本发明涉及球型支座领域，具体涉及一种防护装置及球型支座。
背景技术：
我国桥梁建设的发展正逐渐向海外快速推进，桥梁工程的建设条件也变得复杂多样。在桥梁工程中，球型支座作为最为广泛采用的桥梁支座之一，其结构包括包括上座板、中座板和下座板，存在承载力大、构造复杂、价格昂贵和更换困难的特点。
而在实际生活中由于存在一些不可抗拒的因素，如机场限高、两岸接线高度受限等，经常使得桥梁支座的位置位于海水浪溅区，而浪溅区具有波浪冲击力大、盐分高、干湿交替和强腐蚀的特点，桥梁支座的使用寿命大大缩短，这不仅增加了桥梁支座维修保养工作量，也增加了桥梁全寿命期内跟换支座的次数。其中，腐蚀受损后的支座，功能下降，可能引起桥梁相关结构的破坏，造成不可弥补的损失。
技术实现要素：
针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种防护装置及球型支座，能够防止海水接触并腐蚀球型支座，从而提高球型支座的使用寿命。
为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：一种用于球型支座的防护装置，包括：
一柜体，其底部开口，且所述柜体底部设有一底板，所述柜体内具有一容纳球型支座的空腔；
一防水结构，所述防水结构包括多个第一防水肋板和多个第二防水肋板，所述第一防水肋板和第二防水肋板均为环形结构，所述第一防水肋板和所述柜体内侧壁密封连接，所述第二防水肋板内壁和所述底板密封连接；同时
所有所述第一防水肋板和第二防水肋板沿竖直方向交替间隔设置，且所述第一防水肋板和第二防水肋板在水平方向的投影有部分重叠，底板、柜体内壁与所有第一防水肋板和第二防水肋板围合成一方波状的通道，所述通道连通所述空腔和外界。
在上述技术方案的基础上，所述第一防水肋板远离所述柜体侧壁的一侧和所述第二防水肋板靠近所述柜体侧壁的一侧均沿竖直方向向下倾斜，且所述第一防水肋板和第二防水肋板均与水平面形成1°夹角。
在上述技术方案的基础上，所述柜体侧壁与所述第二防水肋板可相对水平移动，当所述柜体底部到所述第二防水肋板所在平面的最短垂直距离为k时，k应满足以下公式：
k≥b×tan15°
式中，b为所述柜体侧壁与所述第二防水肋板相对水平移动的最大距离。
在上述技术方案的基础上，相邻所述第一防水肋板间距均为a1，相邻所述第二防水肋板的间距为a2，且a1＝a2，相邻所述第一防水肋板和第二防水肋板的间距均为
在上述技术方案的基础上，当所述柜体侧壁的厚度为t，且柜体侧壁的高度为h时，应满足以下公式：
式中，q为作用在所述柜体侧壁上的波浪荷载，e为所述柜体的弹性模量，且a为a1。
与此同时，本发明还提供一种球型支座，所述球型支座包括上述防护装置和收容于所述防护装置内的支座本体，所述支座本体包括从上至下依次设置的上座板、中座板和下座板，所述上座板固定于所述柜体顶部，所述下座板底部固定于所述底板。
在上述技术方案的基础上，所述防护装置包括一与所述上座板和下座板连接的防水围板，所述防水围板为柔性材料，且所述防水围板密封所述所述上座板与下座板的间隙。
在上述技术方案的基础上，所述防水围板与所述上座板和下座板均通过一第一连接件连接，所述第一连接件包括第一压条、压杆和穿设于所述第一压条上的第一螺栓，所述上座板和下座板上与所述防水围板连接位置处均设有与所述压杆匹配的第一凹槽，所述防水围板通过所述压杆压持于所述第一凹槽内，所述第一螺栓靠近所述第一凹槽设置，且所述第一压条压持于所述压杆上，所述第一压条的压持方向朝向所述第一凹槽。
在上述技术方案的基础上，所述防护装置包括一与所述中座板和下座板连接的密封裙，所述密封裙为柔性材料，且所述密封裙密封所述所述中座板与下座板的间隙。
在上述技术方案的基础上，所述密封裙与所述中座板和下座板均通过一第二连接件连接，所述第二连接件包括第二螺栓和一第二压条，所述中座板和下座板上与所述密封裙连接位置处均设有与所述第二压条匹配的第二凹槽，所述密封裙通过所述第二压条压持于所述第二凹槽内，所述第二螺栓穿过所述第二压条和密封裙将所述第二压条和密封裙固定于所述第二凹槽内。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
(1)本发明的一种用于球型支座的防护装置，通过设置柜体和防水结构，能够将球型支座与海水进行隔离，防止海水腐蚀球型支座，从而提高球型支座的使用寿命。
(2)通过设置防水围板，能够使该球型支座的内部与外界潮湿空气隔绝，起到防水、防潮、防尘的作用。
(3)通过设置密封裙，能够使中座板和下座板形成的球面摩擦副与外界隔绝，进一步阻止包括氯离子在内的腐蚀介质进入球面摩擦副，影响支座的转动效果。
附图说明
图1为本发明实施例中设有球型支座的防护装置结构示意图；
图2为本发明实施例中防护装置的部分结构示意图；
图3为本发明实施例中图2中的a-a向剖面图；
图4为本发明实施例中图1中的a部分的结构放大示意图；
图5为本发明实施例中图1中的b部分的结构放大示意图；
图6为本发明实施例中图1中的c部分的结构放大示意图。
图中：1-柜体，11-空腔，2-支座本体，21-上座板，22-中座板，23-下座板，3-防水结构，31-第一防水肋板，32-第二防水肋板，4-通道，5-防水围板，51-第一连接件，52-第一压条，53-压杆，54-第一螺栓，55-第一凹槽，6-密封裙，61-第二连接件，62-第二螺栓，63-第二压条，64-第二凹槽，7-底板。
具体实施方式
以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明。
参见图1至图4所示，本发明实施例提供一种用于球型支座的防护装置，其包括一柜体1和防水结构3，柜体1底部开口，且柜体1底部设有一底板7，柜体1内具有一容纳球型支座的空腔11，防水结构3包括多个第一防水肋板31和多个第二防水肋板32，第一防水肋板31和第二防水肋板32均为环形结构，第一防水肋板31外壁和柜体1侧壁密封连接，第二防水肋板32内壁和底板7密封连接，第一防水肋板31和第二防水肋板32的连接方式均为焊接，能够在一定程度上避免采用螺栓连接等方式出现连接处腐蚀及密封不严密的情况，同时，所有第一防水肋板31和第二防水肋板32沿竖直方向交替间隔设置，且第一防水肋板31和第二防水肋板32在水平方向的投影部分重叠，底板7、柜体1内壁与所有第一防水肋板31和第二防水肋板32围合成一方波状的通道4，通道4连通空腔11和外界，该柜体1能够隔绝球型支座，避免波浪作用于球型支座，而在柜体1发生形变而导致设置于其上的第一防水肋板31发生移动，通过设置第一防水肋板31和第二防水肋板32沿竖直方向交替间隔设置，第一防水肋板31和第二防水肋板32在水平方向的投影部分重叠，能够提供第一防水肋板31发生移动时所需的一定空间，且由于防水结构3的存在，能够在有波浪进入到防水结构3的方波状通道4内时，也不能导致波浪直接作用于球型支座上，通过该方波状通道4增加了波浪的绕流路径，能够削弱波浪进入方波状通道4后的流速，使进入的波浪无法通过该防水结构3进入柜体1内部，从而使波浪重新通过通道4原路径返回与于海面，柜体1和防水结构3的配合作用能够使得球型支座与外界海水隔离，能够防止波浪冲击、海沙磨蚀及海水腐蚀球型支座的表面，且具有良好的防浪效果、防腐能力和长期使用的耐久性，较大程度的节省了球型支座养护维修的费用，增加了球型支座的使用寿命。
参见图1所示，本发明实施例还提供一种球型支座，球型支座包括上述的防护装置和收容于防护装置内的支座本体2，支座本体2包括从上至下依次包括上座板21、中座板22和下座板23，上座板21固定于支座本体2顶部，下座板23底部固定于底板7，其中，柜体1、第一防水肋板31、第二防水肋板32和底板7均为不锈钢材质，优选的，该不锈钢材质为904l、316l或双相不锈钢2507，能将整个支座本体2与海面上溅起的浪隔离，并承担波浪的冲击，且柜体1受到冲击能发生的变形度较小，从而使该柜体1能够长久的对球型支座起到防护的作用，其中，由于球型支座的上座板21与下座板23之间的相对位移，导致该柜体1不能设为完全的整体结构。
参见图1和图5所示，防护装置包括一与上座板21和下座板23连接的防水围板5，防水围板5为柔性材料，优选的，防水围板5为聚四氟乙烯，其具有柔软、耐海水腐蚀、寿命长的特点，防水围板5的厚度为1～2mm，且防水围板5密封上座板21与下座板23的间隙，该防水围板5与上座板21和下座板23均通过一第一连接件51连接，第一连接件51包括第一压条52、压杆53和穿设于第一压条52上的第一螺栓54，上座板21和下座板23上与防水围板5连接位置处均设有与压杆53匹配的第一凹槽55，防水围板5通过压杆53压持于第一凹槽55内，第一螺栓54靠近第一凹槽55设置，且第一压条52压持于压杆53上，第一压条52的压持方向朝向第一凹槽55，该第一凹槽55为半圆形的凹槽，其直径不小于防水围板5的8倍厚度，该压杆53为圆钢圈，该圆钢圈的直径不小于防水围板5的6倍厚度，设置该与上座板21和下座板23连接的防水围板5，能够将球型支座位于上座板21和下座板23间的整个滑动面与外界水气和尘埃隔绝，该防水围板5能够起到防水、防潮、防尘的作用，避免球型支座被外界水气和尘埃中的有害物质侵蚀损坏，且防水围板5采用较厚的聚四氟乙烯制成，能够将球型支座的上座板21与中座板22和中座板22与下座板23的两个滑动面全部封闭，其耐久性好，可以适应球型支座中发生的位移。
参见图1和图6所示，防护装置包括一与中座板22和下座板23连接的密封裙6，密封裙6为柔性材料，优选的，密封裙6为聚四氟乙烯形成的膜，其具有柔软、耐海水腐蚀、寿命长的特点，密封裙6的厚度为0.1～1mm，优选的，密封裙6的厚度为0.5mm，且密封裙6密封中座板22与下座板23的间隙，该密封裙6与中座板22和下座板23均通过一第二连接件61连接，第二连接件61包括第二螺栓62和一第二压条63，中座板22和下座板23上与密封裙6连接位置处均设有与第二压条63匹配的第二凹槽64，密封裙6通过第二压条63压持于第二凹槽64内，第二螺栓62穿过第二压条63和密封裙6将第二压条63和密封裙6固定于第二凹槽64内，设置与中座板22和下座板23连接的密封裙6，能够进一步的保护中座板22与下座板23间的球面摩擦副，使其不受氯离子等腐蚀介质的侵蚀，避免由于腐蚀介质的进入而影响该球型支座的转动效果，能够延长该球型支座的功能部件使用期限，从而提高该球型支座的使用寿命，其中，中座板22与下座板23间的球面摩擦副是球型支座最重要的摩擦面，由于中座板22与下座板23处外侧的能够布置的空间较小，采用厚度为0.1～1mm较薄的聚四氟乙烯膜，且第二螺栓62穿过第二压条63进行固定时，第二螺栓62不会突出第二凹槽64，可以避免在球型支座中发生移动时第二螺栓62与球型支座部件发生碰撞而出现损坏的现象。
通过柜体1和防水结构3形成的第一道防护、防水围板5形成的第二道防护和密封裙6形成的第三道防护组成对球型支座的三道防护体系，能够通过该三道防护体系共同将球型支座与海水及有害介质隔绝，对球型支座起到完全保护，从而增加该球型支座的使用寿命，降低由于损坏而进行更换所带来的不必要的损失。
参见图1至图4所示，第一防水肋板31远离柜体1侧壁的一侧和第二防水肋板32靠近柜体1侧壁的一侧均沿竖直方向向下倾斜，且第一防水肋板31和第二防水肋板32均与水平面形成1°夹角，通过将第一防水肋板31和第二防水肋板32一侧沿竖直方向向下倾斜，能够在波浪进入通道4内并被第一防水肋板31和第二防水肋板32构成的方波状的结构阻隔后，有利于使该通道4内由于波浪的作用产生的积水通过倾斜的第一防水肋板31和第二防水肋板32配合使其排出该防水结构3外，进一步的增加了对球型支座的防护作用，从而提高了球型支座的使用寿命。
参见图1至图6所示，柜体1侧壁与第二防水肋板32可相对水平移动，当柜体1底部到第二防水肋板32所在平面的最短垂直距离为k时，k应满足以下公式：
k≥b×tan15°
式中，b为柜体1侧壁与第二防水肋板32相对水平移动的最大距离，b应满足球型支座发生最大水平位移的要求。
使柜体1底部到第二防水肋板32所在平面的最短垂直距离为k满足以上公式，能够使柜体1侧壁最大限度的阻挡波浪进入通道4及进入柜体1内，提高该防护装置的防护能力。
相邻第一防水肋板31间距均为a1，相邻第二防水肋板32的间距为a2，且a1＝a2，相邻第一防水肋板31和第二防水肋板32的间距均为
当柜体1侧壁的厚度为t，且柜体1侧壁的高度为h时，应满足以下公式：
式中，q为作用在柜体1侧壁上的波浪荷载，其可等效为三角形分布荷载作用在柜体1侧壁上，e为柜体1的弹性模量，且a为a1。
使柜体1侧壁的厚度t和高度h的比满足上述公式，能够避免出现在柜体1侧壁受到较大波浪荷载而发生形变时，其形变部位与底板发生碰撞或由于形变导致的第一防水肋板31和第二防水肋板32的碰撞，进而减小了由于发生碰撞而造成的该防护装置的损坏，相应的提高该防护装置的使用寿命。
本发明不局限于上述实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围之内。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。