《鐵路簡支梁橋用球型支座》是洛陽雙瑞特種裝備有限公司和中鐵第四勘察設計院集團有限公司於2009年7月9日申請的專利，該專利的申請號為2009200916192，公布號為CN201517196U，授權公布日為2010年6月30日，發明人是馮剛憲、金福海、李恆躍、何平根、顧海龍、王勇。
《鐵路簡支梁橋用球型支座》屬於橋樑及建築結構的技術領域，主要涉及一種鐵路簡支梁橋用球型支座，主要包括上座板1、中座板4和下座板7，上座板1底部平面上設定的不鏽鋼滑板2與鑲嵌在中座板4上表面的平面改性超高分子量聚乙烯滑板3構成平面滑動摩擦副；中座板4為凸球面結構，下座板7為與中座板4凸球面相配的凹球面結構，中座板4底部的球面不鏽鋼滑板5與鑲嵌在下座板7凹球面上的球面改性超高分子量聚乙烯滑板6形成球面滑動摩擦副；在上座板1與中座板4之間設定有平面改性超高分子量聚乙烯密封環16，環圍平面滑動摩擦副；在中座板4與下座板7之間設定有球面改性超高分子量聚乙烯密封環17，環圍球面滑動摩擦副。該實用新型具有耐久性好、壽命長、便於更換、施工等特點。
2016年12月7日，《鐵路簡支梁橋用球型支座》獲得第十八屆中國專利優秀獎。
（概述圖為《鐵路簡支梁橋用球型支座》摘要附圖）
基本介紹
- 中文名：鐵路簡支梁橋用球型支座
- 公布號：CN201517196U
- 授權日：2010年6月30日
- 申請號：2009200916192
- 申請日：2009年7月9日
- 發明人：馮剛憲、金福海、李恆躍、何平根、顧海龍、王勇
- Int.Cl.：E01D19/04(2006.01)I
- 代理機構：洛陽明律專利代理事務所
- 代理人：盧洪方
- 類別：實用新型專利
- 專利權人：洛陽雙瑞特種裝備有限公司、中鐵第四勘察設計院集團有限公司
- 地址：河南省洛陽市高新開發區濱河路32號
專利背景,發明內容,專利目的,技術方案,有益效果,附圖說明,技術領域,權利要求,實施方式,榮譽表彰,
專利背景
截至2009年7月，中國國內鐵路簡支梁橋多採用盆式橡膠支座、柱面鋼支座。盆式橡膠支座是國外50年代末開發的一種橋樑支座。它採用封閉在鋼盆內的橡膠板來承受上部荷載和適應梁體的轉動，採用聚四氟乙烯和不鏽鋼板組成的平面摩擦副來適應梁體的位移。盆式橡膠支座構造簡單、結構緊湊，但是由於其內部採用橡膠製品，產品壽命會受到橡膠老化壽命的影響。此外，盆式支座內部的黃銅密封環經過長期運行易與鋼盆內壁產生磨損，造成橡膠板密封不嚴而從鋼盆中擠出，從而導致支座的失效。
球型支座作為一種新型支座產品，具有承載力大、轉角大、使用範圍廣、耐久性好、壽命長等優點，現已用於公路橋樑和鐵路連續梁橋上，因其結構和尺寸與簡支梁橋要求存在差異，2009年7月前在簡支梁橋上尚未有套用。
發明內容
專利目的
《鐵路簡支梁橋用球型支座》提出一種鐵路簡支梁橋用球型支座，用以提高橋樑的運行壽命，減少因更換支座帶來的運輸中斷、維護成本增加等問題。
技術方案
《鐵路簡支梁橋用球型支座》主要包括上座板、中座板和下座板，所述上座板底部平面上設定的不鏽鋼滑板與鑲嵌在中座板上表面的平面改性超高分子量聚乙烯滑板構成平面滑動摩擦副，實現支座的水平方向位移；所述中座板為凸球面結構，所述下座板為與中座板凸球面相配的凹球面結構，中座板底部球面上設定的球面不鏽鋼滑板與鑲嵌在下座板凹球面上的球面改性超高分子量聚乙烯滑板構成球面滑動摩擦副，與平面滑動摩擦副共同實現支座的轉動位移；在上座板與中座板之間設定有平面改性超高分子量聚乙烯密封環，環圍平面滑動摩擦副；在中座板與下座板之間設定有球面改性超高分子量聚乙烯密封環，環圍球面滑動摩擦副。
所述的上座板兩端具有向下的台階，在上座板與下座板之間的間隙內設定有由導向不鏽鋼滑板與導向改性超高分子量聚乙烯滑板構成的導向摩擦副，其中，所述的導向不鏽鋼滑板與上座板連為一體，所述的導向改性超高分子量聚乙烯滑板鑲嵌在下座板上，構成單向活動球型支座結構。
所述的上座板底部具有限位盆環，限位盆環與下座板的外圓柱面凸台配合，構成固定球型支座結構。
所述的上座板通過梁部預埋套筒、梁部連線螺栓與梁部預埋鋼板連線，將上座板錨固於梁體上。
所述的下座板通過地腳螺栓、套筒和錨固螺桿錨固於支墩上。
有益效果
（1）採用承載能力較高的改性超高分子量聚乙烯作為摩擦副的滑板材料，並通過整板鑲嵌結構，可縮小支座結構尺寸。同時，改性超高分子量聚乙烯在較高滑移速度下的磨損率較小，更適合於鐵路簡支梁橋滑移速度較快時對支座使用壽命的要求。
（2）環圍平面摩擦副及球面摩擦副的密封環採用改性超高分子量聚乙烯材質，密封效果較好，同時保證材料使用壽命與摩擦副相同。
（3）支座上座板採用梁部預埋鋼板、梁部預埋套筒和梁部連線螺栓錨固的結構、支座下座板採用地腳螺栓+套筒+錨固螺桿結構，使鐵路簡支橋樑用球型支座易於調高、更換、方便施工。
（4）通過結構設計最佳化，使鐵路簡支梁橋用球型支座的梁部安裝尺寸滿足鐵路簡支橋樑梁部安裝尺寸的要求。
附圖說明
圖1是《鐵路簡支梁橋用球型支座》實施例1結構示意圖。
圖2是圖1的左視圖。
圖3是該實用新型實施例2結構示意圖。
圖4是圖3的左視圖。
圖5是該實用新型實施例3結構示意圖。
圖6是圖5的左視圖。
圖7是球形支座密封結構的示意圖。
圖中，1、上座板，2、平面不鏽鋼滑板，3、平面改性超高分子量聚乙烯滑板，4、中座板，5、球面不鏽鋼滑板，6、球面改性超高分子量聚乙烯滑板，7、下座板，8、梁底預埋鋼板，9、梁部預埋套筒，10、梁部連線螺栓，11、地腳螺栓，12、套筒，13、錨固螺桿，14、導向改性超高分子量聚乙烯滑板，15、導向不鏽鋼滑板，16、平面改性超高分子量聚乙烯密封環，17、球面改性超高分子量聚乙烯密封環。
技術領域
《鐵路簡支梁橋用球型支座》屬於橋樑及建築結構的技術領域，主要涉及一種鐵路簡支梁橋用球型支座。
權利要求
1.一種鐵路簡支梁橋用球型支座，主要包括上座板（1）、中座板（4）和下座板（7），其特徵在於：所述的上座板（1）底部平面上設定的不鏽鋼滑板（2）與鑲嵌在中座板（4）上表面的平面改性超高分子量聚乙烯滑板（3）構成平面滑動摩擦副；所述中座板（4）為凸球面結構，所述下座板（7）為與中座板（4）凸球面相配的凹球面結構，所述中座板（4）底部球面上設定的球面不鏽鋼滑板（5）與鑲嵌在下座板（7）凹球面上的球面改性超高分子量聚乙烯滑板（6）構成球面滑動摩擦副；在上座板（1）與中座板（4）之間設定有平面改性超高分子量聚乙烯密封環（16），環圍平面滑動摩擦副，在中座板（4）與下座板（7）之間設定有球面改性超高分子量聚乙烯密封環（17），環圍球面滑動摩擦副。
2.根據權利要求1所述的鐵路簡支梁橋用球型支座，其特徵在於：所述的上座板（1）兩端具有向下的台階，在上座板（1）與下座板（7）之間的間隙內設定有由導向改性超高分子量聚乙烯滑板（14）與導向不鏽鋼滑板（15）構成的導向摩擦副，其中，所述的導向不鏽鋼滑板（15）與上座板連為一體，所述的導向改性超高分子量聚乙烯滑板（14）鑲嵌在下座板（7）上，構成單向活動球型座結構。
3.根據權利要求1所述的鐵路簡支梁橋用球型支座，其特徵在於：所述上座板（1）端部具有限位盆環，所述限位盆環與下座板（7）的外圓柱面凸台配合，構成固定球型支座結構。
4.根據權利要求1所述的鐵路簡支梁橋用球型支座，其特徵在於：所述的上座板（1）通過梁部預埋套筒（9）、梁部連線螺栓（10）與梁部預埋鋼件（8）連線，將上座板（1）錨固於梁體上。
5.根據權利要求1所述的鐵路簡支梁橋用球型支座，其特徵在於：所述的下座板（7）通過地腳螺栓（11）、套筒（12）和錨固螺桿（13）錨固於支墩上。
6.根據權利要求1所述的鐵路簡支梁橋用球型支座，其特徵在於：所述上座板（1）與中座板（4）之間設定的平面改性超高分子量聚乙烯密封環（16）鑲嵌於中座板（4）上平面的凹槽中。
7.根據權利要求1所述的鐵路簡支梁橋用球型支座，其特徵在於：所述中座板（4）與下座板（7）之間設定的球面改性超高分子量聚乙烯密封環（17）鑲嵌於下座板（7）凹球面上的凹槽中。
實施方式
實施例1 給出多向活動球型支座，如圖1、圖2所示，其主要由上座板1、中座板4和下座板7等部件組成。焊接在上座板1上的平面不鏽鋼滑板2與鑲嵌在中座板4上表面的平面改性超高分子量聚乙烯滑板3構成平面滑動摩擦副，實現支座的水平方向位移；所述中座板4為凸球面結構，所述下座板7為與中座板4凸球面相配的凹球面結構，包覆在中座板4上的球面不鏽鋼滑板5與鑲嵌在下座板7凹球面上的球面改性超高分子量聚乙烯滑板6構成球面滑動摩擦副，與平面滑動摩擦副共同實現支座的轉動位移。梁底預埋鋼板8可使支座上座板1與梁底混凝土隔開，便於將來進行支座高度調整。上座板1通過梁部預埋套筒9和梁部連線螺栓10錨固於梁體上；支座下座板7通過地腳螺栓11、套筒12和錨固螺桿13錨固於支墩上。支座更換時，將梁體略微頂起，使支座卸載，將梁部連線螺栓10和地腳螺栓11擰松去除，即可將支座取出更換。
該實施例的密封結構參見圖7，平面改性超高分子量聚乙烯密封環16鑲嵌於中座板4上平面的凹槽中，球面改性超高分子量聚乙烯密封環17鑲嵌於下座板7凹球面上的凹槽中，分別環圍平面摩擦副、球面摩擦副，為平面摩擦副、球面摩擦副提供密封保護。
該實施例的球型支座可同時實現支座水平縱橋向及橫橋向的位移。
實施例2 給出單向活動球型支座結構，如圖3、圖4所示，其主要由上座板1、中座板4和下座板7等部件組成。焊接在上座板1上的平面不鏽鋼滑板2與鑲嵌在中座板4上表面的平面改性超高分子量聚乙烯滑板3構成平面滑動摩擦副，實現支座的水平方向位移；所述中座板4為凸球面結構，所述下座板7為與中座板4凸球面相配的凹球面結構，包覆在中座板4上的球面不鏽鋼滑板5與鑲嵌在下座板7凹球面上的球面改性超高分子量聚乙烯滑板6構成球面滑動摩擦副，與平面滑動摩擦副共同實現支座的轉動位移。上座板1兩端具有向下伸出的台階，在上座板1與下座板7之間的間隙內設定有由導向改性超高分子量聚乙烯滑板14與導向不鏽鋼滑板15構成的導向摩擦副，其中，所述的導向不鏽鋼滑板與上座板連為一體，所述的導向改性超高分子量聚乙烯滑板鑲嵌在下座板上，實現支座在承受約束方向的水平荷載的同時還能夠沿非約束方向自由滑動。梁底預埋鋼板8可使支座上座板1與梁底混凝土隔開，便於將來進行支座高度調整。上座板1通過梁部預埋套筒9和梁部連線螺栓10錨固於梁體上；支座下座板7通過地腳螺栓11、套筒12和錨固螺桿13錨固於支墩上。支座更換時，將梁體略微頂起，使支座卸載，將梁部連線螺栓10和地腳螺栓11擰松去除，即可將支座取出更換。
該實施例的密封結構參見圖7，平面改性超高分子量聚乙烯密封環16鑲嵌於中座板4上平面的凹槽中，球面改性超高分子量聚乙烯密封環17鑲嵌於下座板7凹球面上的凹槽中，分別環圍平面摩擦副、球面摩擦副，為平面摩擦副、球面摩擦副提供密封保護。
該實施例的球型支座可實現約束方向的限位和非約束方向的水平位移。
實施例3 給出固定球型支座結構，如圖5、圖6所示，其主要由上座板1、中座板4和下座板7等部件組成。上座板1底部的限位盆環與下座板7的外圓柱面凸台配合，限制支座在任何水平方向上的位移；焊接在上座板1上的平面不鏽鋼滑板2與鑲嵌在中座板4上表面的平面改性超高分子量聚乙烯滑板3構成平面滑動摩擦副，所述中座板4為凸球面結構，所述下座板7為與中座板4凸球面相配的凹球面結構，包覆在中座板4上的球面不鏽鋼滑板5與鑲嵌在下底板7凹球面上的球面改性超高分子量聚乙烯滑板6構成球面滑動摩擦副，兩者共同實現支座的轉動位移。梁底預埋鋼板8可使支座上座板1與梁底混凝土隔開，便於將來進行支座高度調整。上座板1通過梁部預埋套筒9和梁部連線螺栓10錨固於梁體上；支座下座板7通過地腳螺栓11、套筒12和錨固螺桿13錨固於支墩上。支座更換時，將梁體略微頂起，使支座卸載，將梁部連線螺栓10和地腳螺栓11擰松去除，即可將支座取出更換。
該實施例的密封結構參見圖7，平面改性超高分子量聚乙烯密封環16鑲嵌於中座板4上平面的凹槽中，球面改性超高分子量聚乙烯密封環17鑲嵌於下座板7凹球面上的凹槽中，分別環圍平面摩擦副、球面摩擦副，為平面摩擦副、球面摩擦副提供密封保護。
該實施例的球型支座可實現支座任何水平方向的約束限位。
榮譽表彰
2016年12月7日，《鐵路簡支梁橋用球型支座》獲得第十八屆中國專利優秀獎。
