一种桥梁支座自调节平衡装置的制作方法

本实用新型涉及桥梁建设技术领域，具体地指一种桥梁支座自调节平衡装置。

背景技术：

支座是桥梁结构中的一个重要组成部分。桥梁上下结构的连接主要依靠支座实现，可靠地传递支座反力和受力变形(位移和转角)。然而大量桥梁存在着很多支座病害，最严重的梁底支撑点已完全滑离墩柱盖梁，存在极大的安全隐患。支座病害主要是因施工原因造成的支座缺陷和病害。主要的施工阶段的支座缺陷包括支座安装缺陷。支座的安装缺陷造成了桥墩受力点的位置改变，造成桥墩偏心受压。当高桥墩偏心受压时便会在水平方向产生位移影响桥墩安全运营，最终对桥梁造成危害。

随着交通运输的不断发展，各种斜桥越来越多，梁桥坡度从1％～4％不等。斜桥由于倾斜或桥面逐渐升高，就给支座设计准则增添了因素。一部分垂直于桥面的作用力作用于支座的剪切面上，如果设计未迎合这些力的需要，支座就会产生过大变形，影响其使用性能和寿命。

以往对梁体有一定坡度的桥梁，橡胶支座安装使用时，在梁底与支座之间安置与桥梁坡度一致的楔形钢板，或对梁端底部作相应处理，以使支座平置，防止垂直反作用力的分力对支座的剪切作用，然而这些方法对桥梁支座安装工作带来许多麻烦，而且处理也不能达到理想状态。一旦支座安装不平或梁体底部调平钢板不平导致梁体与支座接触不平就会导致梁体出现滑移、支座滑移等现象，从而使上部结构所受到的力传递给桥墩时发生变化，导致桥墩受到水平力的作用，引起桥墩的偏位问题。

由于坡度的存在，梁底设置有调平钢板，但坡度较大时对调平钢板水平度的控制较难，往往导致调平钢板与支座顶板之间出现倾斜接触的现象。这时，支座的摩阻力将增大，影响支座的正常的转动、滑移，使得桥墩和梁体之间无法完成正常的滑移变形，由于坡度的存在，梁体在重力荷载的作用下仍然会使桥墩受到水平力的作用，且交接墩处伸缩缝的设置还会使桥墩受到较大水平力的作用。

在理想的设计状态下，支座处于水平状态，上部结构自重不会在墩顶产生水平力，结构自重和两个墩顶的竖向反力之和相等。因此，在这种理想状态下，桥墩顺桥向偏移量接近为0。由于支座安装在纵桥向不水平导致作用在支座上的水平力不能平衡，最终导致桥墩墩顶出现水平推力，进而使得桥墩在水平方向产生比较大的偏位，让交接墩在受力方面更加不利。支座的安装倾斜是桥墩产生明显偏位的主要原因，因为支座倾斜使桥梁在运营工作中产生的水平力无法在支座处得以平衡。

支座倾斜带来的病害接踵而至，墩顶水平力的出现导致大偏位的产生；大偏位的产生带动支座滑移超出最大允许位移，在受压的状态下支座发生破坏；支座的破坏则加速了桥墩偏位的增加。这种恶性循环使桥梁处于一个极度危险的受力状态。安装支座时未将支座放置水平而使墩顶截面受到不均匀力而发生偏位，故在支座安装的时候一定要注意支座的水平安装。

导致桥墩出现偏位的主要原因是支座病害。当支座安装不水平时，会使得桥墩受到较大水平分力的作用，从而使桥墩向水平力的作用方向发生偏移，导致墩底截面出现开裂现象。

技术实现要素：

本实用新型的目的就是要提供一种桥梁支座自调节平衡装置，其从工程实践出发，将该桥梁支座自调节平衡装置安置在梁底，对带坡度桥梁进行调平处理，使支座安装水平，避免了由于支座安装不水平而引起的桥墩偏位。

为实现上述目的，本实用新型所设计的一种桥梁支座自调节平衡装置，其设置在梁体和盖梁之间，包括顶板和支撑板，所述顶板的下表面为凸球面，所述支撑板上表面设有与顶板凸球面配合使用的凹球面，所述顶板与支撑板通过凸球面与凹球面靠接。

进一步地，所述顶板整体为圆柱形。

进一步地，所述支撑板整体为圆柱形。

更进一步地，所述顶板和支撑板均由不锈钢制成。

作为优选项，所述顶板圆柱的高为2～4cm，直径为11～13cm。

作为优选项，所述支撑板圆柱的高为4～5cm，直径为14～16cm。

作为优选项，所述顶板凸球面和支撑板凹球面的曲率半径相同，且其曲率半径为35～45cm。

本实用新型的优点在于：其结构简单，实用性强，可以对坡度在4°范围内的带坡度桥梁进行自动调平处理，克服了坡度较大时对调平钢板或楔形块水平度的控制较难，从而导致支座安装倾斜的现象，同时避免了桥梁在不同坡度的纵坡或横坡下需设置不同角度的楔形块或调平钢板的问题，从而使支座安装水平，防止桥墩偏位。

附图说明

图1为本实用新型的使用状态示意图。

图2为本实用新型的剖面示意图。

图3为本实用新型的俯视示意图。

图中：顶板1、支撑板2、凸球面3、凹球面4、梁体5、橡胶支座6、支座垫石7、盖梁8。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细描述：

如图1～3所示的一种桥梁支座自调节平衡装置，其设置在梁体5和盖梁8之间，包括顶板1和支撑板2，所述顶板1的下表面为凸球面3，所述支撑板2上表面设有与顶板1凸球面3配合使用的凹球面4，所述顶板1与支撑板2通过凸球面3与凹球面4靠接。所述顶板1整体为圆柱形，所述支撑板2整体也为圆柱形。所述顶板1和支撑板2均由不锈钢制成，所述顶板1凸球面3和支撑板2凹球面4的曲率半径相同。

本实施例中，所述顶板1圆柱的高为3cm，直径为12cm。所述支撑板2圆柱的高为4.5cm，直径为15cm。所述顶板1凸球面3和支撑板2凹球面4的曲率半径均为40cm。

实际使用时：

在盖梁8上固定支座垫石7，在支座垫石7上固定橡胶支座6，然后将支撑板2底面固定在橡胶支座6上，最后将梁体5固定在顶板1上表面。这样，顶板1和支撑板2可通过凸球面3与凹球面4的相对滑动，对坡度在4°范围内的带坡度桥梁的梁体5进行自动调平处理。

最后，应当指出，以上实施例仅是本实用新型较有代表性的例子。显然，本实用新型不限于上述实施例，还可以有许多变形。凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应认为属于本实用新型的保护范围。