用於拱肋結構的豎轉鉸系統的製作方法
2023-05-29 11:43:31
專利名稱：用於拱肋結構的豎轉鉸系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及橋梁構造領域，特別是涉及一種用於拱肋結構的豎轉鉸系統。
背景技術：
拱橋在世界範圍內有著悠久的歷史。因其具有跨越能力大、承載能力高、造價經濟、穩定性能好、造型美觀等優點，成為現代新興的大跨橋梁的主要形式之一。拱橋的主要施工方法有支架法，纜索吊裝法以及轉體法等等。豎轉法作為轉體法的一種，其中的豎轉轉鉸系統一直是豎轉法中的關鍵構造。現有的豎轉鉸一般設計有軸銷式和接觸式兩種，軸銷式結構一般由上擺，下擺和鉸軸構成，下擺固定在基礎上，上擺與拱肋結構一體，豎轉時，結構通過上擺繞鉸軸旋轉，鉸軸保持不動。接觸式轉鉸一般由鉸座和鉸軸構成，鉸座固定在基礎上，鉸軸則與拱肋結構一體，豎轉時，通過鉸軸在鉸座內的轉動來實現結構的豎轉。其中，固定下擺或鉸座的基礎通常為混凝土結構的拱座，用於簡化拱橋的施工。銷軸式轉鉸結構簡單，受力明確，安全可靠，豎轉角度大，但能承受的豎轉重量非常有限，不適合大型結構豎轉的運用。接觸式轉鉸豎轉重量可以很大，但豎轉角度有限，並且目前的接觸式轉鉸在構造上不完善，例如通用性能差，對轉軸的限制和保護都不夠等。 所以這二種豎轉鉸目前在工程上都只應用於平行拱肋結構的豎轉，再加之提籃型拱橋的構造的複雜和特殊性，這二種豎轉鉸均未在提籃型拱肋結構上得以運用。
發明內容
(一)要解決的技術問題本發明要解決的技術問題是如何使豎轉鉸系統既適用於平行拱肋結構，又適用於提籃型拱肋結構，滿足拱肋豎轉施工的要求。( 二 )技術方案為了解決上述技術問題，本發明提供一種用於拱肋結構的豎轉鉸系統，其包括鉸座，固定在拱座上；鉸軸，可旋轉地設置在所述鉸座內；撐腿，沿徑向設置於所述鉸軸外；扣鎖，其內部具有與所述鉸軸的外表面適配的凹槽，並且其底部固定在所述拱座上；擋塊，設置在所述鉸軸的一端，並且固定在拱座上。上述用於拱肋結構的豎轉鉸系統中，所述鉸軸的軸線垂直於豎轉鉸系統的豎轉平上述用於拱肋結構的豎轉鉸系統中，所述撐腿為鋼箱結構，且所述撐腿焊接在所述鉸軸上。上述用於拱肋結構的豎轉鉸系統中，所述鉸軸為圓柱形鋼管結構，其兩端封閉，且內部填充混凝土材料。上述用於拱肋結構的豎轉鉸系統中，所述鉸座包括底板，與水平方向成一定的傾斜角度設置，其底面通過錨固鋼筋和地腳螺栓固定在拱座上；半圓弧板，設置在所述底板上，其內安裝所述鉸軸；支撐板，垂直設置於所述底板和半圓弧板之間。上述用於拱肋結構的豎轉鉸系統中，所述擋塊為混凝土構件。上述用於拱肋結構的豎轉鉸系統中，所述擋塊與鉸軸之間設置有接觸鋼板。上述用於拱肋結構的豎轉鉸系統中，所述扣鎖通過地腳螺栓固定在拱座上。上述用於拱肋結構的豎轉鉸系統中，所述接觸鋼板通過設置在其背面的錨固鋼筋固定在所述擋塊內。上述用於拱肋結構的豎轉鉸系統中，所述撐腿和扣鎖均有多個。(三)有益效果本發明提供的用於拱肋結構的豎轉鉸系統，構造簡單，傳力明確，安全可靠，既適用於平行拱肋結構，也適用於提籃型拱肋結構，對拱肋的豎轉具有廣泛的適用性，使豎轉過程更加安全、可靠，可促進豎轉法在拱肋施工方法上的進一步應用。
圖1是本發明實施例的用於拱肋結構的豎轉鉸系統的主視圖；圖2是本發明實施例的用於拱肋結構的豎轉鉸系統的側視圖；圖3是本發明實施例的鉸座的側視圖；圖4是本發明實施例的鉸座的剖視圖；圖5是本發明實施例的扣鎖的側視圖；圖6是本發明實施例的扣鎖的剖視圖。其中，1 拱座；2 撐腿；3 鉸軸；4 鉸座；5 扣鎖；6 擋塊；7 半圓弧板；8 支承板；9 底板；10 地腳螺栓；11 錨固鋼筋；12 接觸鋼板。
具體實施例方式下面結合附圖和實施例，對本發明的具體實施方式
作進一步詳細描述。以下實施例用於說明本發明，但不用來限制本發明的範圍。如圖1和圖2所示，本發明用於拱肋結構的豎轉鉸系統包括撐腿2、鉸軸3、鉸座4、 扣鎖5和擋塊6。撐腿2為拱肋結構與鉸軸3的連接結構，通過撐腿2將拱肋結構支承在鉸軸3上；鉸軸3放在鉸座4內，鉸軸3作為豎轉時的轉動構件；鉸座4固定在拱座1上；扣鎖5鎖扣在鉸軸3上，扣鎖5內部具有與鉸軸3外表面適配的凹槽，並且其底部固定在拱座 1上；擋塊6設置在鉸軸3的一端，並且固定在拱座1上。具體地，鉸軸3的軸線垂直於豎轉鉸系統所在的豎轉平面，即垂直於線路縱向立面，以保證豎轉的順利進行。鉸軸3可設置為圓柱形鋼管結構，兩端封閉，內部填充混凝土以增強其剛度。一般單個拱座上拱肋鋼結構在豎轉施工時一般分為內外兩片，內外片拱肋的撐腿設置在各自內外片拱肋的平面內，內外片拱肋的撐腿上端點在拱肋平面內坐標一致，下端點則為內外側拱肋平面與豎轉鉸軸線的交點，這兩點的連線即為撐腿的軸線方向。對於平行拱肋結構，內外片拱肋的撐腿結構完全一致，對於提籃型拱肋結構，除撐腿外的內外片拱肋結構完全一致，這樣就大大方便和簡化了工廠的預製和預拼定位。安裝時僅需通過按照預拼的形狀調整內外側撐腿的長度和角度即可使平行的拱肋傾斜支承於水平鉸軸上，實現提籃拱結構。由此，拱肋結構，撐腿2和鉸軸3連接成一體，作為豎轉時的轉動構件。其中，撐腿2採用鋼箱結構，其一端可通過焊接或栓接方式與拱肋結構連接，另一端焊接在鉸軸3上。具體地，可以根據鉸軸3的長度在其上面設置多組撐腿2，撐腿2可設置為V形，以支撐拱肋結構。如圖3和圖4所示，鉸座4為鋼結構，主要由半圓弧板7、支承板8和底板9構成， 鉸軸3安放在半圓弧板7內，鉸軸3可在半圓弧板7內滑動，鉸軸3和半圓弧板7之間填塞潤滑物質以減小相對轉動時的摩擦阻力。支承板8垂直設置於半圓弧板7和底板9之間， 將半圓弧板7支承在底板9上，底板9通過底面焊接錨固鋼筋11和安裝地腳螺栓10固定在拱座1上。底板9與水平面設置一定傾角，使整個豎轉過程中各狀態的合力方向與鉸座 4垂線最大偏角前後大致相等。扣鎖5扣住鉸軸3，直接錨固在拱座1上，以防止豎轉過程中鉸軸3發生意外滑出， 增強豎轉的安全性。如圖5和圖6所示，扣鎖5與鉸軸3的接觸面設置為與鉸軸3的形狀相適配，扣鎖5通過地腳螺栓10直接錨固在拱座1上。在實際應用過程中，可以根據鉸軸 3的長度在其上面設置多個扣鎖5。擋塊6採用混凝土構件，設置在鉸軸3 —端，固定在拱座1上，抵抗拱肋結構傳來的橫向力並限制鉸軸3的橫向位移，擋塊6與鉸軸3 —端接觸面設置接觸鋼板12，填塞潤滑物質以減小轉動時的摩擦力，接觸鋼板12通過鋼板背面的錨固鋼筋固定在擋塊6內。在本實施例中，鉸軸3通過撐腿2與拱肋結構固結在一起，放置於鉸座4內，鉸座4 固定在拱座1的混凝土面上，通過鉸軸3在鉸座4內的滑動實現整個拱肋結構的豎轉。鉸座4作為豎轉的重要受力構件，通過底板9焊接的錨固鋼筋11和預埋的地腳螺栓10與拱座混凝土牢固的結合在一起，能很好的承受豎轉過程中的受力。另外，在鉸座4外側設置擋塊6承受拱肋結構的橫向力，並在擋塊6與鉸軸3的接觸面設置不鏽鋼接觸鋼板12減小摩擦，使鉸座4僅承受豎轉平面內的力，有效的保證鉸座結構的安全性。並且設置在鉸軸3外的扣鎖5通過地腳螺栓直接錨固在拱座1上，以增加結構的安全性。本發明提供的用於拱肋結構的豎轉鉸系統，構造簡單，傳力明確，安全可靠，既適用於平行拱肋結構，也適用於提籃型拱肋結構，對拱肋的豎轉具有廣泛的適用性，能有效的滿足拱肋豎轉施工對豎轉鉸的要求，使豎轉過程更加安全、可靠，對豎轉法在拱肋施工方法上的進一步應用起到促進作用。以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明技術原理的前提下，還可以做出若干改進和替換，這些改進和替換也應視為本發明的保護範圍。
權利要求
1.一種用於拱肋結構的豎轉鉸系統，其特徵在於，包括 鉸座G)，固定在拱座⑴上；鉸軸(3)，可旋轉地設置在所述鉸座內； 撐腿O)，沿徑向設置於所述鉸軸C3)外；扣鎖(5)，其內部具有與所述鉸軸(3)的外表面適配的凹槽，並且其底部固定在所述拱座⑴上；擋塊(6)，設置在所述鉸軸(3)的一端，並且固定在拱座(1)上。
2.如權利要求1所述的用於拱肋結構的豎轉鉸系統，其特徵在於，所述鉸軸(3)的軸線垂直於豎轉鉸系統的豎轉平面。
3.如權利要求1所述的用於拱肋結構的豎轉鉸系統，其特徵在於，所述撐腿(2)為鋼箱結構，且所述撐腿(2)焊接在所述鉸軸(3)上。
4.如權利要求1所述的用於拱肋結構的豎轉鉸系統，其特徵在於，所述鉸軸(3)為圓柱形鋼管結構，其兩端封閉，且內部填充混凝土材料。
5.如權利要求1所述的用於拱肋結構的豎轉鉸系統，其特徵在於，所述鉸座(4)包括 底板(9)，與水平方向成一定的傾斜角度設置，其底面通過錨固鋼筋(11)和地腳螺栓(10)固定在拱座(1)上；半圓弧板(7)，設置在所述底板(9)上，其內安裝所述鉸軸(3)； 支撐板(8)，垂直設置於所述底板(9)和半圓弧板(7)之間。
6.如權利要求1所述的用於拱肋結構的豎轉鉸系統，其特徵在於，所述擋塊(6)為混凝土構件。
7.如權利要求1所述的用於拱肋結構的豎轉鉸系統，其特徵在於，所述擋塊(6)與鉸軸 (3)之間設置有接觸鋼板。
8.如權利要求1所述的用於拱肋結構的豎轉鉸系統，其特徵在於，所述扣鎖(5)通過地腳螺栓(10)固定在拱座(1)上。
9.如權利要求7所述的用於拱肋結構的豎轉鉸系統，其特徵在於，所述接觸鋼板通過設置在其背面的錨固鋼筋固定在所述擋塊(6)內。
10.如權利要求1-9中任一項所述的用於拱肋結構的豎轉鉸系統，其特徵在於，所述撐腿(2)和扣鎖(6)均有多個。
全文摘要
本發明公開了一種用於拱肋結構的豎轉鉸系統，其包括鉸座，固定在拱座上；鉸軸，可旋轉地設置在所述鉸座內；撐腿，沿徑向設置於所述鉸軸外；扣鎖，其內部具有與所述鉸軸的外表面適配的凹槽，並且其底部固定在所述拱座上；擋塊，設置在所述鉸軸的一端，並且固定在拱座上。本發明構造簡單，傳力明確，安全可靠，既適用於平行拱肋結構，也適用於提籃型拱肋結構，對拱肋的豎轉具有廣泛的適用性，使豎轉過程更加安全、可靠，可促進豎轉法在拱肋施工方法上的進一步應用。
文檔編號E01D21/08GK102373672SQ201010265990
公開日2012年3月14日 申請日期2010年8月26日 優先權日2010年8月26日
發明者徐升橋 申請人:中鐵工程設計諮詢集團有限公司