一種具有高承載力轉體球鉸裝置的製作方法

2023-07-29 14:16:06 1

本發明屬於橋梁工程技術領域，涉及一種轉體施工部件，特別是一種使用新型複合材料的具有高承載力轉體球鉸裝置。

背景技術：

隨著我國公路交通行業的發展，越來越多的新建橋梁需要跨越既有鐵路或高速公路，為了減少橋梁施工對交通運營的影響，橋梁轉體施工技術得到了廣泛的應用。

轉體施工中的核心部件是轉體球鉸，其轉體過程中的穩定性是施工成敗的關鍵，現有轉體球鉸存在如下不足:

1.球鉸轉動裝置上、下球鉸一般用純鋼製成，由於轉體施工的轉體重量一般較大，有些達幾萬噸，為滿足強度設計需求，保證轉體的穩定性與安全性，轉動球鉸一般直徑較大，導致用鋼量大，成本高；而轉體球鉸作為臨時使用裝置在轉體完成後需要封固在混凝土中，造成資源的浪費；

2.轉體上下球鉸之間的摩擦面採用聚四氟乙烯滑板，需要將聚四氟乙烯滑板鑲嵌在下球鉸鋼板的凹槽內，加工難度大，增加加工和製造成本；

3.聚四氟乙烯滑板在高壓應力下蠕變變形大，影響球鉸轉動的穩定性，若使用改性聚四氟乙烯和超高分子量聚乙烯代替聚四氟乙烯滑板，雖可改善上述性能，但隨著抗壓性能的提高、蠕變量的減小，則會增大摩擦面的摩擦係數。

技術實現要素：

本發明要解決的技術問題是：提供一種新型的具有高承載力的轉體球鉸裝置，以克服已有技術所存在的上述不足。

解決上述技術問題的技術方案是：

一種具有高承載力轉體球鉸裝置，包括上球鉸和下球鉸，所述下球鉸中心安裝銷軸，上球鉸安裝在下球鉸上部的銷軸上從而構成可繞銷軸轉動的轉體；

所述的上球鉸包括上球鉸面板和上腔加固圍板，所述上腔加固圍板為向上喇叭狀，所述上球鉸面板為向下突出的凸球面，上球鉸面板連接在上腔加固圍板底面與上腔加固圍板圍成向上喇叭狀的上球鉸澆注腔，上球鉸澆注腔內澆注混凝土；

所述的下球鉸包括下球鉸面板和下腔加固圍板，所述下腔加固圍板為向下喇叭狀，所述下球鉸面板為向下凹進的、與上球鉸面板之凸球面配合的凹球面，下球鉸面板連接在下腔加固圍板頂面與下腔加固圍板圍成向下喇叭狀下球鉸澆注腔，下球鉸澆注腔內澆注混凝土；

所述下球鉸面板中心設有豎向的下套環，所述上球鉸面板設有與下套環同軸心的上套環，所述下套環和上套環內安裝銷軸；

所述下球鉸面板的凹球面上粘接複合材料滑板，所述的複合材料滑板整塊或分塊粘接在下球鉸凹球面上，與上球鉸面板的凸球面的金屬面形成摩擦副；所述上腔加固圍板和下腔加固圍板圓弧面上開有注漿孔和振搗孔。

其進一步的技術方案是：

所述上球鉸面板連接有向上布置的上環形輻射筋板，所述下球鉸面板連接有向下布置的下環形輻射筋板；所述上球鉸面板與上環形輻射筋板以及下球鉸面板與下環形輻射筋板為整體鑄造而成。

更進一步：

所述銷軸外圓周上設有複合材料滑套，所述複合材料滑套與下套環和上套環內腔內壁形成滑動摩擦副。

所述複合材料滑板和複合材料滑套由複合纖維材料製成，所述複合纖維材料由聚四氟乙烯長絲纖維和芳綸纖維混合編織而成，編織結構為雙面斜紋，編織後採用合成樹脂固化成複合材料，並採用萘鈉進行表面處理。

由於採用上述結構，與現有技術相比，本發明之一種具有高承載力轉體球鉸裝置具有以下有益效果：

1．本發明之一種具有高承載力轉體球鉸裝置上、下球鉸使用喇叭狀加固圍板與球鉸面板構成上下球鉸澆注腔，球鉸澆注腔內澆注混凝土，取代原有技術的純鋼板上下球鉸，轉動球鉸直徑可足夠大，能滿足強度設計需求，保證轉體的穩定性與安全性，大大減少了用鋼量，降低球鉸的製造成本；

2．本發明之一種具有高承載力轉體球鉸裝置之上、下球鉸面板上設置上、下環形輻射筋板，可有效增強混凝土與上、下球鉸面板的粘接強度；

3．本發明之一種具有高承載力轉體球鉸裝置其上下球鉸之間使用的複合材料滑板為複合纖維材料，所述複合材料滑板和複合材料滑套由複合纖維材料製成，所述複合纖維材料由聚四氟乙烯長絲纖維和芳綸纖維混合編織而成，編織結構為雙面斜紋，編織後採用合成樹脂固化成複合材料，具有承載能力強、蠕變變形小的特點，可提高轉體施工的穩定性，且其在摩擦過程中形成氟的轉移膜，具有自潤滑功能，有效降低轉體球鉸裝置的摩擦係數；銷軸外圓周上設有複合材料滑套，與下套環和上內腔內壁形成滑動摩擦副，可進一步降低轉體球鉸裝置的摩擦係數；

4．本發明之一種具有高承載力轉體球鉸裝置所使用的複合材料滑板經萘鈉進行表面處理，粘接性能強，可直接粘接在下球鉸面板的凹球面上，無需加工鑲嵌凹槽，既可減少結構尺寸，又簡化了加工工藝，降低製造的成本。

下面，結合附圖和實施例對本發明之一種具有高承載力轉體球鉸裝置的技術特徵作進一步的說明。

附圖說明

圖1～圖2為本發明之一種具有高承載力轉體球鉸裝置的結構示意圖：

圖1為主視圖，圖2為俯視圖；

圖中：

1—上球鉸，10—上球鉸澆注腔，11—上球鉸面板，12—上腔加固圍板，121—注漿孔，13—上環形輻射筋板，14—上套環，2—複合材料滑板，3—下球鉸，30—下球鉸澆注腔，31—下球鉸面板，32—下腔加固圍板，321—注漿孔，33—下環形輻射筋板，34—下套環，4—銷軸，41—複合材料滑套，5—螺栓，6—振搗孔。

具體實施方式

一種具有高承載力轉體球鉸裝置，包括上球鉸1和下球鉸3，所述下球鉸3中心安裝銷軸4，上球鉸1安裝在下球鉸上部的銷軸上從而構成可繞銷軸轉動的轉體；

所述的上球鉸1包括上球鉸面板11和上腔加固圍板12，所述上腔加固圍板為向上喇叭狀，所述上球鉸面板為向下突出的凸球面，上球鉸面板連接在上腔加固圍板底面與上腔加固圍板圍成向上喇叭狀的上球鉸澆注腔，上球鉸澆注腔內澆注混凝土；

所述的下球鉸3包括下球鉸面板31和下腔加固圍板32，所述下腔加固圍板為向下喇叭狀，所述下球鉸面板為向下凹進的、與上球鉸面板之凸球面配合的凹球面，下球鉸面板連接在下腔加固圍板頂面與下腔加固圍板圍成向下喇叭狀下球鉸澆注腔，下球鉸澆注腔內澆注混凝土；

所述下球鉸面板31中心設有豎向的下套環34，所述上球鉸面板11設有與下套環同軸心的上套環14，所述下套環和上套環內安裝銷軸4；

所述下球鉸面板31的凹球面上粘接複合材料滑板2，所述的複合材料滑板整塊或分塊粘接在下球鉸凹球面上，與上球鉸面板的凸球面的金屬面形成摩擦副；所述上腔加固圍板和下腔加固圍板圓弧面上開有注漿孔和振搗孔。

所述上球鉸面板連接有向上布置的上環形輻射筋板13，所述下球鉸面板連接有向下布置的下環形輻射筋板33；所述上球鉸面板與上環形輻射筋板為整體鑄造而成，下球鉸面板與下環形輻射筋板亦為整體鑄造而成。

所述銷軸4外圓周上設有複合材料滑套41，所述複合材料滑套與下套環和上套環內腔內壁形成滑動摩擦副。

所述複合材料滑板和複合材料滑套由複合纖維材料製成，所述複合纖維材料由聚四氟乙烯長絲纖維和芳綸纖維混合編織而成，編織結構為雙面斜紋，編織後採用合成樹脂固化成複合材料，並經過萘鈉進行表面處理。

以上內容是結合具體的實施方式對本發明所作的進一步說明，不能認定本發明的具體實施只局限於此，對於本發明所屬技術領域，在不脫離本發明構思的前提下，做出簡單推演或替換，上述機構都應當視為本發明的保護範圍。