桥梁的抗震活动球型支座的制作方法

本发明涉及桥梁支座技术领域，特别涉及一种桥梁的抗震活动球型支座。

背景技术：

随着我国高速铁路工程的建设，跨江、跨河以及跨越各种道路的桥梁越来越多，尤其在我国南方地区，道路及水系发达，中、大跨度连续梁桥较多，在工程建设时，连续体系梁桥通常采用普通的纵向约束体系，即在桥梁的一个主墩处设置固定支座，在其余桥墩处设置活动支座，以满足温度收缩徐变及梁体受力的要求。而对于一些高速铁路大跨度桥梁来说，由于其温度跨度较大，所以，当采用上述普通的纵向约束体系之后，还必须在梁端处设置数量较多的钢轨伸缩调节器，以减小钢轨与桥梁间的相对位移。

设置数量较多的钢轨伸缩调节器将影响轨道结构的平顺性和行车的舒适性，且养护维修工作量大。同时，钢轨伸缩调节器通常要求设置在直线路段，不仅会对高速铁路的选线和桥梁设计带来较大困难，还严重限制了高速铁路桥梁的跨度。

技术实现要素：

有鉴于此，本申请实施例的主要目的在于提供一种桥梁的抗震活动球型支座，以解决相关技术中，设置数量较多的钢轨伸缩调节器会对高速铁路桥梁的建设带来不利影响的问题。

为达到上述目的，本申请实施例的技术方案是这样实现的：

本申请实施例提供了一种桥梁的抗震活动球型支座，包括：

下座板；

滑动座板组件，所述滑动座板组件包括上座板和球冠，所述球冠设置在所述上座板和所述下座板之间，所述球冠的一侧与所述上座板滑动连接，所述球冠远离所述上座板的一侧与所述下座板滑动连接；

设置在所述上座板或所述下座板上的两个限位调节装置，沿所述抗震活动球型支座的纵向，两个所述限位调节装置位于所述球冠的两侧；所述限位调节装置能够沿所述抗震活动球型支座的纵向调节两个所述限位调节装置之间的距离，以限制所述上座板沿所述抗震活动球型支座的纵向相对于所述下座板滑动的最大距离。

沿所述抗震活动球型支座的纵向布置的抗震装置，所述抗震装置包括缸筒和活塞杆，所述缸筒与所述活塞杆的其中之一与所述滑动座板组件连接，所述缸筒与所述活塞杆的其中另一与所述下座板连接。

进一步地，所述限位调节装置包括限位板、传力板和调节垫片；

所述限位板与所述上座板或所述下座板固定连接；

所述传力板设置在所述限位板靠近所述球冠的一侧，且能沿所述抗震活动球型支座的纵向相对于所述限位板运动；

所述调节垫片选择性地夹设在所述限位板和所述传力板之间。

进一步地，所述限位调节装置还包括第一调节螺栓和调节螺母，所述传力板上设置有第一通孔，所述限位板上设置有第二通孔；

所述第一调节螺栓包括第一杆部和设置在所述第一杆部一端的第一头部，所述第一杆部穿过所述第一通孔和所述第二通孔，所述第一头部与所述传力板抵接；

夹设在所述限位板和所述传力板之间的所述调节垫片穿设在所述第一杆部上；

所述调节螺母设置在所述限位板远离所述传力板的一侧，且与所述第一杆部螺纹连接。

进一步地，所述调节垫片上设置有锁止槽，所述锁止槽的一端延伸至所述调节垫片的边缘，以在所述调节垫片的边缘形成开口；

所述第一杆部通过所述开口卡入所述锁止槽，以使所述调节垫片穿设在所述第一杆部上。

进一步地，所述调节垫片的数量为多个，多个所述调节垫片中至少有两个所述调节垫片的厚度不同。

进一步地，所述限位调节装置包括限位板、第二调节螺栓、以及多个厚度互不相同的调节块；

所述限位板与所述上座板或所述下座板固定连接；

所述第二调节螺栓包括第二杆部和设置在所述第二杆部一端的第二头部，所述第二杆部穿过所述限位板，且与所述限位板螺纹连接，所述第二头部位于所述限位板远离所述球冠的一侧；

所述第二杆部远离所述第二头部的一端选择性地与多个所述调节块中的一个螺纹连接。

进一步地，所述缸筒与所述上座板连接。

进一步地，所述滑动座板组件还包括具有滑槽的中座板；

所述中座板设置在两个所述限位调节装置之间，且与所述下座板滑动连接，所述滑槽位于所述中座板远离所述下座板的一侧；

所述球冠设置在所述滑槽中，且与所述中座板滑动连接；

所述上座板与所述球冠滑动连接的一侧伸入所述滑槽中；

所述缸筒与所述中座板连接。

进一步地，两个所述限位调节装置设置在下座板上，所述上座板沿所述抗震活动球型支座的纵向相对于所述下座板滑动到极限位置时，所述中座板与对应的所述传力板抵接。

进一步地，所述抗震装置的数量为两个，沿所述抗震活动球型支座的横向，两个所述抗震装置位于所述球冠的两侧。

进一步地，所述抗震装置可以是粘滞阻尼器或速度锁定器。

本申请实施例提供了一种抗震活动球型支座，通过在抗震活动球型支座中设置限位调节装置和抗震装置，既可以维持桥梁约束体系的稳定，又可以保证主梁能够在温度作用下自由变形，还可以具备良好的抗震性能，由此使得该活动球型支座可以满足桥梁结构在不同温度收缩徐变情况下的滑动及限位要求。当在桥梁上设置了该活动球型支座之后，可以减少钢轨伸缩调节器的使用数量，由此，可以消除设置数量较多的钢轨伸缩调节器对高速铁路桥梁的建设带来不利影响的问题，在降低桥梁的建设成本的同时，还降低了桥梁设计、施工难度，该抗震活动球型支座不仅可以满足高速铁路桥梁，特别是高速铁路大跨度桥梁的建设要求，还可以满足曲线桥梁的建设要求。

附图说明

图1为本申请实施例一提供的一种抗震活动球型支座与主梁和支座垫石的连接关系示意图；

图2为图1中所示的抗震活动球型支座的半剖视图；

图3为图2的a-a剖视图；

图4为图2中所示的调节垫片的结构示意图；

图5为本申请实施例一提供的第二种的一种抗震活动球型支座的半剖视图；

图6为本申请实施例一提供的第三种抗震活动球型支座的半剖视图；

图7为本申请实施例二提供的第四种抗震活动球型支座的半剖视图。

附图标记：

抗震活动球型支座100；下座板110；滑动座板组件120；上座板121；球冠122；卡板123；滑动摩擦副124；中座板125；滑槽125a；限位调节装置130；限位板131；传力板132；调节垫片133；锁止槽133a；开口133b；第一调节螺栓134；第一头部1341；第一杆部1342；调节螺母135；第二调节螺栓136；第二头部1361；第二杆部1362；调节块137；盖板138；抗震装置140；缸筒141；活塞杆142；主梁200；支座垫石300。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的技术特征可以相互组合，具体实施方式中的详细描述应理解为本申请宗旨的解释说明，不应视为对本申请的不当限制。

在本申请的描述中，“纵向”方位或位置关系为基于附图2和附图3，“横向”方位或位置关系为基于附图3所示的方位或位置关系，需要理解的是，这些方位术语仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

实施例一

本申请实施例一提供了一种抗震活动球型支座100，请参阅图1至图3，该抗震活动球型支座100，包括：下座板110、滑动座板组件120、限位调节装置130和抗震装置140。滑动座板组件120包括上座板121和球冠122，球冠122设置在上座板121和下座板110之间，球冠122的一侧与上座板121滑动连接，球冠122远离上座板121的一侧与下座板110滑动连接。限位调节装置130的数量为两个，两个限位调节装置130设置在下座板110上。沿抗震活动球型支座100的纵向，两个限位调节装置130位于球冠122的两侧。限位调节装置130能够沿抗震活动球型支座100的纵向调节两个限位调节装置130之间的距离，以限制上座板121沿抗震活动球型支座100的纵向相对于下座板110滑动的最大距离。抗震装置140沿抗震活动球型支座100的纵向布置，抗震装置140包括缸筒141和活塞杆142，缸筒141与活塞杆142的其中之一与滑动座板组件120连接，，缸筒141与活塞杆142的其中另一与下座板110连接。

具体地，本实施例的抗震活动球型支座100主要设置在桥梁的主梁200与桥墩之间，其中，下座板110与桥墩固定连接，上座板121与主梁200固定连接，更具体地，桥墩上通常设置有支座垫石300，下座板110一般是固定在支座垫石300上，以通过支座垫石300与桥墩固定连接。在实际应用中，可以仅在主梁200与主墩之间设置本实施例的抗震活动球型支座100，而在主梁200与除主墩之外的其它桥墩之间设置常规的活动支座，也可以在主梁200与所有的桥墩之间均设置本实施例的抗震活动球型支座100，由此，可以将主梁200的结构温度位移零点锁定于中跨跨中附近，地震力由多个桥墩承担，以起到“联合抗推，协同抗震”的作用。

请参阅图2，在本实施例中，球冠122与上座板121滑动连接的一侧为平面，球冠122与下座板110滑动连接的一侧为球面，即上座板121与球冠122之间为平面滑动，球冠122与下座板110之间为球面滑动，为了减小滑动过程中的摩擦损耗，滑动座板组件120中还设置了滑动摩擦副124，滑动摩擦副124设置在下座板110与与球冠122之间、以及球冠122与上座板121之间，滑动摩擦副124可以是耐磨板与钢板的组合，耐磨板可以是聚乙烯板、聚四氟乙烯板等，钢板可以是不锈钢板。在其它实施方式中，也可以是球冠122与下座板110滑动连接的一侧为平面，球冠122与上座板121滑动连接的一侧为球面。

本实施例所述的抗震活动球型支座100的纵向与桥梁的顺桥向相对应，抗震活动球型支座100的横向与桥梁的横桥向相对应，即安装在主梁200与桥墩之间的抗震活动球型支座100的纵向与桥梁的顺桥向平行，抗震活动球型支座100的横向与桥梁的横桥向平行，限位调节装置130实际上是沿桥梁的顺桥向调节两个限位调节装置130之间的距离。

本实施例的限位调节装置130设置在下座板110上，即限位调节装置130位于抗震活动球型支座100的下部，也就是说，本实施例的抗震活动球型支座100是下限位抗震活动球型支座100。在实际应用中，限位调节装置130可以根据桥梁在不同温度收缩徐变下的滑移及限位要求来确定限位调节装置130的具体调整量。

请参阅图2和图3，本实施例实际上设置了两个抗震装置140，沿抗震活动球型支座100的横向，两个抗震装置140位于球冠122的两侧，每个抗震装置140的缸筒141均与滑动座板组件120连接，每个抗震装置140的活塞杆142均与下座板110连接。

具体地，本实施例的缸筒141是与上座板121连接，更具体地，本实施例的抗震装置140具有两个活塞杆142，滑动座板组件120还包括四个卡板123，四个卡板123中的两个间隔设置在缸筒141的一个端面处，四个卡板123中的另外两个间隔设置在缸筒141的另一个端面处，四个卡板123与对应的端面抵接，以使缸筒141能够与上座板121连接，活塞杆142从同侧的两个卡板123的间隔处穿过，并与下座板110连接。本实施例的抗震装置140可以是粘滞阻尼器或速度锁定器，也可以是其它具有缸筒141和活塞杆142，且能够用于抗震的装置。在其它实施方式中，也可以是缸筒141与下座板110连接，活塞杆142与滑动座板组件120连接。

可以理解的是，当缸筒141与滑动座板组件120连接时，抗震装置140的缸筒141也并不限于只与上座板121连接，比如，请参阅图5，在另一种实施方式中，滑动座板组件120还包括具有滑槽125a的中座板125。中座板125设置在两个限位调节装置130之间，且与下座板110滑动连接，滑槽125a位于中座板125远离下座板110的一侧。球冠122设置在滑槽125a中，且与中座板125滑动连接。上座板121与球冠122滑动连接的一侧伸入滑槽125a中。缸筒141与中座板125连接。即，球冠122可以通过中座板125与下座板110滑动连接，同样地，下座板110与中座板125之间、以及中座板125与球冠122之间也可以设置滑动摩擦副124，而缸筒141是与中座板125连接。

相关技术中，当高速铁路混凝土梁温度跨度大于200m，钢梁温度跨度大于100m时，根据轨道受力的要求，需要使用数量较多钢轨伸缩调节器，以通过钢轨伸缩调节器来协调因温度引起的长大桥梁梁端伸缩位移和长钢轨伸缩位移之间的位移差，使桥梁上的长钢轨能够自动调整温度力，从而减小轨道及桥梁所承受的荷载。但是，钢轨伸缩调节器成本高，设计、施工难度大，并且一般需要设置在轨道的直线地段，因此，设置数量较多的钢轨伸缩调节器不仅增加了桥梁的建设成本、对高速铁路的选线和桥梁设计带来较大困难，还严重限制了高速铁路桥梁的跨度。另外，在轨道上安装钢轨伸缩调节器还会使得尖轨与基本轨之间存在结构不平顺的问题，当列车高速运行到此处时会产生较大的冲击力，进而影响列车的运行品质。

而本实施例的抗震活动球型支座100上的限位调节装置130能够根据桥梁在不同温度收缩徐变下的滑移及限位要求来调节两个限位调节装置130之间的距离，以限制上座板121沿桥梁的顺桥向相对于下座板110滑动的最大距离，当桥梁处于正常运营工况下，该抗震活动球型支座100既可以利用自身的摩阻力承载高速铁路制动力、长轨作用力和风力，以阻抗高速铁路制动力、长轨作用力和风力作用下的主梁200移动，维持桥梁约束体系的稳定，又可以保证主梁200能够在温度作用下自由变形，由此使得该抗震活动球型支座100可以满足桥梁结构在不同温度收缩徐变情况下的滑动及限位要求，当桥梁处于设计地震工况下，可以依靠抗震装置140承载地震的作用力，当桥梁处于罕遇地震工况下，可以依靠限位调节装置130承载地震的作用力，当在桥梁的主墩上安装了本实施例的抗震活动球型支座100之后，该桥梁上不再需要安装固定支座，也就是说，将原有的固定支座替换成本实施例的抗震活动球型支座100之后，原来的普通的纵向约束体系变成了一种新的协同约束体系，该协同约束体系可以满足桥梁结构在不同温度收缩徐变情况下的滑动及限位要求，并且可以在正常运营、设计地震、罕遇地震三种工况下具备良好的受力稳定性，进而使得安装了本实施例的抗震活动球型支座100的桥梁可以减少钢轨伸缩调节器的使用，在降低桥梁的建设成本的同时，还降低了桥梁设计、施工难度，不仅可以满足高速铁路桥梁，特别是高速铁路大跨度桥梁的建设要求，还可以满足曲线桥梁的建设要求。另外，减少钢轨伸缩调节器的数量之后，尖轨与基本轨之间存在的结构不平顺的问题也可以在一定程度上得到消除，由此可以保证列车的运行更加平稳。

本实施例的抗震活动球型支座100改变了常规连续体系梁桥需要设置数量较多的钢轨伸缩调节器的局面，可推广应用到混凝土连续梁、部分斜拉桥、连续梁拱桥等连续体系梁桥中。

请参阅图2，本实施例的限位调节装置130包括限位板131、传力板132和调节垫片133。限位板131与下座板110固定连接。传力板132设置在限位板131靠近球冠122的一侧，且能沿抗震活动球型支座100的纵向相对于限位板131运动。调节垫片133选择性地夹设在限位板131和传力板132之间。

具体地，本实施例的上座板121与球冠122滑动连接的一侧位于两个传力板132之间，上座板121能够沿抗震活动球型支座100的纵向向两个相反的方向运动，当上座板121沿抗震活动球型支座100的纵向相对于下座板110滑动到极限位置时，上座板121与对应的传力板132抵接。也就是说，当上座板121沿抗震活动球型支座100的纵向向其中一个方向运动到极限位置时，上座板121与一个限位调节装置130上的传力板132抵接，当上座板121沿抗震活动球型支座100的纵向向另一个方向运动到极限位置时，上座板121与另一个限位调节装置130上的传力板132抵接，由此使得两个限位调节装置130能够限制上座板121沿抗震活动球型支座100的纵向相对于下座板110滑动的最大距离。本实施例的传力板132为平板结构，即传力板132面向上座板121的一侧的端面为平面，上座板121面向传力板132的一侧的端面也为平面，为了便于确定限位调节装置130的调整量，如图1所示，在实际应用中，可以根据桥梁在不同温度收缩徐变下的滑移及限位要求来确定上座板121与传力板132之间的间隙尺寸l，并通过调节上座板121与传力板132之间的间隙尺寸l，来保证两个限位调节装置130之间的距离能够满足要求。

需要说明的是，当抗震活动球型支座100中设置有中座板125时，上座板121沿抗震活动球型支座100的纵向相对于下座板110滑动到极限位置时，也可以是中座板125与对应的传力板132抵接。

进一步地，本实施例的调节垫片133的数量为多个，多个调节垫片133中至少有两个调节垫片133的厚度不同，在实际应用中，当根据桥梁在不同温度收缩徐变下的滑移及限位要求，确定了上座板121与传力板132之间所需的间隙尺寸l之后，可以通过组合不同数量和/或不同厚度的调节垫片133来使间隙尺寸l满足要求。

需要说明的是，这里所说的调节垫片133选择性地夹设在限位板131和传力板132之间是指根据实际所需的调整量，限位板131和传力板132之间可以夹设一个或一个以上的调节垫片133，也可以不夹设调节垫片133，在其它实施方式中，也可以只有一种厚度规格的调节垫片133。

请参阅图2，本实施例的限位调节装置130还包括第一调节螺栓134和调节螺母135，传力板132上设置有第一通孔，限位板131上设置有第二通孔。第一调节螺栓134包括第一杆部1342和设置在第一杆部1342一端的第一头部1341，第一杆部1342穿过第一通孔和第二通孔，第一头部1341与传力板132抵接。夹设在限位板131和传力板132之间的调节垫片133穿设在第一杆部1342上。调节螺母135设置在限位板131远离传力板132的一侧，且与第一杆部1342螺纹连接。当需要调节上座板121与传力板132之间的间隙尺寸l时，只需要拧松调节螺母135，接着，根据实际所需的调整量，拆下或者装上对应的调节垫片133，再拧紧调节螺母135即可。

进一步地，请参阅图2和图4，本实施例的调节垫片133上设置有锁止槽133a，锁止槽133a的一端延伸至调节垫片133的边缘，以在调节垫片133的边缘形成开口133b。安装调节垫片133时，第一杆部1342可以通过开口133b卡入锁止槽133a，以使调节垫片133穿设在第一杆部1342上，当需要拆下调节垫片133时，也可以通过移动调节垫片133，使第一杆部1342从开口133b处移动到锁止槽133a外，由此，可以便于拆装调节垫片133。

需要说明的是，限位板131、传力板132和调节垫片133的配合方式并不限于上述这一种，比如，在其它实施方式中，可以沿抗震活动球型支座100的纵向在下座板110上设置一条导向槽，传力板132靠近下座板110的一端设置在导向槽中，以使传力板132能在导向槽中滑动，调节垫片133直接夹设在限位板131和传力板132之间即可。

同样地，限位调节装置130也并不限于限位板131、传力板132和调节垫片133的组合形式，比如，请参阅图6，在另一种实施方式中，限位调节装置130可以包括：限位板131、第二调节螺栓136、以及多个厚度互不相同的调节块137。限位板131与下座板110固定连接。第二调节螺栓136包括第二杆部1362和设置在第二杆部1362一端的第二头部1361，第二杆部1362穿过限位板131，且与限位板131螺纹连接，第二头部1361位于限位板131远离球冠122的一侧。第二杆部1362远离第二头部1361的一端选择性地与多个调节块137中的一个螺纹连接。当需要调节两个限位调节装置130之间的距离时，只需要拧松第二调节螺栓136，接着，根据实际所需的调整量，换上厚度对应的调节块137即可。

另外，需要说明的是，由于缸筒141是与滑动座板组件120连接的，所以，本实施例的上座板121只能沿顺桥向滑动，不能沿横桥向滑动，即，本实施例的抗震活动球型支座100为只能沿顺桥向滑动的单向抗震活动球型支座100。但是，在实际应用中，还可以设计另一种活动球型支座，该活动球型支座与本实施例的抗震活动球型支座100相比，主要区别在于该活动球型支座上不设置抗震装置140，也就是说，该活动球型支座的上座板既可以沿顺桥向滑动，也可以沿横桥向滑动，即，该活动球型支座为能沿顺桥向和横桥向滑动的双向活动球型支座。同时，在每个桥墩上可以沿横桥向设置两个球型支座，一个为单向抗震活动球型支座100，另一个双向活动球型支座，以提高桥梁的稳定性。

实施例二

本申请实施例二提供了另一种抗震活动球型支座100，请参阅图7，该抗震活动球型支座100与实施例一提供的抗震活动球型支座100相比，主要区别在于，本实施例的两个限位调节装置130是设置在上座板121上，而不是设置在下座板110上，也就是说，本实施例的抗震活动球型支座100是上限位抗震活动球型支座100。另外，在本实施例中，抗震装置140的活塞杆142与滑动座板组件120中的上座板121连接，缸筒141与下座板110连接。

具体地，本实施例的下座板110与球冠122滑动连接的一端位于两个传力板132之间，当上座板121沿活动球型支座的纵向相对于下座板110滑动到极限位置时，下座板110与对应的传力板132抵接。也就是说，当上座板121沿活动球型支座的纵向向其中一个方向运动到极限位置时，下座板110与一个限位调节装置130上的传力板132抵接，当上座板121沿活动球型支座的纵向向另一个方向运动到极限位置时，下座板110与另一个限位调节装置130上的传力板132抵接，由此使得两个限位调节装置130能够限制上座板121沿活动球型支座的纵向相对于下座板110滑动的最大距离。

可以理解的是，在其它实施方式中，当活动球型支座中设置有中座板125时，也可以是上座板121沿活动球型支座的纵向相对于下座板110滑动到极限位置时，中座板125与对应的传力板132抵接。

进一步地，本实施例的限位调节装置130中的调节垫片133上也设置有锁止槽133a，为了防止穿设在第一杆部1342上的调节垫片133从限位板131和传力板132之间滑出，本实施例的限位调节装置130还包括盖板138，盖板138盖设在调节垫片133远离上座板121的一端，且与限位板131可拆卸地连接。

本实施例的抗震活动球型支座100的其它结构与实施例一提供的抗震活动球型支座100类似，在此不再赘述。

上述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。