一种梳尺式自降落转体球铰

1.本实用新型涉及桥梁设计施工技术领域，特别是涉及一种梳尺式自降落转体球铰。


背景技术：

2.目前，随着国家基础设施的大力兴建，高速铁路、高速公路建设蓬勃发展，由于新建路网与原有路网存在交叉情况，在新建路网与原有路网交叉时多采用新线上跨既有线的方式，为了不影响既有线的运营，桥梁平转的施工方法被越来越多的工程采用。桥梁平转的转动体系可设置于墩顶或墩底位置。
3.对于墩顶平转桥梁，其转动体系与桥梁永久支座冲突。若在转体前安装永久支座，其限制上部结构转动，导致转体时，永久支座存在损坏风险，也增加了转体过程中的安全隐患。若在转体后安装永久支座，桥梁上部结构所受荷载将无法通过永久支座有效传递至下部结构，对桥梁的长期使用有不利影响。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是提供一种梳尺式自降落转体球铰，以解决上述现有技术存在的问题，能够实现通过设置模块化楔形梳尺板，在桥梁转体完成后，借助上部结构自重实现自落梁，不影响永久支座的正常使用，且落梁过程简单可控；除底座板和楔形底托外，本实用新型其余构件在转体完成后均可回收利用，具有较好的经济性。
5.为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：本实用新型提供一种梳尺式自降落转体球铰，包括预埋在盖梁顶端的底座板，所述底座板上穿设有定位销轴，所述定位销轴由下至上依次穿设有下球铰、上球铰，所述定位销轴上还穿设有梳尺组件、楔形底托，所述楔形底托位于所述梳尺组件上方，所述梳尺组件位于所述底座板上方，且所述梳尺组件与所述底座板顶端固接，所述梳尺组件与所述楔形底托固接，所述楔形底托内设置有混凝土层，所述楔形底托通过所述混凝土层与所述下球铰固接；
6.所述梳尺组件包括相对设置的第一梳尺部和第二梳尺部，所述第一梳尺部和所述第二梳尺部均包括若干楔形梳尺板，相邻两所述楔形梳尺板通过固定件连接，所述第一梳尺部上的楔形梳尺板位于所述第二梳尺部的两个相邻所述楔形梳尺板的间隙内，若干所述楔形梳尺板通过横向预应力对拉杆固接，所述楔形梳尺板与所述楔形底托固接，若干所述楔形梳尺板均通过所述固定件与所述底座板固接；
7.所述底座板顶端设置有为所述楔形梳尺板提供纵向预应力的反力座。
8.优选的，所述固定件包括连接键，所述连接键通过插板与所述楔形梳尺板固接，所述第一梳尺部上的所述楔形梳尺板与所述第二梳尺部上的所述连接键对应设置，且所述第一梳尺部上的所述楔形梳尺板与所述第二梳尺部上的所述连接键抵接，所述插板和所述连接键均与所述底座板固接。
9.优选的，所述连接键上固接有凸块，所述插板上开设有凹槽，所述凸块与所述凹槽
相适配。
10.优选的，所述反力座上设置有千斤顶，所述连接键上开设有纵向对拉杆预留孔，所述纵向对拉杆预留孔内设置有纵向预应力对拉杆，所述千斤顶与所述楔形梳尺板传动连接。
11.优选的，所述第一梳尺部和所述第二梳尺部位于中部的所述楔形梳尺板的长度小于两侧所述楔形梳尺板的长度，所述第一梳尺部和所述第二梳尺部位于中部的所述楔形梳尺板间形成贯穿孔。
12.优选的，所述楔形底托上相对设置有两底托耳板，所述楔形底托通过两所述底托耳板与所述楔形梳尺板固接。
13.优选的，所述楔形梳尺板底端与所述底座板顶端之间、所述楔形梳尺板顶端与所述楔形底托底端均设置有减少摩擦力的连接板。
14.优选的，所述底座板顶端相对设置有两限位板，两所述限位板均与所述底座板固接，若干所述楔形梳尺板均位于两所述限位板之间。
15.本实用新型公开了以下技术效果：
16.1)与传统球铰相比，本实用新型通过设置模块化楔形梳尺板，在桥梁转体完成后，借助上部结构自重实现自落梁，不影响永久支座的正常使用，且落梁过程简单可控；
17.2)模块化的楔形梳尺板便于加工、运输、安装和拆卸；
18.3)相对于现有的千斤顶落梁技术存在的施工风险大，对施工条件要求高，投资成本高，并且适用范围有限的问题，本实用新型利用梳尺组件可靠性高，适用性强；
19.4)除底座板和楔形底托外，本实用新型其余构件在转体完成后均可回收利用，具有较好的经济性。
附图说明
20.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
21.图1为梳尺式自降落转体球铰的立体图；
22.图2为梳尺式自降落转体球铰的分解立体图；
23.图3为梳尺式自降落转体球铰的结构示意图；
24.图4为梳尺组件的立体图；
25.图5为楔形梳尺板的立体图；
26.其中，1
‑
底座板，2
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定位销轴，3
‑
楔形底托，4
‑
下球铰，5
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上球铰，6
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混凝土层，7
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楔形梳尺板，8
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横向对拉杆预留孔，81
‑
横向预应力对拉杆，9
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反力座，10
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连接键，11
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插板，12
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凸块，13
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凹槽，14
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纵向对拉杆预留孔，141
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纵向预应力对拉杆，15
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底托耳板，16
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连接板，17
‑
限位板，18
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剪力钉，19
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肋板，20
‑
预留螺栓孔，21
‑
连接螺栓，22
‑
预留拉伸孔。
具体实施方式
27.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行
清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
28.为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
29.本实用新型提供一种梳尺式自降落转体球铰，包括预埋在盖梁顶端的底座板1，底座板1上穿设有定位销轴2，定位销轴2由下至上依次穿设有下球铰4、上球铰5，定位销轴2上还穿设有梳尺组件、楔形底托3，楔形底托3位于梳尺组件上方，梳尺组件位于底座板1上方，且梳尺组件与底座板1顶端固接，梳尺组件与楔形底托3固接，楔形底托3内设置有混凝土层6，楔形底托3通过混凝土层6与下球铰4固接；梳尺组件包括相对设置的第一梳尺部和第二梳尺部，第一梳尺部和第二梳尺部均包括若干楔形梳尺板7，相邻两楔形梳尺板7通过固定件连接，第一梳尺部上的楔形梳尺板7位于第二梳尺部的两个相邻楔形梳尺板7的间隙内，若干楔形梳尺板7通过横向预应力对拉杆81固接，楔形梳尺板7与楔形底托3固接，若干楔形梳尺板7均通过固定件与底座板1固接；底座板1顶端设置有为楔形梳尺板7提供纵向预应力的反力座9。
30.组成梳尺组件的若干楔形梳尺板7均为模块化预制板，在工厂加工完成后，运输至施工现场进行组装拼接，运输方便，降低了运输成本，将若干楔形梳尺板7运至施工位置，可以分别组装第一梳尺部和第二梳尺部，随后将组装完毕的第一梳尺部插入第二梳尺部内，使得第一梳尺部上的一个楔形梳尺板7位于第二梳尺部上的两个相邻楔形梳尺板7之间，并通过横向预应力对拉杆81紧固第一梳尺部上的楔形梳尺板7和第二梳尺部上的楔形梳尺板7，使得两个梳尺部上的楔形梳尺板7不能发生相对移动，进而完成梳尺组件的组装。在此过程中，两个梳尺部上的楔形梳尺板7交错设置，以便于两个梳尺部内的楔形梳尺板7实现相互靠近或者相互远离，楔形梳尺板7靠近固定件的一端较高，远离固定件的一端较低，两个梳尺部交错设置顶端形成一个v型槽，而楔形底托3位于该v型槽内，楔形底托3的底端与该v型槽相适配，通过梳尺组件实现对楔形底托3的支撑，上球铰5、下球铰4设计与普通球铰基本相同，楔形底托3支撑下球铰4，楔形梳尺板7支撑楔形底托3。
31.底座板1底端固接有剪力钉18和肋板19，底座板1通过剪力钉18和肋板19与盖梁固接，底座板1顶端开设有预留螺栓孔20，螺栓孔20与固定件对应设置。由于底座板1是预埋在盖梁上的，因此设置剪力钉18和肋板19，提高底座板1与盖梁的连接效果，在底座板1上开设的螺栓孔20，便于梳尺组件通过固定件与底座板1固接，使得梳尺组件在施工过程中正常工作。
32.进一步优化方案，固定件包括连接键10，连接键10通过插板11与楔形梳尺板7固接，第一梳尺部上的楔形梳尺板7与第二梳尺部上的连接键10对应设置，且第一梳尺部上的楔形梳尺板7与第二梳尺部上的连接键10抵接，插板11和连接键10均与底座板1固接。
33.连接键10、插板11、楔形梳尺板7上均开设有横向对拉杆预留孔8，横向预应力对拉杆81位于横向对拉杆预留孔8内。由于第一梳尺部与第二梳尺部交错设置，而楔形梳尺板7具有一定的长度，在将第一梳尺部插入第二梳尺部过程中，以第一梳尺部上的楔形梳尺板7与第二梳尺部上的连接键10抵接为准，第一梳尺部上的楔形梳尺板7和第二梳尺部上的梳尺板7均无法运动，此时在若干梳尺板7上开设的横向对拉杆预留孔8应该对应设置，便于横
向预应力对拉杆81的插入，随后在连接键10、插板11、楔形梳尺板7上的横向对拉杆预留孔8内插入横向预应力对拉杆81，并施加横向预应力，使得各楔形梳尺板7连接紧密。
34.连接键10和插板11均为l型结构，连接键10和插板11上均设置有与底座板1连接的连接螺栓21，螺栓21与预留螺栓孔20对应设置。插入的横向预应力对拉杆81同时起到使楔形梳尺板7与连接键10抵接后不分离的效果，而为了提高楔形梳尺板7与连接键10抵接的牢固性，同时将组装完成梳尺组件固定在底座板1上，在连接键10和插板11上设置与预留螺栓孔20相匹配的连接螺栓21，进一步提高梳尺组件的牢固性，同时使得梳尺组件与底座板1固接。插板11的作用是连接楔形梳尺板7和连接键10，且连接键10、插板11、楔形梳尺板7可以为一体成型结构，便于模块化制作以及后期的拼装。
35.进一步优化方案，连接键10上固接有凸块12，插板11上开设有凹槽13，凸块12与凹槽13相适配。可以理解为，一个连接键10、插板11、一个楔形梳尺板7为整体预制，由于存在多个楔形梳尺板7，因此为了便于拼接相邻的楔形梳尺板7，一个楔形梳尺板7上的连接键10上的凸块12与另一个相邻楔形梳尺板7上的插板11上的凹槽13相适配，以便于对若干楔形梳尺板7的拼接。
36.进一步优化方案，反力座9上设置有千斤顶，连接键10上开设有纵向对拉杆预留孔14，纵向对拉杆预留孔14内设置有纵向预应力对拉杆141，千斤顶与楔形梳尺板7传动连接。千斤顶为梳尺组件提供纵向的作用力，反力座9为放置千斤顶的平台，通过反力座9上的千斤顶沿纵向向楔形梳尺板7加压，压力值大于楔形梳尺板7纵向预应力对拉杆141的预压值，随后拆除连接螺栓21和楔形梳尺板7上的横向预应力对拉杆81，通过控制千斤顶逐步放松楔形梳尺板7，楔形梳尺板7在桥梁上部结构自重作用下沿底座板1分别向左右两侧滑移，完成落梁。
37.现有技术中转体前其永久支座与上部结构分离，需要在转体施工结束后使上部结构与永久支座连接。所以转体施工结束后需进行落梁施工，使永久支座承担上部结构荷载。目前适用千斤顶落梁技术使用较多，但是千斤顶落梁技术施工风险大，对施工条件要求高，投资成本高，并且适用范围有限，而本装置通过设置梳尺组件，在转体前，楔形梳尺板7由于横向预应力对拉杆81、纵向预应力对拉杆141的预拉，使得其具有足够的轴向刚度，支撑上部构件。转体后，解除横向预应力对拉杆81、纵向预应力对拉杆141，楔形梳尺板7在上部结构自重下，向两侧滑移，实现自落梁，而且落梁过程可控。相比于千斤顶落梁，这种机械式的装置更安全，也更经济。
38.进一步优化方案，第一梳尺部和第二梳尺部位于中部的楔形梳尺板7的长度小于两侧楔形梳尺板7的长度，第一梳尺部和第二梳尺部位于中部的楔形梳尺板7间形成贯穿孔。由于定位销轴2需要穿过梳尺组件，第一梳尺部和第二梳尺部位于定位销轴2位置的楔形梳尺板7的长度可以较短，以便于定位销轴2的正常穿过，较短的楔形梳尺板7的长短可以根据定位销轴2的尺寸提前做好切割，以便于施工快速有效地进行。
39.进一步优化方案，楔形底托3上相对设置有两底托耳板15，楔形底托3通过两底托耳板15与楔形梳尺板7固接。底托耳板15的作用是固定梳尺组件和楔形底托3，两个底托耳板15可以位于梳尺组件最外侧的两个楔形梳尺板7上，且底托耳板15的数量可以根据实际使用需要设置，以便于楔形梳尺板7与楔形底托3的固定效果。
40.此外，底托耳板15可以在紧固若干楔形梳尺板7时安装在楔形梳尺板7上，由于需
要使用横向预应力对拉杆81对楔形梳尺板7施加横向作用力，那么可以使得横向预应力对拉杆81穿过底托耳板15，对横向预应力对拉杆81施加横向作用力时将底托耳板15与楔形梳尺板7固接，随后再将底托耳板15与楔形底托3连接，有利于提高施工效率。
41.进一步优化方案，楔形梳尺板7底端与底座板1顶端之间、楔形梳尺板7顶端与楔形底托3底端均设置有减少摩擦力的连接板16。连接板16可以采用聚四氟乙烯板，在落梁过程中，如果摩擦力过大，导致梳尺板未能向外滑移，可以设置聚四氟乙烯板减少楔形梳尺板7在落梁过程中所受到的摩擦力。
42.连接键10上开设有预留拉伸孔22。在落梁过程中，即使设置了连接板16，楔形梳尺板7仍不能正常滑动时，在预留拉伸孔22内插入拉伸杆(图中未示出)，通过给拉伸杆施加向外的力，辅助楔形梳尺板7滑动，以便于落梁过程的正常进行。
43.进一步优化方案，底座板1顶端相对设置有两限位板17，两限位板17均与底座板1固接，若干楔形梳尺板7均位于两限位板17之间。在落梁过程中，楔形梳尺板7向两边滑动，而没有了横向预应力对拉杆81的控制，楔形梳尺板7的运动方向不受限制，因此设置两两限位板17，若干楔形梳尺板7仅能根据两限位板17的延伸方向进行移动，便于落梁过程的正常进行。
44.一种梳尺式自降落转体球铰的安装方法，处理步骤包括：
45.a、预埋底座板1：预埋底座板1至盖梁顶端。通过底座板1底端的剪力钉18和肋板19，将底座板1预埋在盖梁顶端，并使得底座板1穿过定位销轴2。
46.b、拼装梳尺组件：完成步骤a后，拼装楔形梳尺板7，拼接相邻的连接键10和插板11，随后将拼装完毕的楔形梳尺板7紧固。将一个楔形梳尺板7上的连接键10上的凸块12与另一个相邻楔形梳尺板7上的插板11上的凹槽13相适配，以便于对若干楔形梳尺板7的拼接。拼接形成第一梳尺部和第二梳尺部，将第一梳尺部插入第二梳尺部内，以第一梳尺部上的楔形梳尺板7与第二梳尺部上的连接键10抵接为准，第一梳尺部上的楔形梳尺板7和第二梳尺部上的梳尺板7均无法运动，随后在横向对拉杆预留孔8内插入横向预应力对拉杆81，并施加横向预应力，使得各楔形梳尺板7连接紧密组成梳尺组件。
47.c、安装楔形底托3：完成步骤b后，在拼装完成后的梳尺组件上安装楔形底托3。通过底托耳板15在梳尺组件上安装楔形底托3。
48.d、吊装梳尺组件：完成步骤c后，吊装梳尺组件穿过定位销轴2，随后固定梳尺组件与底座板1。安装完毕后，将梳尺组件连带楔形底托3吊装至底座板1上方穿过定位销轴2，随后通过连接螺栓21将连接键10、插板11与底座板1固接，根据梳尺组件的位置铺设两限位板17。
49.e、安装下球铰4和上球铰5：完成步骤d后，安装下球铰4至设计位置，向楔形底托3内浇筑混凝土形成混凝土层6，待混凝土达到设置强度后，安装上球铰5。向楔形底托3内浇筑混凝土，随后安装下球铰4和上球铰5，下球铰4和上球铰5的安装属于现有技术，定位销轴2穿过上述部件，与上述部件滑接，此技术属于现有技术，在此不做过多赘述。
50.f、拆卸梳尺组件：控制千斤顶向楔形梳尺板7施加纵向预应力，随后解除楔形梳尺板7与底座板1的连接，拆除横向预应力对拉杆81、纵向预应力对拉杆141，千斤顶收回，完成落梁。整体装置安装完毕后，开始落梁操作，通过反力座9上的千斤顶沿纵向向楔形梳尺板7加压，压力值大于楔形梳尺板7纵向预应力对拉杆141的预压值，随后按照步骤拆除楔形梳
尺板7的连接螺栓21、位于若干楔形梳尺板7上的横向对拉杆预留孔8内的横向预应力对拉杆81、纵向预应力对拉杆141，通过控制千斤顶逐步放松楔形梳尺板7，楔形梳尺板7在桥梁上部结构自重作用下沿底座板1分别向左右两侧滑移，完成落梁。落梁完毕后，将连接键10、插板11上的横向对拉杆预留孔8内的横向预应力对拉杆81拆除，若干楔形梳尺板7分开，便于运输，待使用时将若干楔形梳尺板7运输至待施工位置再进行拼装。
51.进一步优化方案，步骤c中，在梳尺组件顶端安装连接板16，随后安装楔形底托3，步骤d中，在底座板1顶端安装连接板16，随后安装梳尺组件。在梳尺组件与楔形底托3安装之间、梳尺组件与底座板1安装之间，可以安装连接板16，以降低摩擦力。
52.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型，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实用新型的限制。
53.以上所述的实施例仅是对本实用新型的优选方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本实用新型权利要求书确定的保护范围内。