轨道交通用超高水平力高耐久性球型支座

摘要

本发明提供了一种轨道交通用超高水平力高耐久性球型支座，包括上座板、球冠衬板、下座板、不锈钢板、平面耐磨板、球形耐磨板，上座板和下座板的两端均固定安装有锚棒，所述上座板的端部底面上设有上座板翼缘，上座板翼缘的截面为倒梯形，所述倒梯形截面的外边线可以是直线或弧线；所述下座板上设有配合上座板翼缘倒梯形的直角的阶梯结构。有以下优势：通过设置倒梯形上座板翼缘和锚棒采用下端放大的变截面来达到支座超高水平承载力的效果，确保支座在大震作用下仍处于正常工作状态；通过使用超高耐磨板以及支座新配方防腐体系来实现支座的高耐久性能力；通过下座板设置的凹槽和上座板翼缘的凸出部相结合的方式，实现支座竖向抗拉拔的功能。

说明书

技术领域

本发明属于桥梁结构支座技术领域，尤其是涉及一种轨道交通用超高水 平力高耐久性球型支座。

背景技术

桥梁支座是连接桥梁上部结构和下部结构的重要结构部件,它将桥梁上 部结构的反力和变形(位移、转角)可靠地传递给桥梁下部结构，保障桥梁 结构的传力、受力明确。球型支座作为桥梁支座的一种结构形式，一开始就 受到工程界的青睐,它具有很多优点，转动灵活，转动量大，各向转动性能 一致，竖向承载能力强，容许支座位移大，以及由于支座不用橡胶承压，不 存在橡胶老化的影响，耐久性更高，是目前铁路桥梁和大跨度桥梁首选的支 座形式之一。

世界范围多年的地震灾害表明，随着城市化的发展，交通网络在整个城 市抗震防灾生命线工程中越来越重要。国内桥梁相关抗震设计规范均提出了 多水准、多阶段的设防要求，像《城市轨道交通结构抗震设计规范》规定， 结构应遵循三水准的抗震性能设防目标。性能要求Ⅰ：要求结构地震后不破 坏或轻微破坏，应能保持其正常使用功能；结构处于弹性工作阶段；不应因 结构的变形导致轨道的过大变形而影响行车安全；性能要求Ⅱ：结构地震后 可能破坏，经修补，短期内应能恢复其正常使用功能；结构局部进入弹塑性 工作阶段；性能要求Ⅲ：结构地震后可能产生较大破坏，但不应出现局部或 整体倒毁，结构处于弹塑性工作阶段。并规定，当桥梁结构采用较好的延性 进行设计时，对于性能要求Ⅱ和性能要求Ⅲ，均要求支座可以保持正常功能、 无需更换。

因此，当桥梁进行较好的延性设计时，对支座性能的要求大大提高，尤 其当桥梁处于设防烈度较高或地震加速度峰值较大的地区时，支座承受的水 平力将会相当大，超过目前规范所规定的支座水平力大小。另外，如果支座 一旦被破坏，对支座进行更换和施工比较麻烦，而且对线路的运营产生影响， 并增大桥梁维护费用。所以有必要设计一种超高水平力和高耐久性的支座， 保证大震后支座的正常功能和无需更换。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种轨道交通用超高水平力高耐久性球型支 座，以提高抗震性能。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

轨道交通用超高水平力高耐久性球型支座，包括上座板、球冠衬板、下 座板、设置在上座板和球冠衬板之间的由不锈钢板和平面耐磨板构成的平面 摩擦副、设置在球冠衬板和下座板之间的球形耐磨板，

所述上座板和下座板的两端均固定安装有锚棒，所述上座板的端部底面 上设有上座板翼缘，所述上座板翼缘的截面为倒梯形，上端宽下端窄，所述 倒梯形截面的外边线可以是直线或弧线；所述下座板上设有配合上座板翼缘 倒梯形的直角的阶梯结构。

进一步的，所述锚棒靠近上座板和下座板的一端设有放大部，所述放大 部的截面宽度大于锚棒本体的宽度，放大部与本体平滑连接。

进一步的，所述锚棒、上座板、下座板和球冠衬板的前期处理和涂装处 理过程如下：

先去除氧气切割产生的淬硬层和氧化皮，倒角；再表面脱脂干净后进行 喷砂或抛丸处理；后喷射处理后一段时间内喷涂锌铝涂层，然后立即用环氧 漆进行封；最后，按工艺要求喷涂环氧云铁中间漆和氟碳面漆。

进一步的，所述锚棒的表面设有凸起的斜肋。

进一步的，所述上座板两端的锚棒的外边沿与上座板的外边处在一条竖 直直线上。

进一步的，所述上座板和上座板翼缘为一体成型结构或者焊接在一起。

进一步的，所述平面耐磨板和球形耐磨板均为超高耐磨板UHMWPE。

相对于现有技术，本发明具有以下优势：

(1)通过设置倒梯形上座板翼缘、锚棒采用下端放大的变截面来达到 支座超高水平承载力的效果，从而确保支座在大震作用下仍处于正常工作状 态，免除更换支座对桥梁带来的各种不利的问题；

(2)通过使用超高耐磨板UHMWPE以及球形支座新配方防腐体系来实现 支座的高耐久性能力；

(3)通过下座板设置的凹槽和上座板翼缘的凸出部相结合的方式，来 实现支座竖向抗拉拔的功能；

(4)支座和桥梁同寿命，正常条件下免更换，节省维护费用、减少对 线路运营的影响，并且免除了更换支座带来的各种对桥梁不利的问题；且结 构简单、用料省、重量轻、安装简便。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的 示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在 附图中：

图1为本发明实施例所述轨道交通用超高水平力高耐久性球型支座的结 构示意图。

附图标记说明：

1-锚棒，2-上座板，3-不锈钢板，4-平面耐磨板，5-球冠衬板，6-球形 耐磨板，7-下座板，8-上座板翼缘。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特 征可以相互组合。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

轨道交通用超高水平力高耐久性球型支座，如图1所述，包括上座板2、 球冠衬板5、下座板7、设置在上座板2和球冠衬板5之间的由不锈钢板3 和平面耐磨板4构成的平面摩擦副、设置在球冠衬板5和下座板7之间的球 形耐磨板6，所述上座板2和下座板7的两端均固定安装有锚棒1，所述上 座板2的端部底面上设有上座板翼缘8；

所述上座板翼缘8的截面为倒梯形，上端宽下端窄，所述倒梯形截面的 外边线可以是直线或弧线；所述上座板2和上座板翼缘8为一体成型结构或 者焊接在一起。

所述下座板7的侧面中间位置设置有凹槽，凹槽与上座板翼缘8的侧面 凸出部相配合，实现抗拉拔功能。

所述锚棒1的表面设有凸起的斜肋，起到增加锚棒与混凝土的粘结作用； 锚棒1靠近上座板2和下座板7的一端设有放大部，所述放大部的截面宽度 大于锚棒1本体的宽度，放大部与本体平滑连接，放大部增加锚棒的抗剪能 力。

所述平面耐磨板4和球形耐磨板6均为超高耐磨板(UHMWPE)，具有很 高的耐久性。

球型支座的新配方防腐体系为：所述锚棒1、上座板2、下座板7和球 冠衬板5的前期处理和涂装处理过程如下：其表面均为全机加工，先去除氧 割后淬硬层和氧化皮，倒角R2；再表面脱脂干净后进行喷砂或抛丸处理达到 Sa3级，粗糙度Rz50-100μm；之后，喷射处理后2小时内喷涂锌铝涂层150 μm，然后立即用环氧漆进行封闭50μm；最后按工艺要求喷涂环氧云铁中间 漆100μm和氟碳面漆50μm；干膜总厚度≮300μm；采用锌铝涂层与多层不 同油漆的新配方防腐体系，耐久性能更高。

其中“去除氧割后淬硬层”中，氧割是指把大块金属氧气切割成所需大 小的构件，是一种切割方式；淬硬层是指由于氧气切割使附近的金属升温， 导致金属变硬变脆，影响金属性能，需要去掉。所以，要“先去除氧割淬硬 层”。

所述上座板2两端的锚棒1的外边沿与上座板2的外边处在一条竖直直 线上。

本发明球型支座的纵横桥向抵抗水平力不尽相同，纵横桥向在上座板翼 缘8大小和锚棒1粗细方面不尽相同。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本 发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在 本发明的保护范围之内。