【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及桥梁设备，具体地指一种具有等位移椭圆滑板摩擦副的球型支座及其安装结构。
技术介绍
1、支座是桥梁结构中重要的组成部分，在桥梁承上启下的过程中发挥着重要作用。其中，球型支座因为具有承载力大、转动灵活、转动力矩小、容许转角大、适用温度范围广、使用寿命长、养护工作量小等优点，在铁路桥梁中应用非常广泛。球型支座不仅具有传递载荷的重要作用，同时还需要将桥梁上部结构的变形(位移和转角)可靠的传递给桥梁下部结构。具体表现为：在凸球面处设置转动摩擦副，顶部球冠平面与上支座板之间设置平面摩擦副。为了增强球型支座摩擦部件的耐磨性及耐蚀性，通常在球冠的平面上开设滑板槽与密封圈槽，将平面滑板与密封圈镶嵌在内，在支座的上支座板内焊接平面镜面不锈钢板与平面滑板形成平面摩擦副，在球冠凸球面处焊接曲面镜面不锈钢板与下支座板内的球面滑板形成曲面摩擦副。
2、但是焊接镜面不锈钢板存在有一定的缺陷。焊接曲面镜面不锈钢板时需要有专业的工装压制曲面不锈钢板，增加了制造难度以及成本。焊接时受焊点等影响，大大降低了镜面不锈钢的表面光洁度及耐磨性，同时曲面镜面不锈钢板的四周焊接，中间部分脱空，在竖向荷载作用下，曲面镜面不锈钢板存在开裂风险，性能无法保证。目前，国内提出了铝合金球冠和化学镀镍磷合金球冠两种整体式球冠支座结构，无需焊接曲面镜面不锈钢板。但是平面镜面不锈钢板与上支座之间的焊接结构依旧存在中间脱空、焊点腐蚀等影响，降低了镜面不锈钢表面的光洁度，存在耐磨性等问题。此外，支座根据功能分为固定支座、纵向活动支座、横向活动支座以及多向活动支座。其中，
3、随着桥梁工程不断发展，支座的可靠性要求越来越高。如何在不改变支座原有安装尺寸的前提下，解决不锈钢板焊接对支座可靠性和使用寿命的影响、提升支座的纵向抗震性能，且不增加施工难度与成本是目前亟待研究和解决的问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的就是要解决上述
技术介绍
的不足，提供一种无需焊接球面和平面不锈钢板、能有效减少支座的纵向尺寸、具有纵向限位挡块、避免支座的纵向位移超过限定值的球型支座。在满足球型支座竖向及水平承载力、位移及转角需求的同时，不改变支座的安装尺寸。
2、为实现此目的，本专利技术所设计的具有等位移椭圆滑板摩擦副的球型支座，包括上支座、下支座和设置于下支座顶部内的球冠，所述球冠的顶部与所述上支座的底部之间连接有平面摩擦副，所述球冠与所述下支座之间连接有曲面摩擦副，所述平面摩擦副包括固定于所述上支座底部的椭圆形平面滑板和所述球冠顶部的圆形平面，所述椭圆形平面滑板可沿其长轴或短轴方向在所述圆形平面上移动；所述上支座的底部沿所述椭圆形平面滑板的短轴方向的两侧设置有限位挡块。
3、进一步的，所述球冠的顶面位于所述下支座的顶面上方，所述球冠位于所述下支座的上方部分的周向表面固定有密封环，所述密封环的顶部与所述上支座的底面接触，所述密封环的底部与所述下支座的顶面接触。
4、进一步的，所述密封环的顶部朝向所述球冠的顶部平面的内侧延伸，所述密封环的底部朝向所述下支座的顶面外侧延伸，所述密封环的中部为与所述球冠的顶部周向表面配合的环形限位结构。
5、进一步的，所述上支座的底部开设有椭圆形的滑板槽，所述椭圆形平面滑板的上部嵌设固定于所述滑板槽内。
6、进一步的，所述圆形平面与所述椭圆形平面滑板同心布置。
7、进一步的，所述球冠的外表面镀有镍磷合金，所述平面摩擦副包括所述圆形平面的圆形镍磷合金表面与所述椭圆形平面滑板的底面。
8、进一步的，所述曲面摩擦副包括球冠的球型镍磷合金表面和位于所述下支座内、与所述球冠的球型镍磷合金表面配合的球型配合面。
9、进一步的，所述限位挡块的顶部与所述上支座的底部固定连接、与所述上支座为一体结构，所述限位挡块的底部向所述下支座延伸，桥梁发生纵向位移时，所述限位挡块可限制所述上支座纵向移动的极限位置。此处的纵向是指顺桥向方向。
10、更进一步的，一种具有等位移椭圆滑板摩擦副的球型支座的安装结构，包括桥梁、桥墩和上述所述的具有等位移椭圆滑板摩擦副的球型支座，所述上支座固定于所述桥梁底部，所述下支座固定于所述桥墩的顶部。
11、还进一步的，所述限位挡块位于所述桥梁的顺桥向的两侧。
12、本专利技术的有益效果是：本专利技术解决了焊接平面不锈钢板的问题，避免了焊接工艺带来的诸如焊接质量不稳定、易产生焊接缺陷等麻烦，同时也减少了相应的焊接成本与时间成本，使支座的制造与安装过程更加简便高效。通过椭圆形的平面滑板摩擦副结构能够实现椭圆形平面滑板的等位移移动，有效减少支座的纵向尺寸，在一些对空间要求较为严格的工程场景中，可更好地满足布局需求，避免因支座尺寸过大而对周边结构或空间利用造成不利影响。在满足球型支座竖向及水平承载力、位移及转角需求的同时，不改变支座的原有安装尺寸，并且，由于通过平面摩擦副的等位移结构缩小了支座的内部尺寸，从而可以布置限位挡块的结构，这意味着可以在不改动现有工程相关配套结构设计的基础上，直接对支座进行替换或应用，提高了该支座的通用性和适配性，便于既有工程的改造升级以及新工程的标准化设计应用。上支座底部沿椭圆形平面滑板短轴方向的两侧设置有限位挡块，可避免支座的纵向位移超过限定值，对支座的纵向位移进行有效约束，保证了支座在正常工作范围内运行，提高了整个结构的稳定性和安全性。球冠位于下支座上方部分的周向表面固定有密封环，其特殊的结构设计(顶部朝球冠顶部平面内侧延伸，底部朝下支座顶面的外侧延伸，中部为与球冠顶部周向表面配合的环形限位结构)能够对支座内部起到良好的密封作用，防止灰尘、水汽等外界杂质进入支座内部，避免对摩擦副等关键部件造成侵蚀、磨损等不良影响，有助于延长支座的使用寿命，保证其长期稳定的工作性能。球冠的外表面镀有镍磷合金，平面摩擦副和曲面摩擦副分别采用相应的镍磷合金配合面，镍磷合金具有良好的耐磨性、耐腐蚀性等性能，能够降低摩擦副之间的摩擦系数，减少磨损，提高支座在长期使用过程中的顺滑度和可靠性，进一步保障支座的承载、位移等各项功能的稳定发挥。对于具有等位移椭圆滑板摩擦副的球型支座的安装结构而言，其明确了上支座固定于桥梁底部、下支座固定于桥墩顶部的合理安装方式，并且限位挡块位于桥梁顺桥向的两侧，这种布局与结构设计符合桥梁结构受力特点和实际使用要求，能够有效地将桥梁的荷载传递到桥墩上，同时保证桥梁在各种工况下的稳定性和安全性，为整个桥梁工程的可靠运行提供了有力支撑。
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1.一种具有等位移椭圆滑板摩擦副的球型支座，包括上支座(1)、下支座(2)和设置于下支座(2)顶部内的球冠(3)，所述球冠(3)的顶部与所述上支座(1)的底部之间连接有平面摩擦副，所述球冠(3)与所述下支座(2)之间连接有曲面摩擦副，其特征在于：所述平面摩擦副包括固定于所述上支座(1)底部的椭圆形平面滑板(4)和所述球冠(3)顶部的圆形平面(5)，所述椭圆形平面滑板(4)可沿其长轴或短轴方向在所述圆形平面(5)上移动；所述上支座(1)的底部沿所述椭圆形平面滑板(4)的短轴方向的两侧设置有限位挡块(6)。
2.如权利要求1所述的具有等位移椭圆滑板摩擦副的球型支座，其特征在于：所述球冠(3)的顶面位于所述下支座(2)的顶面上方，所述球冠(3)位于所述下支座(2)的上方部分的周向表面固定有密封环(7)，所述密封环(7)的顶部与所述上支座(1)的底面接触，所述密封环(7)的底部与所述下支座(2)的顶面接触。
3.如权利要求2所述的具有等位移椭圆滑板摩擦副的球型支座，其特征在于：所述密封环(7)的顶部朝向所述球冠(3)的顶部平面的内侧延伸，所述密封环(7)的底部朝向
4.如权利要求1所述的具有等位移椭圆滑板摩擦副的球型支座，其特征在于：所述上支座(1)的底部开设有椭圆形的滑板槽(8)，所述椭圆形平面滑板(4)的上部嵌设固定于所述滑板槽(8)内。
5.如权利要求1所述的具有等位移椭圆滑板摩擦副的球型支座，其特征在于：所述圆形平面(5)与所述椭圆形平面滑板(4)同心布置。
6.如权利要求1所述的具有等位移椭圆滑板摩擦副的球型支座，其特征在于：所述球冠(3)的外表面镀有镍磷合金，所述平面摩擦副包括所述圆形平面(5)的圆形镍磷合金表面与所述椭圆形平面滑板(4)的底面。
7.如权利要求6所述的具有等位移椭圆滑板摩擦副的球型支座，其特征在于：所述曲面摩擦副包括球冠(3)的球型镍磷合金表面和位于所述下支座(2)内、与所述球冠的球型镍磷合金表面配合的球型配合面。
8.如权利要求1所述的具有等位移椭圆滑板摩擦副的球型支座，其特征在于：所述限位挡块(6)的顶部与所述上支座(1)的底部固定连接、与所述上支座(1)为一体结构，所述限位挡块(6)的底部向所述下支座(2)延伸，桥梁发生纵向位移时，所述限位挡块(6)可限制所述上支座(1)纵向移动的极限位置。
9.一种具有等位移椭圆滑板摩擦副的球型支座的安装结构，包括桥梁(9)和桥墩(10)，其特征在于：它还包括上述权利要求1—8中任意一项所述的具有等位移椭圆滑板摩擦副的球型支座，所述上支座(1)固定于所述桥梁(9)底部，所述下支座(2)固定于所述桥墩(10)的顶部。
10.如权利要求9所述的具有等位移椭圆滑板摩擦副的球型支座的安装结构，其特征在于：所述限位挡块(6)位于所述桥梁(9)的顺桥向的两侧。
...【技术特征摘要】
1.一种具有等位移椭圆滑板摩擦副的球型支座，包括上支座(1)、下支座(2)和设置于下支座(2)顶部内的球冠(3)，所述球冠(3)的顶部与所述上支座(1)的底部之间连接有平面摩擦副，所述球冠(3)与所述下支座(2)之间连接有曲面摩擦副，其特征在于：所述平面摩擦副包括固定于所述上支座(1)底部的椭圆形平面滑板(4)和所述球冠(3)顶部的圆形平面(5)，所述椭圆形平面滑板(4)可沿其长轴或短轴方向在所述圆形平面(5)上移动；所述上支座(1)的底部沿所述椭圆形平面滑板(4)的短轴方向的两侧设置有限位挡块(6)。
2.如权利要求1所述的具有等位移椭圆滑板摩擦副的球型支座，其特征在于：所述球冠(3)的顶面位于所述下支座(2)的顶面上方，所述球冠(3)位于所述下支座(2)的上方部分的周向表面固定有密封环(7)，所述密封环(7)的顶部与所述上支座(1)的底面接触，所述密封环(7)的底部与所述下支座(2)的顶面接触。
3.如权利要求2所述的具有等位移椭圆滑板摩擦副的球型支座，其特征在于：所述密封环(7)的顶部朝向所述球冠(3)的顶部平面的内侧延伸，所述密封环(7)的底部朝向所述下支座(2)的顶面外侧延伸，所述密封环(7)的中部为与所述球冠(3)的顶部周向表面配合的环形限位结构。
4.如权利要求1所述的具有等位移椭圆滑板摩擦副的球型支座，其特征在于：所述上支座(1)的底部开设有椭圆形的滑板槽(8)，所述椭圆形平面滑板(4)的上部嵌设固定于所述滑板槽...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴成亮，闫蕾蕾，胡寅丰，邢学斌，李先婷，
申请(专利权)人：武汉鑫拓力工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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