一种桥梁剪力卡榫的制作方法

本实用新型涉及一种桥梁或建筑结构技术领域，具体涉及桥梁或建筑结构中对上部结构起到横向约束及导向作用的一种桥梁剪力卡榫。

背景技术：

在桥梁工程中，桥梁支座是连接桥梁上部结构和下部结构的重要构件 ,它负责将桥梁上部结构的反力和变形 (位移和转角 )可靠地传递给下部结构，桥梁支座历来被认为是抗震性能比较薄弱的一个环节，支座的震害现象都比较普遍，通常桥梁的抗震主要通过固定支座来抵抗梁体上部结构的水平承载力，但存在如下不足：

1．当支座水平承载力较大时，支座结构复杂，占地面积庞大，使得桥梁整体造价较高；

2．当桥梁固定墩所受地震力过大，固定支座水平约束失效便导致支座发生损伤破坏，震后的修复仍然存在很多实际问题。

为了克服以上问题，当需要承受很大水平载荷时，桥梁或建筑一般采用“剪力卡榫”配合固定支座使用，现有的“剪力卡榫”如公告号CN201272940Y的实用新型专利公开的一种“剪力卡榫” 存在以下问题：

其主要的结构为上板和下板，在上板和下板相对端形成对应面，其中一对应面上设有滑块，另一对应面上设有滑槽，当梁体发生伸缩时，滑块可以在滑槽中滑动；但滑块与滑槽之间没有设置有滑动副，当上板和下板承受横向的水平剪力时，滑块与滑槽之间形成了钢与钢的接触，钢与钢的摩擦力很大，上板和下板容易卡死，将会限制梁体正常的位移要求。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是：提供一种桥梁剪力卡榫，以克服已有技术所存在的上述不足。

为解决上述技术问题，本实用新型采取的技术方案是：

一种桥梁剪力卡榫，包括卡榫顶板、卡榫底板以及位于卡榫顶板与卡榫底板之间的横向约束导向机构，所述横向约束导向机构包括上约束导向机构以及与其对应的下约束导向机构，所述上约束导向机构连接在卡榫顶板底面，所述下约束导向机构连接在卡榫底板顶面，安装时所述上约束导向机构落入下约束导向机构从而构成横向约束导向机构；

所述上约束导向机构与下约束导向机构之间保留间隙，所述卡榫顶板与卡榫底板的两侧连接有用于调节间隙的大小的调节装置，所述调节装置包括上连接耳、下连接耳和调节螺栓，上连接耳和下连接耳分别固定连接在卡榫顶板和卡榫底板的侧边，调节螺栓连接在上连接耳与下连接耳之间。

其进一步的技术方案是：

所述上约束导向机构为圆形凸台，所述下约束导向机构为与圆形凸台对应的凹形圆盆腔，圆形凸台外缘上设置有凸缘，安装时所述圆形凸台镶嵌进凹形圆盆腔内部，圆形凸台的凸缘与凹形圆盆腔内侧接触，圆形凸台下表面与凹形圆盆腔底面之间形成间隙；

所述圆形凸台或与卡榫顶板成一整体、或单独成形后固定连接于卡榫顶板底面；

所述凹形圆盆腔或与卡榫底板成一整体、或单独成形后固定连接于卡榫底板顶面。

其另进一步的技术方案是：

所述上约束导向机构为长方形导轨，所述下约束导向机构为与长方形导轨对应的导向凹槽，安装时所述长方形导轨镶嵌进导向凹槽内部形成滑动机构，长方形导轨的两侧与导向凹槽内侧表面滑动接触，长方形导轨下表面与导向凹槽底面之间形成间隙；

所述长方形导轨或与卡榫顶板成一整体、或单独成形后固定连接于卡榫顶板底面；

所述导向凹槽或与卡榫底板成一整体、或单独成形后固定连接于卡榫底板顶面。

进一步;

所述长方形导轨的两侧设置有耐磨滑板，导向凹槽内侧表面设置有硬质摩擦层、从而与长方形导两侧的耐磨滑板形成滑动摩擦副；

所述硬质摩擦层或为不锈钢板或电镀硬铬层。

更进一步的技术方案是：

所述锚固套筒外表面设置有防滑凹槽。

由于采用上述结构，与现有技术相比，本实用新型之一种桥梁剪力卡榫具有以下有益效果：

1．本实用新型之一种桥梁剪力卡榫可配合竖向支座用于需要承受很大水平载荷的桥梁或建筑，起到横向约束及导向作用，不仅能够抵抗桥梁或建筑较大水平载荷，同时还保证梁体的正常滑动和梁体的转动；

对固定型剪力卡榫：

当梁体上部结构受到水平剪力时，卡榫顶板下部的圆形凸台外缘的凸缘与卡榫底板上表面的凹形圆盆腔内壁接触，剪力卡榫起到限位约束和承受水平剪力作用，将水平剪力传递到墩台，同时，由于圆形凸台下表面与凹形圆盆腔底面间形成一间隙，当梁体发生变形转动时，剪力卡榫能够实现各个方向的转角需求，满足梁体各个方向自由转动，确保梁体能够正常运营，保证梁体的安全；

对单向活动型剪力卡榫：

在卡榫顶板长方形导轨与卡榫底板导向凹槽之间设置有滑动摩擦副，卡榫在承受水平剪力时，能够顺畅滑移，确保梁体的正常伸缩；

2．本实用新型之一种桥梁剪力卡榫锚固套筒外表面设置有防滑凹槽，避免安装后卡榫顶板脱落；

3．本实用新型之一种桥梁剪力卡榫结构紧凑，设计合理，便于更换，在受到外力发生破坏时，不需要顶升梁体就可以实现更换桥梁剪力卡榫，减少维护更换成本。

下面，结合附图和实施例对本实用新型之一种桥梁剪力卡榫的技术特征作进一步的说明。

附图说明

图1为实施例一之一种桥梁剪力卡榫（固定型剪力卡榫）的结构示意图（半剖）：

图2～图3为实施例一之卡榫顶板结构示意图：

图2为主视图，图3为图2之仰视图；

图4～图5为实施例一之卡榫底板结构示意图：

图4为主视图，图5为图4之俯视图；

图6为实施例二之一种桥梁剪力卡榫（单向活动型剪力卡榫）的结构示意图（半剖）：

图7～图8为实施例二之卡榫顶板结构示意图：

图7为主视图，图8为图7之仰视图；

图9～图10为实施例二之卡榫底板结构示意图：

图9为主视图，图10为图9之俯视图；

图11为本实用新型之一种桥梁剪力卡榫与竖向支座配合使用布置示意图；

图1～图10中：

1—卡榫顶板，11—圆形凸台，12—长方形导轨，2—耐磨滑板，3—调节装置，31—上连接耳，32—调节螺栓，33—下连接耳，4—锚固螺栓，5—锚固套筒，51—防滑凹槽，6—卡榫底板，61—凹形圆盆腔，62—导向凹槽，7—硬质摩擦层（不锈钢板或电镀硬铬层），8—间隙；

图11中：

DX—单向活动支座，SX—双向活动支座， GK—固定型剪力卡榫，DHK—单向活动型剪力卡榫。

具体实施方式

实施例一

一种桥梁剪力卡榫，包括卡榫顶板1、卡榫底板6以及位于卡榫顶板与卡榫底板之间的横向约束导向机构，所述卡榫顶板1通过锚固螺栓4和锚固套筒5与梁体连接固定，所述卡榫底板6通过锚固螺栓4和锚固套筒5与墩台连接固定，所述横向约束导向机构包括上约束导向机构以及与其对应的下约束导向机构，所述上约束导向机构连接在卡榫顶板底面，所述下约束导向机构连接在卡榫底板顶面，安装时所述上约束导向机构嵌入下约束导向机构从而构成横向约束导向机构；

所述上约束导向机构与下约束导向机构之间保留间隙8，所述卡榫顶板1与卡榫底板6的两侧连接有用于调节间隙8的大小的调节装置3，所述调节装置包括上连接耳31、下连接耳33和调节螺栓32，上连接耳31和下连接耳33分别固定连接在卡榫顶板1和卡榫底板6的侧边，调节螺栓32连接在上连接耳31与下连接耳33之间。

所述上约束导向机构为圆形凸台11，所述下约束导向机构为与圆形凸台对应的凹形圆盆腔61，圆形凸台外缘上设置有凸缘，安装时所述圆形凸台镶嵌进凹形圆盆腔内部，圆形凸台的凸缘与凹形圆盆腔内侧接触，圆形凸台下表面与凹形圆盆腔底面之间形成间隙8；

所述圆形凸台11或与卡榫顶板成一整体；所述凹形圆盆腔61或与卡榫底板成一整体；所述锚固套筒5外表面设置有防滑凹槽。

作用机理：

当梁体上部结构受到水平剪力时，卡榫顶板1下部的圆形凸台外缘的凸缘与卡榫底板6上表面凹形圆盆腔内壁滑动接触，剪力卡榫起到限位约束和承受水平剪力作用，将水平剪力传递到墩台，同时，由于圆形凸台下表面与凹形圆盆腔底面间形成一间隙8，当梁体发生变形转动时，剪力卡榫能够实现各个方向的转角需求，满足梁体各个方向自由转动，确保梁体能够正常运营，保证梁体的安全。

实施例二

一种桥梁剪力卡榫，其基本结构与实施例一相同，所不同的是：所述上约束导向机构为长方形导轨12，所述下约束导向机构为与长方形导轨12对应的导向凹槽62，安装时所述长方形导轨12镶嵌进导向凹槽62内部形成滑动机构，长方形导轨12的两侧与导向凹槽62内侧表面滑动接触，长方形导轨下表面与导向凹槽底面之间形成间隙8；

所述长方形导轨12与卡榫顶板成一整体；所述导向凹槽62与卡榫底板成一整体；

所述长方形导轨12的两侧设置有耐磨滑板2，导向凹槽62内侧表面设置有硬质摩擦层7、从而与长方形导两侧的耐磨滑板2形成滑动摩擦副；

所述硬质摩擦层7或为不锈钢板或电镀硬铬层；所述锚固套筒5外表面设置有防滑凹槽。

作用机理：

当梁体上部结构限位方向受到水平剪力时，卡榫顶板1下部长方形导轨侧面耐磨滑板2与卡榫底板6上表面导向凹槽内壁之不锈钢板或电镀硬铬层7滑动接触，剪力卡榫起到限位约束和承受水平剪力作用，将水平剪力传递到墩台；当梁体受到温度等因素影响发生热胀冷缩产生位移时，卡榫顶板1下部长方形导轨侧面耐磨滑板2与卡榫底板6上部导向凹槽62内壁不锈钢板或电镀硬铬层7形成滑动摩擦副，卡榫顶板1下部长方形导轨可沿着卡榫底板6上部导向凹槽进行滑移，剪力卡榫起到横向限位及导向作用，保证梁体的正常伸缩，同时，长方形导轨下表面与导向凹槽上表面形成一间隙8，在梁体发生变形转动时，能够实现剪力卡榫各个方向的转角需求，满足梁体各个方向自由转动，确保梁体能够正常运营，保证梁体的安全。

作为上述实施例的变换：

1．所述圆形凸台也可单独成形后固定连接于卡榫顶板底面；所述凹形圆盆腔单独成形后固定连接于卡榫底板顶面。

2．所述长方形导轨12也可单独成形后再固定连接于卡榫顶板底面；所述单独成形后固定连接于卡榫底板顶面。

安装使用方法：

该一种桥梁剪力卡榫安装在桥梁和墩台之间，主要承受水平剪力并起到导向作用的剪力卡榫，其不具有竖向承载功能，需要配合竖向支座使用，其配合布置方式参见附图11。

安装时卡榫顶板1通过锚固螺栓4和锚固套筒5与梁体连接固定，卡榫底板6通过锚固螺栓4和锚固套筒5与墩台连接固定，以上链接完成后卸除剪力卡榫两侧的调节装置3即可。

以上内容是结合具体的实施方式对本实用新型所作的进一步说明，不能认定本实用新型的具体实施.只局限于此，对于本实用新型所属技术领域，在不脱离本实用新型构思的前提下，做出简单推演或替换，上述机构都应当视为本实用新型的保护范围。