一种抗倾覆转体球铰制造技术

本发明专利技术提供了一种抗倾覆转体球铰，包括上球铰和下球铰，上球铰和下球铰呈球面转动装配；上球铰与下球铰相互配合的面的横截面均为

【技术实现步骤摘要】
一种抗倾覆转体球铰


[0001]本专利技术涉及桥梁建筑
，更具体地，涉及一种抗倾覆转体球铰
。

技术介绍

[0002]随着铁路
、
公路及市政立交线路的大规模建设，现有交通路网布局越来越稠密，新建线路跨越既有线路的概率越来越大，情况越来越普遍
。
为了降低甚至避免新线路建设对既有铁路运营的影响，桥梁转体施工技术得到广泛应用
。
转体施工技术是在与既有线路平行的方向先行将需跨越既有线的桥梁修建完毕，后将预建桥梁按设计目标角度旋转，实现高效
、
安全跨越既有线路的施工技术
。
转体球铰做为实现桥梁转体施工的核心部件，其结构形式也在不断更新演变
。
转体球铰能够实现的功能也越来越丰富，功能主要有：承受转体桥梁
T
构上部重量，通过球面运动副实现桥梁水平转动，及转体到位后通过球面竖向转动实现桥梁标高精调（俗称桥梁调姿）
。
由于转体球铰能够同时在水平及竖向自由转动，使得水平转体过程中，转体
T
构极易失稳，发生竖向转动，产生倾覆
。
过大的竖向转动造成的倾覆，会使转体
T
构重心偏移，影响机构主体水平转动运动的平稳性，以及增大水平转动的摩擦力，对转体牵引设备造成冲击与损害，严重是可影响主体水平转体运动的安全性，危及转体
T
构安全
。
球铰主体重达几十吨甚至几百吨，直径长达
10
米
>。
[0003]1、
申请号为
202220031620.1
，专利名称为一种复合转动体系转体支座的技术专利，公开了一种复合转动体系转体支座，其包括上球铰
、
下球铰
、
限位装置以及滑动组件，上球铰设置在下球铰上，且与下球铰转动配合；限位装置包括环形挡环和环形凹槽，其中一个设置在上球铰上，另一个设置在下球铰上，且环形挡环能够位于环形凹槽内；滑动组件夹设在上球铰和下球铰之间，滑动组件用于保证上球铰和下球铰之间的相对转动
。
相比于现有技术的利用销轴限位上球铰的结构，本技术提供的环形挡和环形凹槽的结构具有更大的受力面积，复合转动体系转体支座的抗倾覆能力更强
。
同时保证了当一层转动面不能正常使用时另外一层转动面仍能完成转体施工
。
[0004]该专利设置环形挡环和环形凹槽的组合限位装置结构来实现抗倾覆，结构复杂，实施难度大
。
并且由于环形挡环和环形凹槽位于球铰的中间，抗倾覆作用点力臂较短
。
力臂较短，提供的抗倾覆力矩越小
。
倾覆力矩是一个定量，如果要达到抗倾覆效果，就要增大抗倾覆力矩，按该专利的结构，就需要提供更大的产品结构尺寸使力臂增长，这样会增加产品原材料用量
。
[0005]2、
申请号为
202010757476.5
，专利名称为可控式防倾覆转体球铰的专利技术专利申请，包括球铰支架
、
下球铰
、
限位销轴和上球铰
。
其中，下球铰固定于球铰支架上，上球铰同轴纵向叠置于下球铰上方，上球铰与下球铰呈球面转动装配，限位销轴固定于下球铰的中心位置，上球铰上设有供限位销轴插入的限位孔，限位销轴为钢管混凝土结构，上球铰呈圆环形凸球面结构，下球铰呈与上球铰适配的圆环形凹球面结构
。
相比于现有技术，本专利技术的上球铰和下球铰整体呈中空的圆环形设置，同等承载力情况下可以实现横断面更窄，更利于保证其底部混凝土浇筑的密实程度；可控式防倾覆转体球铰整体平面结构为环形，有利
于转体作业完成后对中心部位的回填封固，确保后期桥梁安全使用
。
[0006]该专利所述限位销轴固定于下球铰，上球铰上设有供限位销轴插入的限位孔的中心位置，该专利主要依靠混凝土限位销轴实现抗倾覆，结构与上一个专利类似，原理相同，也存在和上一个专利同样的问题
。
除此之外，结构庞大的抗倾覆球铰，使用限位销和限位孔配合的结构，很难保证有足够强度的限位销来保证强度，难以实现抗倾覆
。
[0007]3、
申请号为
202020370170.X
，专利名称为桥梁转体支承装置的技术专利，包括上盘
、
下盘；其中上盘
、
下盘整体呈中空的圆环形，上盘与下盘采用同轴纵向叠置且呈球面转动装配，与下盘的至少外侧或内侧相邻的上盘表面设有限位装置，该限位装置限制所述上盘与下盘之间发生的竖向转角超过设定值
。
本技术有效解决了现有技术中存在的浇筑不实
、
当结构倾覆力矩较大时转轴不能起到实际作用等问题，具有支承稳定
、
利于保证其底部混凝土浇筑的密实程度等优点
。
[0008]该专利在上盘上设有限位装置，当产生竖向转角时，通过上盘限位装置与下盘边缘限位，避免因竖向转角过大导致的倾覆现象
。
发生倾覆时，此种结构是线接触，易导致接触应力大，容易导致圆柱面局部应力过大而变形，甚至撕裂圆柱接触面
。
[0009]4、
申请号为
201922247721.3
，专利名称为抗倾覆转体支座的技术专利，包括上球铰
、
球面耐磨板
、
下球铰
、
上限位螺栓
、
限位板和下限位螺栓；上球铰
、
球面耐磨板
、
下球铰从上至下依次层叠设置，上球铰的底面为第一凸球面，球面耐磨板的顶面为第一凹球面，述球面耐磨板的底面为第二凸球面，下球铰的顶面为第二凹球面，第一凸球面与第一凹球面配合，第二凸球面与第二凹球面配合；限位板设置在上球铰和下球铰的外周面，上限位螺栓将限位板与上球铰连成一体，下限位螺栓将限位板与下球铰连成一体
。
抗倾覆转体支座结构简单，为混凝土桥的转体施工提供支承与转动，防止由于桥梁结构施工过程中失去平衡导致结构发生倾覆，保证施工安全，降低施工难度
。
[0010]该专利所述限位板通过上限位螺栓连接所述上球铰
、
通过下限位螺栓连接所述下球铰，即将上下球铰连接起来限制上下球铰的相对运动，这样可以保证运输及安装过程中上球铰与下球铰保持固定，防止发生倾覆
。
但是这样只是保证球铰运输和安装时不发生倾覆，是防止球铰自己发生偏转，而不是在转体球铰上部已完成混凝土浇注后转体时发生的，与本专利技术解决的技术问题不同，本专利技术是要防止桥梁转体施工过程中发生倾覆，即球铰使用过程中的防倾覆问题
。
[0011]5、
申请号为
201821970758.8
，专利名称为一种抗倾覆桥梁转体支座的技术专利，包括上球摆
、
下球摆和本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种抗倾覆转体球铰，其特征在于，包括上球铰和下球铰，上球铰和下球铰呈球面转动装配；上球铰与下球铰的配合面的横截面均为
Ω
形状或者均为倒扣的
Ω
形状，所述配合面包括球面和沿球面周向伸出的环形平面，上球铰的环形平面和下球铰的环形平面之间具有间隙
。2.
根据权利要求1所述的抗倾覆转体球铰，其特征在于，所述上球铰的环形平面和下球铰的环形平面之间的间隙为
h
，
h=R*sin
θ
，其中
θ
=r*180/
π
，
r
为转体球铰预设转角弧度值，
θ
为转体球铰预设转角弧度值
r
对应的竖向转动角度值，所预设角度用于转体后姿态调整，
R
为转体球铰
Ω
形状结构的凹球面的球半径
。3.
根据权利要求1所述的抗倾覆转体球铰，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨春平，韩鹏飞，曾挚，孔令俊，夏俊勇，冷新云，张小锋，田杨，
申请(专利权)人：株洲时代新材料科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：