一种具有抗拔功能的桥梁转体球铰的制作方法

1.本发明属于桥梁施工技术领域，具体的，涉及一种具有抗拔功能的桥梁转体球铰。


背景技术：

2.近年来，采用桥梁转体施工方法日益增多，为了不影响铁路安全运营，目前国内的跨铁路、高速公路均采取转体施工方法。目前国内的桥梁转体大多采用钢球铰，钢球就采用数控机床加工球铰曲面，精度高，承载能力及转动摩阻两项技术指标均优于混凝土球铰，但是钢球铰的加工过程比较复杂，且钢球铰直径很大，对生产厂家的设备能力和综合技术能力提出了较高的要求，而且现场安装存在很大的难度。
3.曲线桥梁与变截面桥梁等非对称转体桥梁结构在施工时，由于球铰受力不均，上下球铰较易出现相对滑动，进而导致桥梁倾覆的后果，混凝土球铰也由于强度问题存在安全隐患，为了解决上述问题，本发明提供了以下技术方案。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于公开一种具有抗拔功能的桥梁转体球铰。
5.本发明的目的可以通过以下技术方案实现
6.一种具有抗拔功能的桥梁转体球铰，包括上球铰、下球铰、抗拔轴与环向抗拔筋；
7.所述上球铰包括低粗糙凸球面板，低粗糙凸球面板的中心处设置有中间抗拔套，中间抗拔套包括上套筒、锥形套筒与焊接在锥形套筒大口径一端的上抗拔板，上套筒的一端与锥形套筒的小口径一端固定连接，上套筒的另一端固定在低粗糙凸球面板上；
8.所述下球铰包括凹球面板，凹球面板的中心处设置有螺纹套管，螺纹套管远离上球铰的一端上固定有下抗拔板；
9.所述凹球面板上设置有若干同轴设置的环形槽，环形槽内镶嵌设置有滑板，滑板通过限位条与固定螺钉固定在环形槽内；
10.所述抗拔轴包括与螺纹套管配合的螺纹部分、与上套筒配合的光滑部分以及与锥形套筒配合的锥形部分，抗拔轴的各个部分为一体结构。
11.作为本发明的进一步方案，低粗糙凸球面板远离下球铰的一面上固定设置有若干上球铰环向劲肋与若干径向凸型加劲肋，其中若干径向凸型加劲肋沿低粗糙凸球面板径向设置且呈环形阵列分布，若干上球铰环向劲肋同轴设置，径向凸型加劲肋上对应上球铰环向劲肋开有矩形孔；
12.所述径向凸型加劲肋上设置有一排圆孔，所述环向抗拔筋依次穿过各个径向凸型加劲肋上的对应圆孔，形成同心环结构；
13.所述凹球面板远离上球铰的一面上固定设置有若干下球铰环向劲肋与若干径向凹型加劲肋，其中若干径向凹型加劲肋沿凹球面板径向设置且呈环形阵列分布，若干下球铰环向劲肋同轴设置，径向凹型加劲肋上对应下球铰环向劲肋开有方形孔；
14.所述径向凹型加劲肋上设置有一排圆孔，所述环向抗拔筋依次穿过各个径向凹型
加劲肋上的对应圆孔，形成同心环结构。
15.作为本发明的进一步方案，所述径向凸型加劲肋上固定有抗拔钢筋的一端，抗拔钢筋的另一端为钩状，抗拔钢筋的钩状一端钩在环向抗拔筋上；
16.所述中间抗拔套的外侧壁上固定有斜向抗拔钢筋的一端，斜向抗拔钢筋的另一端为钩状，斜向抗拔钢筋的钩状一端钩在环向抗拔筋上；
17.所述径向凹型加劲肋上固定有抗拔钢筋的一端，抗拔钢筋的另一端为钩状，抗拔钢筋的钩状一端钩在环向抗拔筋上；
18.所述螺纹套管的外侧壁上固定有斜向抗拔钢筋的一端，斜向抗拔钢筋的另一端为钩状，斜向抗拔钢筋的钩状一端钩在环向抗拔筋上。
19.作为本发明的进一步方案，上球铰与下球铰的环向抗拔筋上均固定设置有若干径向钢筋，若干径向钢筋沿上球铰的径向设置且呈环形阵列分布。
20.作为本发明的进一步方案，两个相邻的滑板之间的凹球面板上设置有振捣孔与排气孔。
21.作为本发明的进一步方案，所述滑板由聚四氟乙烯、改性超高分子量聚乙烯或改性聚四氟乙烯制成。
22.作为本发明的进一步方案，所述上球铰的低粗糙凸球面板粗糙度ra小于等于0.8，上球铰与滑板间的摩擦系数小于等于0.1。
23.作为本发明的进一步方案，抗拔轴的锥形部分上设置有吊耳。
24.作为本发明的进一步方案，上述的桥梁转体球铰的安装方法为：
25.第一步，安装固定下球铰，调整下球铰四周标高至设计要求；
26.第二步，焊接斜向抗拔钢筋、抗拔钢筋至下球铰相应位置，安装设置环向抗拔筋及径向钢筋，并且与桥墩下承台基础钢筋固定；
27.第三步，浇筑下球铰承台混凝土，通过振捣孔将下球铰底部振捣密实，并进行混凝土养护；
28.第四步，清理下球铰的凹球面板上的污物，打磨凹球面板至金属光泽，安装滑板并用固定螺钉固定，涂抹润滑油；
29.第五步，将未焊接固定上抗拔板的上球铰置于下球铰的凹面内，并做临时固定，拧入抗拔轴，焊接上抗拔板；
30.第六步，焊接斜向抗拔钢筋、抗拔钢筋至上球铰相应位置，设置环向抗拔筋及径向钢筋，并且与桥墩上承台基础钢筋固定，浇筑上承台混凝土，完成球铰安装。
31.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
32.1、本发明中上、下球铰间设置抗拔构造，从而将上、下球铰在水平及竖向进行了约束，避免桥梁产生不平衡力矩导致倾覆的风险，特别适用曲线桥梁、变截面桥梁等非对称转体桥梁结构，提高了桥梁转体施工的安全性；
33.2、本发明采用环形滑板结构，便于球铰加工制作，通过在下球铰上设置振捣孔及排气孔，提高了球铰下方混凝土浇筑质量，提高了球铰承载的安全性。
附图说明
34.为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。
35.图1为本发明所述的一种具有抗拔功能的桥梁转体球铰的结构示意图；
36.图2为上球铰的结构示意图；
37.图3为下球铰的结构示意图；
38.图4为凹球面板的俯视图；
39.图5为滑板的镶嵌安装示意图；
40.图6为抗拔轴的结构示意图。
41.附图标记：1、上球铰；2、下球铰；3、抗拔轴；4、环向抗拔筋；5、竖向抗拔钢筋；6、环向钢筋；7、径向钢筋；8、滑板；9、限位条；10、固定螺钉；11、低粗糙凸球面板；12、上球铰环向劲肋；13、径向凸型加劲肋；14、上套筒；15、锥形套筒；16、上抗拔板；21、凹球面板；22、下球铰环向劲肋；23、径向凹型加劲肋；24、螺纹套管；25、下抗拔板；26、振捣孔；27、排气孔；31、吊耳；51、斜向抗拔钢筋。
具体实施方式
42.下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
43.一种具有抗拔功能的桥梁转体球铰，如图1至图6所示，包括上球铰1、下球铰2、抗拔轴3与环向抗拔筋4；
44.所述上球铰1包括低粗糙凸球面板11，低粗糙凸球面板11的中心处设置有中间抗拔套，中间抗拔套包括上套筒14、锥形套筒15与焊接在锥形套筒15大口径一端的上抗拔板16，上套筒14的一端与锥形套筒15的小口径一端固定连接，上套筒14的另一端固定在低粗糙凸球面板11上；
45.低粗糙凸球面板11远离下球铰2的一面上固定设置有若干上球铰环向劲肋12与若干径向凸型加劲肋13，其中若干径向凸型加劲肋13沿低粗糙凸球面板11径向设置且呈环形阵列分布，若干上球铰环向劲肋12同轴设置，径向凸型加劲肋13上对应上球铰环向劲肋12开有矩形孔；
46.所述径向凸型加劲肋13上设置有一排圆孔，所述环向抗拔筋4依次穿过各个径向凸型加劲肋13上的对应圆孔，形成同心环结构，若干环向抗拔筋4同轴设置；
47.所述径向凸型加劲肋13上固定有抗拔钢筋5的一端，抗拔钢筋5的另一端为钩状，抗拔钢筋5的钩状一端钩在环向抗拔筋4上；
48.所述中间抗拔套的外侧壁上固定有斜向抗拔钢筋51的一端，斜向抗拔钢筋51的另一端为钩状，斜向抗拔钢筋51的钩状一端钩在环向抗拔筋4上；
49.所述下球铰2包括凹球面板21，凹球面板21的中心处设置有螺纹套管24，螺纹套管24远离上球铰1的一端上固定有下抗拔板25，所述凹球面板21远离上球铰1的一面上固定设置有若干下球铰环向劲肋22与若干径向凹型加劲肋23，其中若干径向凹型加劲肋23沿凹球面板21径向设置且呈环形阵列分布，若干下球铰环向劲肋22同轴设置，径向凹型加劲肋23上对应下球铰环向劲肋22开有方形孔；
50.所述径向凹型加劲肋23上设置有一排圆孔，所述环向抗拔筋4依次穿过各个径向
凹型加劲肋23上的对应圆孔，形成同心环结构；
51.所述径向凹型加劲肋23上固定有抗拔钢筋5的一端，抗拔钢筋5的另一端为钩状，抗拔钢筋5的钩状一端钩在环向抗拔筋4上；
52.所述螺纹套管24的外侧壁上固定有斜向抗拔钢筋51的一端，斜向抗拔钢筋51的另一端为钩状，斜向抗拔钢筋51的钩状一端钩在环向抗拔筋4上；
53.上球铰1与下球铰2的环向抗拔筋4上均固定设置有若干径向钢筋7，若干径向钢筋7沿上球铰1的径向设置且呈环形阵列分布；
54.所述凹球面板21上设置有若干同轴设置的环形槽，环形槽内镶嵌设置有滑板8，滑板8通过限位条9与固定螺钉10固定在环形槽内；
55.两个相邻的滑板8之间的凹球面板21上设置有振捣孔26与排气孔27，振捣孔26及排气孔27分布在下球铰环向劲肋22和径向凹型加劲肋23围成的区域内，便于球铰底部混凝土的振捣密实；
56.所述滑板8由非金属材料制成，具体的，滑板8的材料为聚四氟乙烯、改性超高分子量聚乙烯或改性聚四氟乙烯材料；
57.所述上球铰的低粗糙凸球面板11粗糙度ra小于等于0.8，与滑板8间的摩擦系数小于等于0.1；
58.所述抗拔轴3包括与螺纹套管24配合的螺纹部分、与上套筒14配合的光滑部分以及与锥形套筒15配合的锥形部分，抗拔轴3的各个部分为一体结构，抗拔轴3的锥形部分上设置有吊耳31。
59.上述的一种具有抗拔功能的桥梁转体球铰的安装方法为：
60.第一步，安装固定下球铰2，调整下球铰2四周标高至设计要求；
61.第二步，焊接斜向抗拔钢筋51、抗拔钢筋5至下球铰2相应位置，安装设置环向抗拔筋4及径向钢筋7，并且与桥墩下承台基础钢筋固定；
62.第三步，浇筑下球铰2承台混凝土，通过振捣孔26将下球铰1底部振捣密实，并进行混凝土养护；
63.第四步，清理下球铰2的凹球面板21上的污物，打磨凹球面板21至金属光泽，安装滑板8并用固定螺钉10固定，涂抹润滑油；
64.第五步，将未焊接固定上抗拔板16的上球铰1置于下球铰2的凹面内，并做临时固定，拧入抗拔轴3，焊接上抗拔板16；
65.第六步，焊接斜向抗拔钢筋51、抗拔钢筋5至上球铰1相应位置，设置环向抗拔筋4及径向钢筋7，并且与桥墩上承台基础钢筋固定，浇筑上承台混凝土，完成球铰安装。
66.以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。