一种球形支座 技术领域:
本实用新型属于建筑工程的技术领域,具体地说是一种涉及桥梁及其它工程结构使用的球形支座。
背景技术:
梁式桥梁结构由上部结构(主梁及桥面系)与下部结构(墩、台及基础)组成,桥梁上部结构自重与车辆及人群荷载等活载通过支座传递给桥墩、桥台最后到达基础。上部结构由于各种原因产生的变形对下部结构的影响,也要依靠支座来缓解。目前在大型桥梁工程中,已经普遍使用球形支座。球形支座主要由上支座板、球冠衬板和下支座板3大金属构件组成,在上支座板和球冠衬板间有平面滑动摩擦副,在球冠衬板和下支座板间有球面转动摩擦副。
我国现行《球形支座技术条件》GB/T17955-2000,规定了在支座的滑动摩擦副或转动摩擦副中使用聚四氟乙烯板作为承压及减磨件,现行桥规《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTJ023-85规定了聚四氟乙烯板的容许压应力为30Mpa。从目前所使用的聚四氟乙烯板的机械性能来看,桥规将容许压应力定为30Mpa显然是恰当的。球形支座的构造,决定了上、下支座板和桥梁结构的接触面积,必然大于支座内平面滑动摩擦副和球面转动摩擦副中聚四氟乙烯板的面积。当聚四氟乙烯板的压应力为30MPa时,经过上下支座板的扩散,支座和桥梁结构的接触面上的压应力大体在18MPa。所以,球形支座的供应商都规定了桥梁结构混凝土地标号只要不低于C30即可满足球形支座的使用要求,。
然而,随着材料性能的不断提高,当今桥梁结构混凝土的标号多半已采用C40、C50。按理说,混凝土强度提高后,墩柱的截面可以相应减小,但受限于目前使用的支座尺寸,墩柱构造却难以作出响应。另外,迄今为止,球形支座中,都是凸球面向下的球冠衬板的直径大于下支座板上的球窝,球冠衬板的凸球面仅仅是中心部分和下支座板上球窝形摩擦面啮合形成摩擦副,其余外围部分始终暴露在大气中。所以,都需要在支座外围设置防尘罩,或在下支座板的球窝边沿设置防尘圈,以防止尘埃进入摩擦副,并在球冠衬板的凸球面上加做防锈镀层或采用不锈钢球面,以防腐蚀。
发明内容:
本实用新型的目的在于提供一种改进的球形支座,它可防止尘埃进入球面并减少球冠衬板上的球面受到的腐蚀。
为了实现上述目的,本实用新型的技术方案是:一种球形支座,它主要包括下支座板和覆盖着的上支座板以及夹在两者中间的球冠衬板,其特征在于:在上支座板与球冠衬板之间设有平面减摩板,下支座板镶嵌球窝形减摩板,该下支座板球窝的球窝面上口低于下支座板顶面,在下支座板球窝面上口和下支座板顶面之间有一喇叭口。
本实用新型由于下支座板镶嵌球窝形减摩板,将下支座板中球窝面上口设置为低于下支座板的顶面,且将减摩板材的容许压应力提高到50MPa,支座上下板接触面上的压强也达到30MPa,让C50混凝土的强度得到了充分使用不会浪费,结构外形尺寸可予减小,使支座的重量可相应减少30-40%,支座的造价因而得到降低;另外,设置在下支座板的喇叭口向上开口并形成空隙,保证了球冠衬板仅仅和球面减摩板啮合,这个喇叭口和球冠衬板间的间隙,可以用来敷设防锈与润滑油脂保护层,在这间隙中充填的防锈与润滑油脂不致渗漏流失,这一层防锈与润滑油脂,不但可以防止灰尘进入球面摩擦副,还对球冠衬板的凸球面提供了良好的防腐蚀保证,不必再在凸球面上加做防锈镀层或加设不锈钢薄板球面外壳,简化了凸球面的加工工艺。
附图说明:
图1为本实用新型一实施例中的带半剖示意图
图2为图1中A处放大示意图
具体实施方式:
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步的描述。
本实用新型为一种球形支座,它主要包括下支座板3和覆盖着的上支座板1以及夹在两者中间的球冠衬板2,它区别于现有技术在于:在上支座板1与球冠衬板2之间设有平面减摩板9,下支座板镶嵌球窝形减摩板4,该下支座板球窝的球窝面上口5低于下支座板顶面6,在下支座板球窝面上口和下支座板顶面之间有一喇叭口7,以便保证球冠衬板仅仅和球面减摩板啮合,自球铰啮合面向外设计成一个扩大了的喇叭口,实施中下支座板3的球窝底部是一个圆弧球面,圆弧球面上口5抬起若干毫米,形成一个台阶后接一段圆锥面(或其他形状的上大下小的圆环面),形成一个喇叭口,即下支座板的球窝底部是一个圆弧球面,其圆心角一般不超过45度。在圆弧球面内镶嵌球窝形减摩板4,球窝形减摩板4的厚度比下支座板圆弧球面和喇叭口7接合处的台阶深度稍大2~3毫米。如此设计,就保证了球冠衬板2仅仅和球面减摩板4啮合,形成球铰,并在球冠衬板凸球面和下支座板球窝的喇叭口间构成一环空隙。将下支座板中球铰啮合面的球窝向上开口,球窝面上口5低于下支座板的顶面6,设置在下支座板的喇叭口7向上开口和球冠衬板间形成空隙8,在喇叭口处或空隙中敷设油脂保护层,即该空隙可以用来贮存防锈与润滑油脂,不需要在支座外围设置防尘罩或在球窝边沿设置防尘圈就具备了防尘、防锈功能。另外,用于支座的球面摩擦副和平面摩擦副中的减摩板采用容许压强达50Mpa的高强度低摩阻材料,关于高强度低摩阻材料为市售的,如华龙MGA、MGB、MGC、MGE系列材料,在此不作具体说明,使用本实用新型时,和支座上下面接触的结构混凝土强度应进行局部承压承载能力验算。支座底面一律水平放置,并要对支座上下面所接触的结构混凝土进行局部承压验算后配置相应钢筋。