰专用支座。
【背景技术】
[0002]嘉绍大桥为国内外建桥史上首例采用刚性铰结构的六塔独柱四索面钢箱梁斜拉桥，根据桥梁实际的工况，当车俩荷载分别作用在主梁不同的位置上时，刚性铰会受到频繁、往复的弯矩作用，将对刚性铰支座能否经得起交变荷载和往复弯矩同时作用提出了非常严峻的考验。另外，支座往复的转动会加剧摩擦副顺桥向小范围的往复位移，加之由于温度变化引起的桥梁上部结构变形会导致支座在顺桥向产生较大的往复位移，这就给支座的摩擦副材料提出了更高的耐磨性要求。
[0003]刚性铰采用大钢箱梁嵌套小钢箱梁的构造形式，并在大小钢箱梁各结合面处设置刚性铰专用支座。刚性铰是实现嘉绍大桥六塔斜拉桥结构成败的关键结构，受力复杂，构造细节设计、制造、安装与检查维护实例少，其中刚性铰专用支座又是大、小钢箱梁之间实现纵向位移，约束竖向、横向变形和转动的关键部件。梁体弯矩、扭矩和剪力使刚性铰支座承受交变压力，梁体的纵向往复位移使刚性铰支座承受纵向滑动摩擦阻力，并引起滑移面的磨耗。刚性铰专用支座除了要满足正常的承载力和滑动功能，同时又必须保证支座的长期耐久性，实现其可维修、可更换问题。
[0004]中国发明专利申请(申请号为2010103008401，名称为一种用于桥梁的刚性铰支座，申请日为2010年I月28日)以及其同日申请的实用新型专利，公开了一种刚性铰支座，该支座是在刚性铰设计之初的原始构思，在刚性铰的生产和使用后期，该原始构思不能满足现场施工需要。
实用新型内容
[0005]本实用新型的发明目的在于:针对上述存在的问题，提供一种刚性铰专用支座，缓冲了刚性铰在交变荷载和往复弯矩作用下对刚性铰专用支座引起的冲击，减小了刚性铰专用支座承受的应力峰值，提高刚性铰与支座结构的安全性；在支座调高过程中，为了能够获得准确的支座高度变化，在下支座板与楔形板之间设置标尺及指针，高程变化量通过斜面放大到标尺上反映出来，便于对支座调高的控制；可利用钢箱梁热胀冷缩原理通过小箱梁带动反力架、连杆、楔形板一起与大箱梁发生相对位移，从而实现楔形板的自动调低卸载，方便支座的更换。
[0006]本实用新型采用的技术方案如下:
[0007]本实用新型的刚性铰专用支座，包括连接于小箱梁上的上支座板和连接于大箱梁上的下支座板，所述上支座板与下支座板之间设有球冠衬板，所述球冠衬板与上支座板之间设置有中间钢衬板，所述中间钢衬板与上支座板之间设有平面滑板，所述中间钢衬板与球冠衬板之间设有减振橡胶垫；所述下支座板包括调节板、楔形板和支座连接架垫板，所述调节板与球冠衬板之间设置球面滑板，所述楔形板设于调节板与支座连接架垫板之间，所述楔形板与调节板之间采用斜面配合，所述支座连接架垫板固定于大箱梁上；在所述楔形板的大端上设有支耳，所述支耳内旋有连接于调节板上的调节螺杆，所述调节螺杆上设有位于支耳两侧的调节螺母，所述楔形板的大端上活动连接有千斤顶，所述千斤顶活动连接于小箱梁上。
[0008]由于采用了上述结构，球面滑板和楔形板的设置，缓冲了刚性铰在交变荷载和往复弯矩作用下对刚性铰专用支座引起的冲击，减小了刚性铰专用支座承受的应力峰值，提高刚性铰与支座结构的安全性。考虑到刚性铰专用支座的安装环境的局限性，为避免刚性铰支座的接触间隙对刚性铰工作性能的负面影响，同时也便于支座更换方便性，刚性铰专用支座在设计的时候必须考虑设置方便可靠的无级调高装置。楔形板调高方案设置液压千斤顶进行辅助调高，液压千斤顶的推力与支座反力具备对应关系，通过调高试验得到千斤顶推力与支座反力的一一对应关系，根据刚性铰跑合试验需要，支座在安装的时候，需要对每个支座设定固定的预紧力，普通支座无法达到此要求，而刚性铰专用支座可以通过控制液压千斤顶推力来达到对支座预紧力的设定功能；采用楔形板调高有以下优势:1、楔形板调高方案既可调高又可调低，这在支座安装过程中是必须具备的条件；2、楔形板调高方案更换支座更加容易，只需对楔形板卸载调低即可；3、楔形板调高方案配合液压千斤顶可实现支座反力的测定；4、楔形板调高方案可以精确测定调高量，通过在斜面设置标尺与指针可以精确的读取调高量，精度可达0.0lmm ;5、楔形板调高方案还可以利用钢箱梁的热胀冷缩原理实现支座的自动卸载调低功能。
[0009]进一步地，所述千斤顶为双向油压回缩自锁式千斤顶，其一端通过铰接的连接座连接于楔形板的大端上；而另一端通过铰接的连接座连接于反力架上，所述反力架连接于小箱梁。可通过反力架连接到小箱梁上，为千斤顶提供支反力。
[0010]本实用新型的刚性铰专用支座，所述楔形板的斜度为4°，所述楔形板与调节板的斜面之间的最大相对滑移量为200mm。
[0011]由于采用了上述结构，楔形板的斜度如果过大，则调高会比较困难；斜度过低，则调高量将比较小；综合刚性铰实际条件，在安装过程中每个支座从最低到最高提供13mm的调节空间，调高量一般为预紧作用，不用过大，设定为3mm;而支座的调低由于是给安装和更换留下足够的空间，所以设定为IOmm较为适合，综合支座整体尺寸以及安装空间的限制，楔形板斜度最终确定为4°，楔形板与下支座板斜面间的最大相对滑移量为200mm，可实现支座调高3mm,调低IOmm,使得对该支座的调高的控制更加精确。
[0012]本实用新型的刚性铰专用支座，在楔形板与调节板之间的贴合处设有相互配合的标尺与指针；在楔形板与调节板上设有相互配合的限位块。
[0013]由于采用了上述结构，在支座调高或调低的过程中，为了能够获得准确的支座高度变化量，在下支座板与楔形板之间设置标尺及指针，高程变化量通过斜面的相对滑移量(标尺读数)反映出来。具体操作办法是在下支座板上粘贴刻度标尺，在楔形板上粘贴指针，通过标尺读取斜面滑移值，再换算出支座高度变化量，标尺刻度最大50，以Imm为单位依次递减，最小-150，单位mm，支座在安装到位之后安装上指针和标尺，保证指针对准O刻度，由于楔形板角度为4°，支座的高度调节量可以通过下式直接换算得出:K = X.Sin4°，式中:K —支座高度调节量；X —标尺读数,使得精度可达0.1mm,。因此通过该标尺及指针，使高程变化量通过斜面放大到标尺上反映出来，便于对支座调高的控制。限位块的设置，可使控制楔形板与调节板之间相对滑行的最大相对滑移量为200mm。
[0014]本实用新型的刚性铰专用支座，可采用连杆替代千斤顶实现楔形板的自动卸载，所述连杆的两端分别铰接于连接座上。
[0015]由于采用了上述结构，在支座在需要更换的时候，往往是在支座使用若干年后，耐磨板出现严重磨损现象后进行，其原理是通过外力将楔形板拉出，调低支座从而方便更换球冠衬板上的聚四氟乙烯滑板，其方法有使用液压千斤顶卸载和自动卸载两种。若采用液压千斤顶卸载楔形板，每个小箱梁需至少配备一套液压千斤顶及高压油管，总计需要四套，通过人工安装操作液压千斤顶实现支座的调低，不但费时费力，其经济性也不好，而且调节力的大小有上限要求。而自动卸载功能的原理是预先在安装有上支座板的小箱梁上设置反力架，在单个支座需要更换的时候，在一天中的极冷(或极热)温度时间点通过连杆连接反力架与楔形板，卸下调高螺杆上的锁定螺母以及连接下支座板与大箱梁支座连接架垫板的连接螺栓，在一天的温度变化中根据钢箱梁热胀冷缩原理，大小箱梁发生相对位移，小箱梁带动反力架、连杆，拉出楔形板，一起朝一个方向移动，大箱梁向相反方向移动，在同一天中的极热(或极冷)温度时间点，大小箱梁发生最大相对位移，此时楔形板实现自动调低卸载功能，并可方便的实现支座的更换，待支座更换完之后利用相同原理可还原支座初始安装状态。
[0016]综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是:
[0017]1、本实用新型的刚性铰专用支座，缓冲了刚性铰在交变荷载和往复弯矩作用下对刚性铰专用支座引起的冲击，减小了刚性铰专用支座承受的应力峰值，提高刚性铰与支座结构的安全性；
[0018]2、本实用新型的刚性铰专用支座，在支座调高过程中，为了能够获得准确的支座高度变化，在下支座板与楔形板之间设置标尺及指针，高程变化量通过斜面放大到标尺上反映出来，便于对支座调高的控制；
[0019]3、本实用新型的刚性铰专用支座，可利用钢箱梁热胀冷缩原理通过小箱梁带动反力架、连杆、楔形板一起与大箱梁发生相对位移，从而实现楔形板的自动调低卸载，方便支座的更换。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]图1是本实用新型的刚性铰专用支座；
[0021]图2是图1中的右视图；
[0022]图3是支座自动卸载时的结构示意图。
[0023]图中标记:1-连接螺栓、2-反力架、3-连接座、4-双向油压回缩自锁式千斤顶、5-连接座、6-平面滑板、7-限位块、8-限位块、9-标尺及指针、10-小箱梁、11-支座连接架垫板、12-辅助千斤顶、13-楔形板、14-连杆。
【具体实施方式】
[0024]下面结合附图，对本实用新型作详细的说明。
[0025]为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0026]如图1至图3所示，本实用新型的刚性铰专用支座，包括连接于小箱梁上的上支座板和连接于大箱梁上的下支座板，所述上支座板与下支座板之间设有球冠衬板，所述球冠衬板与上支座板之间设置有中间钢衬板，所述中间钢衬板与上支座板之间设有平面滑板，所述中间钢衬板与球冠衬板之间设有减振橡胶垫；所述下支座板包括调节板、楔形板13和支座连接架垫板11，所述调节板与球冠衬板之间设置球面滑板，所述楔形板13设于调节板与支座连接架垫板11之间，所述楔形板13与调节板之间采用斜面配合，所述支座连接架垫板11固定于大箱梁上；其特征在于:在所述楔形板13的大端上设有支耳，所述支耳内旋有连接于调节板上的调节螺杆，所述调节螺杆上设有位于支耳两侧的调节螺母，所述楔形板13的大端上活动连接有千斤顶，所述千斤顶活动连接于小箱梁10上。其中所述千斤顶为双向油压回缩自锁式千斤顶，其一端通过铰接的连接座连接于楔形板13的大端上；而另一端通过铰接的连接座连接于反力架2上，所述反力架2连接于小箱梁10。
[0027]楔形板的斜度如果过大，则调高会比较困难；斜度过低，则调高量将比较小；综合刚性铰实际条件，在安装过程中每个支座从最低到最高提供13mm的调节空间，调高量一般为预紧作用，不用过大，设定为3_;而支座的调低由于是给安装和更换留下足够的空间，所以设定为IOmm较为适合，综合支座整体尺寸以及安装空间的限制，楔形板斜度最终确定为4° ,楔形板与下支座板斜面间的最大相对滑移量为200mm,可实现支座调高3mm,调低10mnin
[0028]在楔形板13与调节板之间的贴合处设有相互配合的标尺与指针；在楔形板13与调节板上设有相互配合的限位块。
[0029]在支座调高或调低的过程中，为了能够获得准确的支座高度变化量，在下支座板与楔形板之间设置标尺及指针，高程变化量通过斜面的相对滑移量(标尺读数)反映出来。具体操作办法是在下支座板上粘贴刻度标尺，在楔形板上粘贴指针，通过标尺读取斜面滑移值，再换算出支座高度变化量。
·[0030]标尺刻度最大50,以Imm为单位依次递减,最小-150,单位mm,支座在安装到位之后安装上指针和标尺，保证指针对准O刻度。
[0031]由于楔形板角度为4°，支座的高度调节量可以通过下式直接换算得出:
[0032]K = X.sin4。
[0033]式中:
[0034]K---------支座高度调节量；
[0035]X----------标尺读数。
[0036]标尺读数与支座调节量汇总见表1，该表覆盖刚性铰支座调高3mm调低IOmm所有数据，支座调节量前带符号表示支座调低，精度可达0.1mm,作为支座高度调节量的直接参照表。
[0037]表1支座高度调节量汇总表单位:mm
[0038]
【权利要求】
1.一种刚性铰专用支座，其特征在于:它包括连接于小箱梁上的上支座板和连接于大箱梁上的下支座板，所述上支座板与下支座板之间设有球冠衬板，所述球冠衬板与上支座板之间设置有中间钢衬板，所述中间钢衬板与上支座板之间设有平面滑板，所述中间钢衬板与球冠衬板之间设有减振橡胶垫；所述下支座板包括调节板、楔形板(13)和支座连接架垫板(11)，所述调节板与球冠衬板之间设置球面滑板，所述楔形板(13)设于调节板与支座连接架垫板(11)之间，所述楔形板(13 )与调节板之间采用斜面配合，所述支座连接架垫板(11)固定于大箱梁上；其特征在于:在所述楔形板(13)的大端上设有支耳，所述支耳内旋有连接于调节板上的调节螺杆，所述调节螺杆上设有位于支耳两侧的调节螺母，所述楔形板(13)的大端上活动连接有千斤顶，所述千斤顶活动连接于小箱梁(10)上。
2.如权利要求1所述的刚性铰专用支座，其特征在于:所述千斤顶为双向油压回缩自锁式千斤顶，其一端通过铰接的连接座连接于楔形板(13)的大端上；而另一端通过铰接的连接座连接于反力架(2)上，所述反力架(2)连接于小箱梁(10)。
3.如权利要求1或2所述的刚性铰专用支座，其特征在于:所述楔形板(13)的斜度为4°，所述楔形板(13)与调节板的斜面之间的最大相对滑移量为200mm。
4.如权利要求3所述的刚性铰专用支座，其特征在于:在楔形板(13)与调节板之间的贴合处设有相互配合的标尺与指针；在楔形板(13)与调节板上设有相互配合的限位块。
5.如权利要求2所述的刚性铰专用支座，其特征在于:可采用连杆(14)替代千斤顶实现楔形板(13)的自动卸载，所述连杆(14)的两端分别铰接于连接座上。
【文档编号】E01D19/04GK203639810SQ201320828127
【公开日】2014年6月11日 申请日期:2013年12月16日 优先权日:2013年12月16日
【发明者】张喜刚, 王仁贵, 林道锦, 孟凡超, 吴伟胜, 王梓夫, 袁洪, 林昱 申请人:中交公路规划设计院有限公司