全文摘要
实用新型公开了一种大吨位装配式转体球铰，包括上球铰、下球铰、球铰支撑骨架和定位销轴，所述上球铰与下球铰之间通过凹、凸球面的形式结合，所述下球铰底部通过支撑骨架水平固定式安装在桥梁下承台上，上球铰、下球铰与支撑骨架之间通过定位销轴实现同心连接，所述上球铰为装配式结构，上球铰由1个上球铰内环构件和至少两个上球铰外环构件在径向和环向方向进行可拆卸式连接组成，所述下球铰为装配式结构，上球铰由1个下球铰内环构件和至少两个下球铰外环构件在径向和环向方向进行可拆卸式连接组成。本实用新型的上球铰和下球铰均为装配式结构，单个构件尺寸可大大减小，不仅降低加工成本，也可降低运输费用。
主设计要求
1.一种大吨位装配式转体球铰，包括上球铰(1)、下球铰(2)、球铰支撑骨架(3)和定位销轴(4)，所述上球铰(1)与下球铰(2)之间通过凹、凸球面的形式结合，所述下球铰(2)底部通过支撑骨架(3)水平固定式安装在桥梁下承台上，上球铰(1)、下球铰(2)与支撑骨架(3)之间通过定位销轴(4)实现同心连接，其特征在于：所述上球铰(1)为装配式结构，上球铰(1)由1个上球铰内环构件(1-1)和至少两个上球铰外环构件在径向和环向方向进行可拆卸式连接组成，所述下球铰(2)为装配式结构，下球铰(2)由1个下球铰内环构件(2-1)和至少两个下球铰外环构件在径向和环向方向进行可拆卸式连接组成。
设计方案
1.一种大吨位装配式转体球铰，包括上球铰(1)、下球铰(2)、球铰支撑骨架(3)和定位销轴(4)，所述上球铰(1)与下球铰(2)之间通过凹、凸球面的形式结合，所述下球铰(2)底部通过支撑骨架(3)水平固定式安装在桥梁下承台上，上球铰(1)、下球铰(2)与支撑骨架(3)之间通过定位销轴(4)实现同心连接，其特征在于：所述上球铰(1)为装配式结构，上球铰(1)由1个上球铰内环构件(1-1)和至少两个上球铰外环构件在径向和环向方向进行可拆卸式连接组成，所述下球铰(2)为装配式结构，下球铰(2)由1个下球铰内环构件(2-1)和至少两个下球铰外环构件在径向和环向方向进行可拆卸式连接组成。
2.根据权利要求1所述的一种大吨位装配式转体球铰，其特征在于：所述下球铰(2)与支撑骨架(3)之间通过若干竖向的水平调节螺栓(5)进行可拆卸式连接。
3.根据权利要求2所述的一种大吨位装配式转体球铰，其特征在于：所述下球铰(2)下表面设有下球铰螺栓板(2-9)，与之相应的，支撑骨架(3)顶部设有螺栓孔，水平调节螺栓(5)向下穿过下球铰螺栓板(2-9)然后旋入螺栓孔中定位紧固。
4.根据权利要求1所述的一种大吨位装配式转体球铰，其特征在于：所述上球铰(1)由1个上球铰内环构件(1-1)和4个上球铰外环构件(1-2、1-3、1-4、1-5)组成，上球铰内环构件(1-1)和上球铰外环构件(1-2、1-3、1-4、1-5)上对应设置球铰内外环螺栓连接板(A)并通过球铰内外环连接螺栓(B)实现可拆卸式连接。
5.根据权利要求1或4所述的一种大吨位装配式转体球铰，其特征在于：所述上球铰内环构件(1-1)和上球铰外环构件(1-2、1-3、1-4、1-5)的上球铰弧面板(1-6)上均设置上球铰径向加劲肋(1-7)和上球铰环向加劲板(1-8)。
6.根据权利要求1所述的一种大吨位装配式转体球铰，其特征在于：所述下球铰(2)由1个下球铰内环构件(2-1)和4个下球铰外环构件(2-2、2-3、2-4、2-5)组成，下球铰内环构件(2-1)和下球铰外环构件(2-2、2-3、2-4、2-5)上对应设置球铰内外环螺栓连接板(A)并通过球铰内外环连接螺栓(B)实现可拆卸式连接。
7.根据权利要求1或6所述的一种大吨位装配式转体球铰，其特征在于：所述下球铰内环构件(2-1)和下球铰外环构件(2-2、2-3、2-4、2-5)的下球铰弧面板(2-6)上均设置下球铰径向加劲肋(2-7)和下球铰环向加劲板(2-8)。
8.根据权利要求1所述的一种大吨位装配式转体球铰，其特征在于：所述上球铰(1)中心位置设上球铰缸筒(1-10)，所述下球铰(2)中心位置设置下球铰缸筒(2-10)，所述定位销轴(4)从上到下依次穿过上球铰缸筒(1-10)和下球铰缸筒(2-10)，并通过上球铰缸筒(1-10)顶部的上球铰缸筒盖板(1-11)和下球铰缸筒(2-10)底部的下球铰缸筒盖板(2-12)对定位销轴(4)进行竖向位置限位。
9.根据权利要求8所述的一种大吨位装配式转体球铰，其特征在于：所述下球铰缸筒(2-10)下端伸出下球铰(2)并通过下球铰缸筒斜杆(2-11)进行加固。
10.根据权利要求1所述的一种大吨位装配式转体球铰，其特征在于：所述支撑骨架(3)包括若干球铰支撑骨架竖杆(3-1)、若干球铰支撑骨架上水平杆(3-2)、球铰支撑骨架斜杆(3-3)、球铰支撑骨架角杆(3-4)和球铰支撑骨架下水平杆(3-5)，所述球铰支撑骨架上水平杆(3-2)相互连接形成上平台，所述球铰支撑骨架下水平杆(3-5)相互连接形成下平台，上平台与下平台均分别通过球铰支撑骨架角杆(3-4)进行加固，上平台与下平台之间通过球铰支撑骨架竖杆(3-1)连接并在各球铰支撑骨架竖杆(3-1)之间设置球铰支撑骨架斜杆(3-3)进行加固。
设计说明书
技术领域
本实用新型涉及一种大吨位装配式转体球铰，用于桥梁转体施工或其他结构转体施工，属于建筑施工领域。
背景技术
随着高速公路、高速铁路以及各种客货运专线的大力建设，相继出现许多需要跨越深沟峡谷或大型河道的桥梁，而对于这类桥梁的施工，通常需要采用桥梁转体法来进行。桥梁转体法是指将桥梁结构在非设计轴线位置制作成形后，通过转体就位的一种施工方法。转体施工法由于具有经济、方便、可靠、不干扰交通、不间断通航、可跨深沟河流等优点，近年来采用该法施工越来越多。
目前常用的转体施工法是水平转体施工法，而实现转体最重要的结构是转体球铰。目前世界上转体重量最大的转体桥为河北保定乐凯大街南延工程高架跨保定南站主桥(在建)，转体重量最大为46000t，球铰直径为6.48m。
生产球铰最主要的设备是数控机床，目前国内较为先进的数控机床大多为进口，且尺寸一般在4.0m以下,4m车床加工球铰的最大尺寸为5m以内，且进口设备昂贵，球铰直径越大，需要的车床越大，加工单价越高，生产成本越大。且大件运输上路易超高超宽，上路前需提前向交管部门报备，运输费用较高，车辆空间利用率较低，单重运输成本较高。基于此，为降低球铰加工和运输成本，球铰结构在设计阶段采用装配式设计，上下球铰采用若干构件组合而成，单个构件尺寸可大大减小，不仅降低加工成本，也可降低运输费用。球铰各组成构件运输到现场后在工地拼装成整体，再在承台面上整体安装调试。
实用新型内容
本实用新型的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种大吨位自感平衡式转体球铰，将上球铰和下球铰设计成装配式，单个构件尺寸可大大减小，不仅降低加工成本，也可降低运输费用。
本实用新型采用的技术方案是这样的：
一种大吨位装配式转体球铰，包括上球铰、下球铰、球铰支撑骨架和定位销轴，所述上球铰与下球铰之间通过凹、凸球面的形式结合，所述下球铰底部通过支撑骨架水平固定式安装在桥梁下承台上，上球铰、下球铰与支撑骨架之间通过定位销轴实现同心连接，所述上球铰为装配式结构，上球铰由1个上球铰内环构件和至少两个上球铰外环构件在径向和环向方向进行可拆卸式连接组成，所述下球铰为装配式结构，下球铰由1个下球铰内环构件和至少两个下球铰外环构件在径向和环向方向进行可拆卸式连接组成。
上述技术方案的有益效果：上球铰和下球铰均为装配式结构，单个构件尺寸可大大减小，不仅降低加工成本，也可降低运输费用；将内环构件和外环构件之间通过背面的径向螺栓连接，外环构件之间通过环向螺栓连接，以保证球铰拼装后的整体性，使各球铰构件接触面处于同一球面上。
作为优选，所述下球铰与支撑骨架之间通过若干竖向的水平调节螺栓进行可拆卸式连接。
作为优选，所述下球铰下表面设有下球铰螺栓板，与之相应的，支撑骨架顶部设有螺栓孔，水平调节螺栓向下穿过下球铰螺栓板然后旋入螺栓孔中定位紧固。通过多个均匀布置的水平调节螺栓在转体前对下球铰进行精确的水平调整，保证整个球铰处于水平状态，避免在转体过程中转体结构因倾斜而发生倾覆。
作为优选，所述上球铰由1个上球铰内环构件和4个上球铰外环构件组成，上球铰内环构件1-1和上球铰外环构件上对应设置球铰内外环螺栓连接板并通过球铰内外环连接螺栓实现可拆卸式连接。进一步优选，所述上球铰内环构件和上球铰外环构件的上球铰弧面板上均设置上球铰径向加劲肋和上球铰环向加劲板。
作为优选，所述下球铰由1个下球铰内环构件和4个下球铰外环构件组成，下球铰内环构件2-1和下球铰外环构件上对应设置球铰内外环螺栓连接板并通过球铰内外环连接螺栓实现可拆卸式连接。进一步优选，所述下球铰内环构件和下球铰外环构件的下球铰弧面板上均设置下球铰径向加劲肋和下球铰环向加劲板。
上述优选方案中，上、下球铰均由1个内环构件和4个外环构件组成，内环构件和外环构件之间通过背面的径向螺栓连接，外环构件之间通过环向螺栓连接，以保证球铰拼装后的整体性，使各球铰构件接触面处于同一球面上。
作为优选，所述上球铰中心位置设上球铰缸筒，所述下球铰中心位置设置下球铰缸筒，所述定位销轴从上到下依次穿过上球铰缸筒和下球铰缸筒，并通过上球铰缸筒顶部的上球铰缸筒盖板和下球铰缸筒底部的下球铰缸筒盖板对定位销轴进行竖向位置限位。
作为优选，所述下球铰缸筒下端伸出下球铰并通过下球铰缸筒斜杆进行加固。
作为优选，所述支撑骨架包括若干球铰支撑骨架竖杆、若干球铰支撑骨架上水平杆、球铰支撑骨架斜杆、球铰支撑骨架角杆和球铰支撑骨架下水平杆，所述球铰支撑骨架上水平杆相互连接形成上平台，所述球铰支撑骨架下水平杆相互连接形成下平台，上平台与下平台均分别通过球铰支撑骨架角杆进行加固，上平台与下平台之间通过球铰支撑骨架竖杆连接并在各球铰支撑骨架竖杆之间设置球铰支撑骨架斜杆进行加固。
附图说明
图1是本实用新型的主视结构示意图；
图2是本实用新型的下球铰立面图；
图3是本实用新型的下球铰仰视图；
图4是本实用新型的下球铰构件装配图；
图5是本实用新型的上球铰立面图；
图6是本实用新型的上球铰仰视图；
图7是本实用新型的上球铰构件装配图；
图8是图3中局部K和图6中局部M的放大图；
图9是本实用新型的球铰支撑骨架立面图；
图10是本实用新型的球铰支撑骨架俯视图。
图中标记：
1为上球铰；2为下球铰；3为球铰支撑骨架；4为定位销轴；5 为水平调节螺栓。
1-1为上球铰内环构件；1-2、1-3、1-4、1-5为上球铰外环构件； 1-6为上球铰弧面板；1-7为上球铰径向加劲肋；1-8为上球铰环向加劲板；1-9为上球铰外圆环；1-10为上球铰缸筒；1-11为上球铰缸筒盖板。
2-1为下球铰内环构件；2-2、2-3、2-4、2-5为下球铰外环构件； 2-6为下球铰弧面板；2-7为下球铰径向加劲肋；2-8为下球铰环向加劲板；2-9为下球铰螺栓板；2-10为下球铰缸筒；2-11为下球铰缸筒斜杆；2-12为下球铰缸筒盖板。
3-1为球铰支撑骨架竖杆；3-2球铰支撑骨架上水平杆；3-3为球铰支撑骨架斜杆；3-4为球铰支撑骨架角杆；3-5球铰支撑骨架下水平杆。
A为球铰内外环螺栓连接板；B为球铰内外环连接螺栓。
具体实施方式
下面结合附图，对本实用新型作详细的说明。
实施例：
如图1所示，一种大吨位装配式转体球铰，包括上球铰1、下球铰2、球铰支撑骨架3和定位销轴4，所述上球铰1与下球铰2之间通过凹、凸球面的形式结合，所述下球铰2底部通过支撑骨架3水平固定式安装在桥梁下承台上，上球铰1、下球铰2与支撑骨架3之间通过定位销轴4实现同心连接，所述上球铰1为装配式结构，上球铰 1由1个上球铰内环构件1-1和至少两个上球铰外环构件在径向和环向方向进行可拆卸式连接组成，所述下球铰2为装配式结构，下球铰 2由1个下球铰内环构件2-1和至少两个下球铰外环构件在径向和环向方向进行可拆卸式连接组成。
所述下球铰2与支撑骨架3之间通过若干竖向的水平调节螺栓5 进行可拆卸式连接。
所述下球铰2下表面设有下球铰螺栓板2-9，与之相应的，支撑骨架3顶部设有螺栓孔，水平调节螺栓5向下穿过下球铰螺栓板2-9 然后旋入螺栓孔中定位紧固。
所述上球铰1由1个上球铰内环构件1-1和4个上球铰外环构件 1-2、1-3、1-4、1-5组成，上球铰内环构件1-1和上球铰外环构件 1-2、1-3、1-4、1-5上对应设置球铰内外环螺栓连接板A并通过球铰内外环连接螺栓B实现可拆卸式连接。
所述上球铰内环构件1-1和上球铰外环构件1-2、1-3、1-4、1-5 的上球铰弧面板1-6上均设置上球铰径向加劲肋1-7和上球铰环向加劲板1-8。
所述下球铰2由1个下球铰内环构件2-1和4个下球铰外环构件 2-2、2-3、2-4、2-5组成，下球铰内环构件2-1和下球铰外环构件 2-2、2-3、2-4、2-5上对应设置球铰内外环螺栓连接板A并通过球铰内外环连接螺栓B实现可拆卸式连接。
所述下球铰内环构件2-1和下球铰外环构件2-2、2-3、2-4、2-5 的下球铰弧面板2-6上均设置下球铰径向加劲肋2-7和下球铰环向加劲板2-8。
所述上球铰1中心位置设上球铰缸筒1-10，所述下球铰2中心位置设置下球铰缸筒2-10，所述定位销轴4从上到下依次穿过上球铰缸筒1-10和下球铰缸筒2-10，并通过上球铰缸筒1-10顶部的上球铰缸筒盖板1-11和下球铰缸筒2-10底部的下球铰缸筒盖板2-12 对定位销轴4进行竖向位置限位。
所述下球铰缸筒2-10下端伸出下球铰2并通过下球铰缸筒斜杆 2-11进行加固。
所述支撑骨架3包括若干球铰支撑骨架竖杆3-1、若干球铰支撑骨架上水平杆3-2、球铰支撑骨架斜杆3-3、球铰支撑骨架角杆3-4 和球铰支撑骨架下水平杆3-5，所述球铰支撑骨架上水平杆3-2相互连接形成上平台，所述球铰支撑骨架下水平杆3-5相互连接形成下平台，上平台与下平台均分别通过球铰支撑骨架角杆3-4进行加固，上平台与下平台之间通过球铰支撑骨架竖杆3-1连接并在各球铰支撑骨架竖杆3-1之间设置球铰支撑骨架斜杆3-3进行加固。
本实用新型在工厂加工时，先加工上球铰和下球铰各组装构件 (上球铰内环构件1-1，上球铰外环构件1-2、1-3、1-4、1-5，下球铰内环构件2-1，下球铰外环构件2-2、2-3、2-4、2-5)及其它用于连接的结构，运输至施工现场后拼装上球铰1和下球铰2。拼装完成后在桥梁承台上安装支撑骨架3，上述实施例中的支撑骨架3采用型钢制作而成，在安装时通过水平测量仪保证支撑骨架3的水平，将下球铰2通过多个水平调节螺栓5与支撑骨架3相连；然后将定位销轴 4插入下球铰缸筒2-10中。下球铰2安装完毕之后，通过各个水平调节螺栓5对下球铰2进行精准调平，保证下球铰2处于水平状态，避免在转体施工过程中出现转体结构因倾斜而发生倾覆等情况，保证了转体施工的安全。
施工下承台钢筋混凝土，待混凝土强度满足要求后清理下球铰2 的凹表面，保证表面无杂质。为减少了上球铰1和下球铰2之间的摩擦系数，在下球铰2上涂抹硅脂或黄油等润滑剂，以降低转体牵引力，保证施工安全。
最后将上球铰1放在下球铰2上，将上球铰1的上球铰缸筒1-10套在定位销轴4上，保证上球铰1、下球铰2和支撑骨架3三者中心轴承的重合。在上球铰1上施工桥梁上承台、墩中及主梁。
设计图
相关信息详情
申请码:申请号:CN201921496219.X
申请日:2019-09-09
公开号:公开日:国家:CN
国家/省市:90(成都)
授权编号:CN209836820U
授权时间:20191224
主分类号:E01D21/08
专利分类号:E01D21/08
范畴分类:36A;
申请人:中铁西南科学研究院有限公司;四川睿铁科技有限责任公司
第一申请人:中铁西南科学研究院有限公司
申请人地址:610031 四川省成都市金牛区西月城街118号
发明人:傅贤超;徐建华;陈舜东;胡玉珠;陈杨;胡京涛;曹文;龙顺海;康圣雨;徐锡江;邹春蓉;易大伟;李冰
第一发明人:傅贤超
当前权利人:中铁西南科学研究院有限公司;四川睿铁科技有限责任公司
代理人:管高峰
代理机构:51214
代理机构编号:成都九鼎天元知识产权代理有限公司 51214
优先权:关键词:当前状态:审核中
类型名称:外观设计