一种桥梁支座的制作方法

本实用新型涉及一种桥梁支座，属于桥梁建筑技术领域，尤其涉及一种桥梁用球型支座。

背景技术：

桥梁在结构设计时需要使用支座作为桥跨结构的支撑部分，用来抵消桥梁承受的外部作用力，例如两侧车道的过往车辆在桥梁上行驶时对桥梁的压力。以球型支座为例，当有车辆通过桥梁时，球型支座通过平面不锈钢板与平面聚四氟乙烯板的滑动来满足桥梁的水平位移要求，通过曲面聚四氟乙烯板与曲面不锈钢板的滑动来满足桥梁的转动，在正常情况下，支座可以满足实际工况的需求。但是，当有重载车辆集中在桥梁的一侧行驶时，以车辆在桥梁的右侧行驶为例，此时支座的右侧受到车辆竖直向下的压力，在支座右侧竖向力的作用下，支座的左侧有向上移动的趋势，但是受到平面不锈钢板的阻挡作用，支座的左侧无法向上移动，从而造成的是支座的球冠衬板在竖向上无法移动，只能在下方曲面进行小范围的转动，也就说支座的转角受到限制，由此产生的不利后果是，在车辆通过的短时间内，支座来不及抵消车辆的作用力，从而使大部分作用力直接传递至桥梁梁体，甚至在一侧车辆压力极大的工况下（例如存在超载车辆时），会出现支座失效、衬板卡死不能转动、无法抵消车辆对桥梁梁体作用力的情况，最终将车辆作用力传递至梁体本身，对桥梁造成不可修复的损伤。此外，我国是一个多地震国家，现有球型支座的抗震性能难以满足抵抗大地震的要求。

技术实现要素：

为解决以上技术上的不足，本实用新型提供了一种桥梁支座，具有更大的转角和转动能力，可抵消桥梁承受的外作用力，能够避免由于支座转角限制造成的直接将作用力传递至桥梁梁体本身、造成梁体不可修复损伤的问题。

本实用新型的技术方案如下：一种桥梁支座，包括上支座板和下支座板，所述上支座板滑动连接有中间衬板，中间衬板位于上支座板的下方，所述中间衬板通过球冠衬板与下支座板滑动连接，所述球冠衬板的上部通过第一缓冲棒与中间衬板连接，所述球冠衬板的上部位于中间衬板下部的上球面安装孔内，所述球冠衬板的下部位于下支座板上部的下球面安装孔内。

本实用新型的技术方案还包括：所述下支座板的上表面安装有定位环，所述球冠衬板位于下球面安装孔的部分上设置有凹槽，所述定位环的一端位于所述凹槽内。

本实用新型的技术方案还包括：所述凹槽的中心圆所在的水平面与下支座板的上表面平齐，所述凹槽的深度大于等于10mm，所述凹槽的宽度是30～50mm。

本实用新型的技术方案还包括：所述定位环位于所述凹槽的长度大于等于10mm，定位环的厚度是10～15mm。

本实用新型的技术方案还包括：所述球冠衬板包括上球冠衬板和下球冠衬板，所述上球冠衬板位于上球面安装孔内，下球冠衬板位于下球面安装孔内，所述下球冠衬板通过第二缓冲棒与上球冠衬板连接。

本实用新型的技术方案还包括：所述上球冠衬板与下球冠衬板的结合面采用锯齿结构。

本实用新型的技术方案还包括：所述锯齿结构的齿高为2mm，所述锯齿结构的齿宽为4mm。

本实用新型的技术方案还包括：所述上球面安装孔内设置有上球面聚四氟乙烯板，所述下球面安装孔内设置有下球面聚四氟乙烯板。

本实用新型的技术方案还包括：所述中间衬板的上表面设置有滚道，所述滚道内安装有滚球。

本实用新型的技术方案还包括：所述滚道的深度是2mm，滚道的宽度为2.5～8mm，所述滚球的直径是5～10mm。

本实用新型的有益效果是：通过设计中间衬板，利用中间衬板的上表面与上支座板滑动连接，满足支座正常工作时的水平位移要求，在中间衬板的下部设置上球面安装孔、在下支座板的上部设置下球面安装孔，利用上、下球面安装孔安装一球冠衬板，该球冠衬板既能满足支座正常工作时转动要求，即第一缓冲棒将中间衬板和球冠衬板连接成一整体，通过球冠衬板的下部在下支座板的下球面安装孔内的滑动实现支座的转动，并且，当桥梁一侧受力过大时，第一缓冲棒在外力作用下被剪断，此时，球冠衬板可与中间衬板发生滑动，即球冠衬板可在上、下球面安装孔内形成的完整球面内进行全角度的转动，具有了更大的转角和转动能力，满足了桥梁大转角的要求，能够利用球冠衬板在上、下球面安装孔内的转动直接抵消桥梁承受的外力，避免由于支座转角限制造成的直接将作用力传递至桥梁梁体本身、造成梁体不可修复损伤的问题。

附图说明

图1是本实用新型的主视示意图。

图2是本实用新型中间衬板的滚道示意图。

1、上支座板，2、第一缓冲棒，3、滚球，4、上球面聚四氟乙烯板，5、中间衬板，51、滚道，6、上球冠衬板，7、第二缓冲棒，8、定位环，9、橡胶防尘环，10、下球冠衬板，11、下球面聚四氟乙烯板，12、下支座板。

具体实施方式

以下结合附图，通过实施例对本实用新型作进一步说明。

如图1和图2所示，本实用新型的桥梁支座，主要针对以下两方面进行设计：首先是设计具有更大转角和转动能力的球型支座，可抵消桥梁承受的外作用力，以避免由于支座转角限制造成的直接将作用力传递至桥梁梁体本身、造成梁体不可修复损伤的问题；其次是设计具有更好减震能力、能够抵抗大地震的球型支座，采用两个缓冲棒，可以消耗掉大量的地震能，使尽量少的能量传递到梁体本身，避免大地震对梁体造成损伤。

本实用新型的桥梁支座，包括上支座板1和下支座板12，其中，上支座板1滑动连接有中间衬板5，该中间衬板5位于上支座板1的下方，具体地，在中间衬板5的上表面设置有滚道51，该滚道51内安装有滚球3，利用滚球3的滚动实现中间衬板5与上支座板1的相对滑动，满足球型支座正常工作时的水平位移要求。

本实用新型的实施例中，滚道51的深度设计成2mm，滚道51的宽度设计为2.5～8mm，滚球3的直径设计成5～10mm，可以满足多数桥梁的设计要求，适用范围广。具体地，滚球3的直径可以选择5mm、7mm、10mm，对应滚道51宽度的取值可以选择2.5mm、4.5mm、8mm，此时综合效果较好。

中间衬板5通过球冠衬板与下支座板12滑动连接，其中，球冠衬板的上部通过第一缓冲棒2与中间衬板5连接，球冠衬板的上部位于中间衬板5下部的上球面安装孔内，球冠衬板的下部位于下支座板12上部的下球面安装孔内。在球型支座正常工作时，中间衬板5和球冠衬板通过第一缓冲棒2连接成一整体，通过球冠衬板的下部在下支座板12的下球面安装孔内的滑动实现支座的转动，满足正常情况下的桥梁转角的要求。在发生桥梁一侧受力过大时，第一缓冲棒2在外力作用下被剪断，此时，球冠衬板可与中间衬板5发生滑动，即球冠衬板可在上、下球面安装孔内形成的完整球面内进行全角度的转动，具有了更大的转角和转动能力，满足了桥梁大转角的要求，能够利用球冠衬板在上、下球面安装孔内的转动直接抵消桥梁承受的外力，避免由于支座转角限制造成的直接将作用力传递至桥梁梁体本身、造成梁体不可修复损伤的问题。

本实用新型的实施例中，为了增加第一缓冲棒2在外力作用下响应的及时性，设计了定位环8。具体地，将该定位环8的一端安装在下支座板12的上表面上，定位环8的另一端伸入在球冠衬板位于下球面安装孔的部分上形成的凹槽中。当桥梁一侧受力过大时，定位环8受挤压力作用，其受力一侧支撑起凹槽的上部，从而对球冠衬板与下支座板12起到阻挡作用，使得球冠衬板与下支座板12之间不再发生滑动，第一缓冲棒2在外作用力与定位环8的阻挡作用下被及时剪断，增加动作响应性，进而可增加球型支座对外力的抵消效果。

具体地，凹槽的设计结构是：凹槽的中心圆所在的水平面与下支座板12的上表面平齐，凹槽的深度大于等于10mm，凹槽的宽度是30～50mm，凹槽宽度可以取30mm、40mm、50mm。定位环8的设计结构是：定位环8位于凹槽的长度大于等于10mm，定位环8的厚度是10～15mm，定位环8的厚度可以取10mm、12mm、15mm，能够增加定位环8的定位阻挡作用，提高整个球型支座的外力抵消效果。

本实用新型的实施例中，为了能够满足大地震的抵抗需要，将球冠衬板设计成分体式结构，即球冠衬板设计成通过第二缓冲棒7连接的上球冠衬板6和下球冠衬板10，其中，上球冠衬板6位于上球面安装孔内，下球冠衬板10位于下球面安装孔内。在桥梁未受到大地震等较大外力时，上球冠衬板6与下球冠衬板10在第二缓冲棒7的连接作用下作为一个整体与中间衬板5发生滑动；在发生特大地震等其他桥梁受到较大外力冲击时，桥墩的巨大水平力把第二缓冲棒7剪断，在剪断第二缓冲棒7时需消耗一部分能量，此后上球冠衬板6与下球冠衬板10发生相对滑动又能继续消耗能量，起到减震的功能，能够满足大地震的抵抗力设计要求。

为了增强球型支座的减震效果，将上球冠衬板6与下球冠衬板10的结合面设计成采用锯齿结构，利用锯齿状结构的对磨可以消耗大量的地震能。具体地，锯齿结构的齿高设计为2mm，锯齿结构的齿宽设计为4mm。

为了延长球型支座的使用寿命和增强支座的转动能力，在上球面安装孔内设置有上球面聚四氟乙烯板4，在下球面安装孔内设置有下球面聚四氟乙烯板11，工作时，上球冠衬板6通过上球面聚四氟乙烯板4与中间衬板5滑动，下球冠衬板10通过下球面聚四氟乙烯板11与下支座板12滑动。

装配时，上支座板1与中间衬板5通过滚球3接触，通过滚球3的滚动实现两者的相对滑动，中间衬板5与上球冠衬板6之间设有上球面聚四氟乙烯板4，第一缓冲棒2一部分嵌入中间衬板5、另一部分嵌入上球冠衬板6，第二缓冲棒7一部分嵌入上球冠衬板6、另一部分嵌入下球冠衬板10，上球冠衬板6与下球冠衬板10之间通过锯齿结构接触。下球冠衬板10上设有凹槽，定位环8悬空部分插入凹槽内，下球冠衬板10与下支座板12设有下球面聚四氟乙烯板11，下支座板12与中间衬板5之间设有橡胶防尘环9，以对转动抵消能量的球冠衬板起到防护作用，延长使用寿命，增加支座使用的可靠性。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型做任何形式上的限制，凡在本实用新型的精神和原则之内所做任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。