一種公路橋梁矩形球鉸調坡型板式橡膠支座的製作方法

2023-10-09 13:19:59 2

專利名稱：一種公路橋梁矩形球鉸調坡型板式橡膠支座的製作方法
技術領域：
本發明屬於橋梁領域，更具體涉及一種公路橋梁矩形球鉸調坡型板式橡膠支座，適用於位於縱向和橫向坡度上的橋梁；適用於常規結構中小跨徑的斜度較小的斜交橋梁和正交橋梁。
背景技術：
橋梁結構中上部結構的反力通過支座傳遞給下部結構，支座是橋梁結構中的主要受力構件。橋梁通常位於路線的縱坡和橫坡上，特別是公路橋梁的縱、橫坡度較大，為保證支座受力均勻，不出現偏壓現象，一般情況下要求支座平置。為適應縱、橫坡，目前大噸位支座通常設計為較複雜的盆式支座或鋼球支座，並在結構的相應部位設置調坡構造等，盆式支座或鋼球支座通常為大噸位支座，其構造複雜、總價高昂、施工難度大、更換較困難。對於 中、小跨徑橋梁，支座噸位小，出於對結構簡化、降低造價、安裝和更換方便等因素的考慮，不宜採用盆式支座或鋼球支座等。一般情況下，均採用板式橡膠支座，為適應縱橫坡度，也在梁體與支座之間設置特殊調坡構造。由於公路橋梁寬度較大，同時有縱、橫坡度，平面為斜度較小的斜橋和正交類型橋梁，導致梁板下的每排支座調坡構造尺寸不一樣，致使製作和安裝支座調坡構造比較繁雜，並且在實際安裝時工作量大，安裝質量較難控制，容易出錯，進而致使橋梁運營中出現缺陷與病害，影響使用和壽命。

發明內容
本發明的目的是在於針對現有技術存在的上述問題，提供一種公路橋梁矩形球鉸調坡型板式橡膠支座，本發明構造簡單，製作容易，根據橋梁縱、橫坡度需要，直接安裝即可，從而省去了支座與梁體之間的調平構造，並改善支座受力，使之受力均衡，同時也簡化了橋梁設計，方便了安裝與更換，該支座能很好地適應斜度較小斜交橋梁和正交橋梁的縱、橫坡度。為了實現上述目的，本發明採用以下技術方案
一種公路橋梁矩形球鉸調坡型板式橡膠支座，包括混凝土支座墊石，還包括設置在梁板中的凹弧形鋼板和設置在混凝土支座墊石上的支座主體，支座主體頂部設置有矩形的鋼球冠柱臺，鋼球冠柱臺的頂部為鋼球冠，鋼球冠的球冠面與凹弧形鋼板的凹弧面相適配。如上所述的支座主體包括橡膠體和設置在橡膠體內部的內鋼板，橡膠體為氯丁橡膠或天然橡膠。如上所述的內鋼板厚度大於等於2mm。—種公路橋梁矩形球鉸調坡型板式橡膠支座，還包括與凹弧形鋼板連接且埋設在梁板內的預埋鋼筋。如上所述的鋼球冠的球冠面的曲率小於等於凹弧形鋼板的凹弧面的曲率。如上所述的支座主體與混凝土支座墊石之間還設置有鋼板，鋼板和支座主體之間 設置有不鏽鋼板，支座主體底部設置有聚四氟乙烯板。
如上所述的聚四氟乙烯板的厚度大於等於2mm;所述的鋼板的厚度大於等於15mm ;所述的不鏽鋼板的厚度大於等於3_。如上所述的聚四氟乙烯板和不鏽鋼板之間還設置有矽油層。本發明與現有技術相比，具有以下優點和效果
1、一種全新的橋梁支座調坡方法；
2、支座結構簡單，製作容易，安裝、更換方便；
3、凹弧形鋼板的凹面與鋼球冠面接合在一起時，形成的是面接觸，鋼球冠平面小於支座主體的平面尺寸,並嵌入橡膠體內，便於荷載傳遞給支座時應力擴散,避免了邊角的橡膠承壓應力過大，能夠很好地將橋梁上部結構的反力均勻傳遞給支座；
4、凹弧形鋼板的凹面與鋼球冠面接合時可以根據需要旋轉，使梁板適應縱橫方向的坡面，支座的兩垂直邊分別為縱、橫向，支座在發生縱橫向變形時，受力更均勻，此方法解決了斜度較小斜交橋梁和正交橋梁支座的縱、橫方向變位的問題，從而滿足梁板適應橋梁不同縱、橫坡度的要求；
5、有效地解決了以往斜度較小斜交橋梁和正交橋梁位於縱、橫坡度情況下支座調平構造製作複雜、安裝困難的問題，省去了梁體的調平構造，使設計、製作、安裝簡化；
6、改善了斜交橋梁和彎曲橋梁的支座受力和工作狀況，避免了因施工質量控制不好導致的橋梁缺陷和病害，提高了支座的使用壽命。


圖I是本發明中的支座主體與凹弧形鋼板的主視示意 圖2是本發明中的支座主體與凹弧形鋼板的俯視透視示意 圖3是本發明中的鋼球冠的橫向剖面示意 圖4是圖I中的橡支座主體的橫向剖面示意 圖5是本發明的滑板支座主體與混凝土支座墊石的俯視示意 圖6是本發明的一種普通支座實施方式的安裝示意 圖7是本發明的另一種滑板支座實施方式的安裝示意 圖8是本發明的普通支座主體與凹弧形鋼板的透視示意 圖9是本發明的滑板支座主體與凹弧形鋼板的透視示意圖。圖中1_凹弧形鋼板；2_預埋鋼筋；3_支座主體；4_鋼球冠；5_橡股體；6_內鋼板；7_聚四氟乙烯板；8_不鏽鋼板；9_鋼板；10_混凝土支座墊石；11_梁板。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明作進一步詳細描述
一種公路橋梁矩形球鉸調坡支座有兩種型式，當橋梁伸長或縮短時，普通型是靠本身的剪切變形工作的，滑板型則是靠本身微小的剪切變形外，還將隨梁體在縱向一起移動而工作的。實施例
如圖5所示，一種公路橋梁矩形球鉸調坡型板式橡膠支座的普通型支座，包括混凝土支座墊石10，還包括設置在梁板11中的凹弧形鋼板I和設置在混凝土支座墊石10上的支座主體3，支座主體3頂部設置有矩形的鋼球冠柱臺，鋼球冠柱臺的頂部為鋼球冠4，鋼球冠4的球冠面與凹弧形鋼板I的凹弧面相適配。鋼球冠柱臺突出於支座主體的頂面一定高度，當凹弧形鋼板I的凹弧面與鋼球冠4的球冠面接合在一起時，形成的是面接觸，避免梁體和凹弧形鋼板壓在矩形的橡膠面上；鋼球冠平面小於支座主體3的平面尺寸，鋼球冠柱臺嵌入橡膠層內，便於荷載傳遞給支座時應力擴散，避免了邊角的橡膠承壓應力過大，能夠很好地將橋梁上部結構的反力均勻傳遞給支座；
凹弧形鋼板的凹面與鋼球冠面接合時可以根據需要旋轉，使梁板適應縱橫方向的坡面，支座的兩垂直邊分別為縱、橫向，支座在發生縱橫向變形時，受力更均勻，此方法解決了斜度較小斜交橋梁和正交橋梁支座的縱、橫方向變位的問題，從而滿足梁板適應橋梁不同縱、橫坡度的要求；
如圖廣圖4所示，支座主體3包括橡膠體5和設置在橡膠體5內部的內鋼板6，橡膠體5為氯丁橡膠或天然橡膠。也可採用比上述兩種橡膠工作性能更好的橡膠。內鋼板6厚度大於等於2mm，內鋼板6的層數根據支座受力所產生的剪切變形大小和支座總高度確定。如圖I所示，一種公路橋梁矩形普通球鉸調坡型板式橡膠支座還包括與凹弧形鋼板I連接且埋設在預製梁板11內的預埋鋼筋2。以保證凹弧形鋼板I在梁體中的穩定與牢固。如圖8、圖9所示，鋼球冠4的球冠面的曲率小於等於凹弧形鋼板I的凹弧面的曲率。凹弧形鋼板I總厚度不小於20_，凹弧形鋼板和I鋼球冠4採用標準等級不低於普通Q235C強度的板材。橋梁適應縱橫坡，是通過凹弧形鋼板I的內弧面與鋼球冠4的球冠面相對接觸位置得以實現的，兩弧面的應曲率基本一致(鋼球冠4的球冠面的曲率根據需要可以比凹弧形鋼板I的內弧面略小)，以保證不同的相對位置均為面接觸和可以轉動，弧面的加工精
度(粗糙度)取即可(國家標準
GB/T131-1993)。鋼球冠4的球冠體由圓柱與冠帽組成，圓柱體一端的嵌入支座主體的橡膠內，一端突出於主體的(矩形)橡膠面，突出尺寸根據縱坡、橫坡需要設計確定。如圖5、圖7、圖9所示，為一種公路橋梁矩形球鉸調坡型板式橡膠支座的滑板型支座，支座主體3與混凝土支座墊石10之間還設置有鋼板9，鋼板9和支座主體3之間設置有不鏽鋼板8，不鏽鋼板8和支座主體3之間設置有聚四氟乙烯板7。在普通型的基礎上包括支座主體3的底部設置粘貼聚四氟乙烯板7，混凝土支座墊石10頂面設置鋼板9，鋼板9的頂面設置焊接不鏽鋼板8。當梁體伸長或縮短時，有聚四氟乙烯板7的支座主體3可以隨梁 體沿橋梁的縱向滑移一定的距離，而支座墊石10連同鋼板9、不鏽鋼板8則不動，即聚四氟乙烯板7與不鏽鋼板8之間產生相對位移，聚四氟乙烯板7和不鏽鋼板8之間還設置有矽油層，以保證支座滑移時能夠順利地滑動和具有較小的摩擦力。
內鋼板6為標準等級不低於普通Q235C強度的板材，厚度不小於2mm，在支座主體3中設置的層數根據支座主體3所需的剪切變形、支座總高度確定。
聚四氟乙烯板7應採用平均顆粒不大於50 y m的新鮮純料模壓板材，模壓成型壓力不小於30MPa，其成型厚度不小於2mm，一般為2 3mm。混凝土支座墊石10頂面設置鋼板9，為標準等級不低於普通Q235C強度的板材，厚度不小於15mm。不鏽鋼板8應採用0Crl7Nil2Mo2、0Crl9Nil3Mo3或lCrl8Ni9T不鏽鋼，技術條件應符合GB/T3280的規定，其厚度不小於3mm。混凝土支座墊石10上的不鏽鋼板8頂面在安裝時應該塗抹矽油，以降低聚四氟乙 烯板7與不鏽鋼板8之間的摩擦係數，應滿足國家相關標準的規定。支座設計時建議此種支座設置防塵罩。凹弧形鋼板I、預埋鋼筋2、支座主體3、聚四氟乙烯板7、不鏽鋼板8和鋼板9均在工廠製作完成後，運輸到橋梁施工現場，凹弧形鋼板I和預埋鋼筋2在預製梁板11製作時事先預埋好，橋梁架設時，支座主體3安裝到位。凹弧形鋼板I、焊接在弧形鋼板上的預埋鋼筋2在工廠製作，需要與支座主體3配套、並須事先預埋於預製梁板11內。支座主體3需要在工廠裡製作，先行加工鋼球冠體4、內鋼板6，然後與橡膠顆粒(橡膠體5) —道通過高溫高壓模壓成型，完成支座主體製作。設置有聚四氟乙烯滑板的支座主體3，除上所述外，需要在橡膠體3的下部粘貼聚四氟乙烯板7。普通型的支座主體3安裝，當梁板11吊裝之前，在橋梁墩(臺)帽上澆築完成混凝土支座墊石10，做好標記，須將普通支座矩形邊按縱橫方向放置其上，當吊裝落梁板11時，對支座主體3的位置進行微調即可。使得凹弧形鋼板I與鋼球冠4之間不產生相對位移，當梁(板)伸長或縮短時，橡膠體僅產生縱向剪切變形。滑板型的支座主體3安裝之前，在墩(臺)帽上澆築完成混凝土支座墊石10時，同時預埋不鏽鋼板8與鋼板9，兩者可以通過焊接等方式連接，做好標記，直接將支座主體3放置其上，當吊裝、落梁11時，對支座主體3的位置進行微調即可。凹弧形鋼板I與鋼球冠4之間不產生相對位移，當梁(板)伸長或縮短時，除支座主體3產生微小剪切變形外，整個支座隨梁(板)伸長與縮短一起移動，即四氟滑板與不鏽鋼板之間產生相對位移。本文中所描述的具體實施例僅僅是對本發明精神作舉例說明。本發明所屬技術領域的技術人員可以對所描述的具體實施例做局部的修改，但不應偏離本發明的精神或者超越所附權利要求書所定義的範圍。
權利要求
1.ー種公路橋梁矩形球鉸調坡型板式橡膠支座，包括混凝土支座墊石(10)，其特徵在於還包括設置在梁板(11)中的凹弧形鋼板(I)和設置在混凝土支座墊石(10)上的支座主體(3)，支座主體(3)頂部設置有矩形的鋼球冠柱臺，鋼球冠柱臺的頂部為鋼球冠(4)，鋼球冠(4)的球冠面與凹弧形鋼板(I)的凹弧面相適配。
2.根據權利要求I所述的ー種公路橋梁矩形球鉸調坡型板式橡膠支座，其特徵在於所述的支座主體(3)包括橡膠體(5)和設置在橡膠體(5)內部的內鋼板(6)，橡膠體(5)為氯丁橡膠或天然橡膠。
3.根據權利要求2所述的ー種公路橋梁矩形球鉸調坡型板式橡膠支座，其特徵在於所述的內鋼板(6)厚度大於等於2mm。
4.根據權利要求I所述的ー種公路橋梁矩形球鉸調坡型板式橡膠支座，其特徵在於還包括與凹弧形鋼板(I)連接且埋設在梁板(11)內的預埋鋼筋(2)。
5.根據權利要求I所述的ー種公路橋梁矩形球鉸調坡型板式橡膠支座，其特徵在於所述的鋼球冠(4)的球冠面的曲率小於等於凹弧形鋼板(I)的凹弧面的曲率。
6.根據權利要求Γ5所述的ー種公路橋梁矩形球鉸調坡型板式橡膠支座，其特徵在於所述的支座主體(3)與混凝土支座墊石(10)之間還設置有鋼板(9)，鋼板(9)和支座主體(3)之間設置有不鏽鋼板(8)，支座主體(3)底部設置有聚四氟こ烯板(7)。
7.根據權利要求6所述的ー種公路橋梁矩形球鉸調坡型板式橡膠支座，其特徵在於所述的聚四氟こ烯板(7)的厚度大於等於2mm;所述的鋼板(9)的厚度大於等於15mm ;所述的不鏽鋼板(8)的厚度大於等於3_。
8.根據權利要求6所述的ー種公路橋梁矩形球鉸調坡型板式橡膠支座，其特徵在於所述的聚四氟こ烯板(7)和不鏽鋼板(8)之間還設置有矽油層。
全文摘要
本發明公開了一種公路橋梁矩形球鉸調坡型板式橡膠支座，包括混凝土支座墊石，還包括設置在梁板中的凹弧形鋼板和設置在混凝土支座墊石上的支座主體，支座主體頂部設置有鋼球冠柱臺，鋼球冠柱臺的頂部為鋼球冠，鋼球冠的球冠面與凹弧形鋼板的凹弧面相適配。支座主體與混凝土支座墊石之間可設置有鋼板，鋼板和支座主體之間設置有不鏽鋼板，不鏽鋼板和支座主體之間設置有聚四氟乙烯板。本發明構造簡單，製作容易，根據橋梁縱、橫坡度需要，直接安裝即可，從而省去了支座與梁體之間的調平構造，並改善支座受力，使之受力均衡，同時也簡化了橋梁設計，方便了安裝與更換，支座能很好地適應橋梁縱、橫坡度。
文檔編號E01D101/40GK102677586SQ20121016729
公開日2012年9月19日 申請日期2012年5月25日 優先權日2012年5月25日
發明者鞠金熒 申請人:中交第二公路勘察設計研究院有限公司