鐵路橋梁用橋面或軌道無(wú)抬升縱向活動(dòng)球型支座及其施工方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種鐵路橋梁用橋面或軌道無(wú)抬升縱向活動(dòng)球型支座及其施工方法。
【背景技術(shù)】
[0002]球型支座作為一種特異功能的新型支座具有轉(zhuǎn)動(dòng)能力強(qiáng)、無(wú)方向性、并能預(yù)先調(diào)整支座上板的角度，能夠滿足橋梁結(jié)構(gòu)多向轉(zhuǎn)動(dòng)的變形特性，橋梁支座直接影響到橋梁使用壽命和交通安全順暢。目前支座的主要病害包括:⑴支座脫空:支座墊石和梁底鋼板不水平#)支座異常變形；⑶支座不能正?；瑒?dòng)；⑷支座開(kāi)裂。
[0003]傳統(tǒng)球型支座結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖2、3。球形支座的位移是由下支座板與球冠襯板的相對(duì)滑動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)橋梁需要設(shè)置縱坡時(shí)，是在楔形鋼板4上表面設(shè)縱坡3，下表面為水平面；楔形鋼板上表面與鋼梁5栓接。球型支座的上支座板6、球冠襯板7和下支座板I均水平放置，球形支座的滑動(dòng)面為水平面。該結(jié)構(gòu)會(huì)帶來(lái)以下一些問(wèn)題:
[0004](I)通過(guò)在支座墊石上的砂漿墊層設(shè)縱坡，由于墊石尺寸較小無(wú)法消除預(yù)制誤差，加之砂漿墊層的耐磨損性和耐久性差，因而難以實(shí)現(xiàn)預(yù)定的縱坡值；
[0005](2)通過(guò)在橋梁底焊接楔形鋼板設(shè)縱坡，保證球型支座水平放置，實(shí)現(xiàn)梁體與球型支座之間密貼，這種做法常用于公路橋梁，但存在橋梁在荷載(含溫度變化)作用下，球型支座在縱向往復(fù)運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)致橋梁梁端橋面抬升或降低(見(jiàn)圖3)，影響車(chē)輛的平順運(yùn)行。對(duì)于鐵路橋會(huì)使梁端鋼軌抬升或降低，導(dǎo)致鋼軌變形過(guò)大，影響軌道線路的平順，同時(shí)也會(huì)使軌道產(chǎn)生很大的附加應(yīng)力，存在較大隱患，嚴(yán)重影響橋梁整體的使用性能和列車(chē)運(yùn)行安全。
[0006]鑒于目前許多橋梁都設(shè)置有縱坡，現(xiàn)有的球型支座不能解決或避免球型支座滑動(dòng)引起的球型支座脫空及橋面或軌道抬升。為了解決這一難題，需要對(duì)球型支座結(jié)構(gòu)進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的是針對(duì)上述現(xiàn)狀，旨在提供一既能滿足鐵路橋梁縱坡要求，同時(shí)避免由于支座的縱向移動(dòng)，導(dǎo)致鐵路橋梁端部橋面或軌道產(chǎn)生抬升作用，使軌道平順，行車(chē)平穩(wěn)、舒適、安全，耐久性好，維護(hù)工作量少的鐵路橋梁用橋面或軌道無(wú)抬升縱向活動(dòng)球型支座及其施工方法。
[0008]本發(fā)明目的的實(shí)現(xiàn)方式為，鐵路橋梁用橋面或軌道無(wú)抬升縱向活動(dòng)球型支座，縱向活動(dòng)球型支座的下支座板的上表面與梁上縱坡平行，下支座板設(shè)計(jì)為楔形，橋梁在楔形塊表面能縱向自由移動(dòng)；下支座板與支座墊石水平密貼并用錨固螺栓連接；球型支座的上支座板和球冠襯板斜置，上下支座板形成一對(duì)縱向滑動(dòng)摩擦副，使縱向活動(dòng)球型支座滑動(dòng)面始終與鋼梁設(shè)計(jì)縱坡保持平行。
[0009]鐵路橋梁用橋面或軌道無(wú)抬升縱向活動(dòng)球型支座的施工方法，施工的具體步驟如下:
[0010](I)支座墊石頂面清鑿及復(fù)測(cè)，根據(jù)施工設(shè)計(jì)圖紙，確定縱向活動(dòng)球型支座的擺放方向，尤其是縱向活動(dòng)球型支座的主位移方向，保證各縱向活動(dòng)球型支座安裝方向正確；
[0011](2)支座錨栓對(duì)位，在縱向活動(dòng)球形支座墊石上按設(shè)計(jì)圖紙預(yù)留錨栓孔位置，并設(shè)置定位鋼筋以保證孔道在澆注混凝土振搗時(shí)不偏位，確保其垂直度；
[0012](3)縱向活動(dòng)球型支座吊裝就位；
[0013](4)縱向活動(dòng)球型支座錨栓孔壓漿；
[0014](5)縱向活動(dòng)球型支座周邊封堵；
[0015](6)縱向活動(dòng)球形球型支座下座板壓漿。
[0016]本發(fā)明主要特點(diǎn)如下:
[0017](I)下支座板的上表面與橋梁梁上縱坡平行，下支座板與支座墊石水平密貼并用錨固螺栓連接；在橋梁縱向移動(dòng)時(shí)，由于縱向活動(dòng)球型支座滑動(dòng)面始終與橋梁梁上縱坡保持平行，梁體結(jié)構(gòu)可以縱向自由變形而不產(chǎn)生豎向位移變化，避免鋼軌產(chǎn)生附加力；
[0018](2)下支座板設(shè)計(jì)為楔形，主梁通過(guò)縱向活動(dòng)球型支座能實(shí)現(xiàn)縱向自由移動(dòng)，既能傳遞縱向活動(dòng)球型支座承受的反力，又能充分適應(yīng)梁體的自由變形，避免縱向活動(dòng)球型支座移動(dòng)導(dǎo)致橋面或軌道抬升現(xiàn)象出現(xiàn)，從而延長(zhǎng)橋面或軌道使用壽命，提高橋面行車(chē)穩(wěn)定性和安全性。
[0019](3)縱向活動(dòng)球型支座不使用橡膠承壓，不存在縱向活動(dòng)球型支座中橡膠變硬老化等對(duì)球型支座轉(zhuǎn)動(dòng)性能及耐久性的影響，耐磨損性強(qiáng)，因此對(duì)于北方低溫地區(qū)橋梁也同樣適用。
[0020]本發(fā)明的縱向活動(dòng)球型支座具有結(jié)構(gòu)受力合理、施工簡(jiǎn)潔，功能完善，行車(chē)平穩(wěn)舒適，耐久性好及維護(hù)工作量小，便于養(yǎng)護(hù)更換等優(yōu)點(diǎn)，為橋梁設(shè)計(jì)領(lǐng)域開(kāi)辟了新的途徑，具有廣泛的推廣應(yīng)用前景。本發(fā)明已應(yīng)用于滬通長(zhǎng)江大橋工程，目前大橋已完成施工圖設(shè)計(jì)。
【附圖說(shuō)明】
[0021]圖1是本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖，
[0022]圖2是傳統(tǒng)采用楔形鋼板設(shè)縱坡的支座結(jié)構(gòu)圖，
[0023]圖3是傳統(tǒng)球型支座發(fā)生縱向位移的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]下面參照附圖詳述本發(fā)明。
[0025]參照?qǐng)D1，縱向活動(dòng)球型支座的下支座板I的上表面與鋼梁5的梁上縱坡平行，下支座板設(shè)計(jì)為楔形，橋梁在楔形塊表面能縱向自由移動(dòng)。下支座板I與支座墊石2水平密貼并用錨固螺栓連接。球型支座的上支座板6和球冠襯板7均按照梁上縱坡斜置，上下支座板形成一對(duì)縱向滑動(dòng)摩擦副，使縱向活動(dòng)球型支座滑動(dòng)面始終與鋼梁5設(shè)計(jì)縱坡保持平行。
[0026]下支座板I的上表面與梁上縱坡平行，下座板與支座墊石保持水平并用錨固螺栓連接，縱向活動(dòng)球型支座發(fā)生縱向位移時(shí)，縱向活動(dòng)球型支座滑動(dòng)面始終與鋼梁保持平行，橋梁通過(guò)支座實(shí)現(xiàn)縱向移動(dòng)，避免縱向活動(dòng)球型支座脫空及橋面或軌道抬升等現(xiàn)象出現(xiàn)，提高橋面行車(chē)穩(wěn)定性和安全性。
[0027]本發(fā)明的工作原理為:
[0028]縱向活動(dòng)球型支座的縱向位移功能是由球冠襯板和下座板之間的滑動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
[0029]縱向活動(dòng)球型支座在縱向發(fā)生位移或轉(zhuǎn)動(dòng)后并不影響主結(jié)構(gòu)受力，當(dāng)縱向活動(dòng)球型支座受外力縱向滑動(dòng)時(shí)，滑動(dòng)面始終與梁上縱坡保持平行。避免產(chǎn)生額外的附加力對(duì)鋼梁梁體及軌道產(chǎn)生不利影響。
[0030]縱向活動(dòng)球型支座的轉(zhuǎn)動(dòng)功能由上支座板和球冠襯板之間球形接觸面的相對(duì)滑動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。
[0031]本發(fā)明的施工的具體步驟如下:
[0032](I)支座墊石頂面清鑿及復(fù)測(cè)，根據(jù)施工設(shè)計(jì)圖紙，確定縱向活動(dòng)球型支座的擺放方向，尤其是縱向活動(dòng)球型支座的主位移方向，保證各縱向活動(dòng)球型支座安裝方向正確無(wú)誤；
[0033](2)縱向活動(dòng)球型支座錨栓對(duì)位，在縱向活動(dòng)球形支座墊石上按設(shè)計(jì)圖紙預(yù)留錨栓孔位置，并設(shè)置定位鋼筋以保證孔道在澆注混凝土振搗時(shí)不偏位，確保其垂直度；
[0034](3)縱向活動(dòng)球型支座吊裝就位；
[0035](4)縱向活動(dòng)球型支座錨栓孔壓漿；
[0036](5)縱向活動(dòng)球型支座周邊封堵；
[0037](6)縱向活動(dòng)球形球型支座下座板壓漿。
[0038]本發(fā)明在運(yùn)營(yíng)期間的更換維護(hù):
[0039]橋梁縱向活動(dòng)球型支座更換總體方案是:做好各方面的施工準(zhǔn)備，封鎖線路后，采用大噸位油壓千斤頂將墩頂?shù)牧后w同時(shí)頂起，將舊縱向活動(dòng)球型支座拉出橋梁外，鑿出灌漿料后重新安裝新縱向活動(dòng)球型支座就位，梁體下落，灌注灌漿料，達(dá)到強(qiáng)度后退出千斤頂，恢復(fù)線路通行。
[0040]本發(fā)明設(shè)計(jì)使用壽命不少于60年，運(yùn)營(yíng)期間應(yīng)定期對(duì)縱向活動(dòng)球型支座結(jié)構(gòu)和銷栓進(jìn)行涂裝防護(hù)。檢查縱向活動(dòng)球型支座銷栓有無(wú)剪斷，縱向活動(dòng)球型支座防塵密封裙有無(wú)破損；校核并定點(diǎn)檢查縱向活動(dòng)球型支座高度變化，以便校核支座內(nèi)四氟乙烯板的磨損情況，當(dāng)縱向活動(dòng)球型支座高度變化超過(guò)3mm時(shí)，應(yīng)考慮是否更換四氟乙烯板。
[0041]本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)受力合理、施工簡(jiǎn)潔，使用功能完善，行車(chē)平穩(wěn)舒適，耐久性好及維護(hù)工作量小，便于養(yǎng)護(hù)更換等優(yōu)點(diǎn)，為橋梁設(shè)計(jì)領(lǐng)域開(kāi)辟了新的途徑，具有廣泛的推廣應(yīng)用前景。本發(fā)明經(jīng)簡(jiǎn)單調(diào)整，可用于縱向活動(dòng)支座，多向活動(dòng)支座的設(shè)計(jì)和制造，避免鐵路梁端橋面或軌道抬升對(duì)行車(chē)影響。本發(fā)明已應(yīng)用于滬通長(zhǎng)江大橋工程，目前大橋已完成施工圖設(shè)計(jì)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.鐵路橋梁用橋面或軌道無(wú)抬升縱向活動(dòng)球型支座，其特征在于:縱向活動(dòng)球型支座的下支座板的上表面與梁上縱坡平行，下支座板設(shè)計(jì)為楔形，橋梁在楔形塊表面能縱向自由移動(dòng)；下支座板與支座墊石水平密貼并用錨固螺栓連接；球型支座的上支座板和球冠襯板斜置，上下支座板形成一對(duì)縱向滑動(dòng)摩擦副，使縱向活動(dòng)球型支座滑動(dòng)面始終與鋼梁設(shè)計(jì)縱坡保持平行。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鐵路橋梁用橋面或軌道無(wú)抬升縱向活動(dòng)球型支座，其特征在于:縱向活動(dòng)球型支座的下支座板上表面包覆不銹鋼板，球冠襯板下表面包覆四氟乙烯板，縱向活動(dòng)球型支座的滑動(dòng)由下支座板和球冠襯板之間組成的滑動(dòng)面來(lái)實(shí)現(xiàn)。3.施工權(quán)利要求1所述的鐵路橋梁用橋面或軌道無(wú)抬升縱向活動(dòng)球型支座的方法，施工的具體步驟如下: (1)支座墊石頂面清鑿及復(fù)測(cè)，根據(jù)施工設(shè)計(jì)圖紙，確定縱向活動(dòng)球型支座的擺放方向，尤其是縱向活動(dòng)球型支座的主位移方向，保證各縱向活動(dòng)球型支座安裝方向正確； (2)支座錨栓對(duì)位，在縱向活動(dòng)球形支座墊石上按設(shè)計(jì)圖紙預(yù)留錨栓孔位置，并設(shè)置定位鋼筋以保證孔道在澆注混凝土振搗時(shí)不偏位，確保其垂直度； (3)縱向活動(dòng)球型支座吊裝就位； (4)縱向活動(dòng)球型支座錨栓孔壓漿； (5)縱向活動(dòng)球型支座周邊封堵； (6)縱向活動(dòng)球形球型支座下座板壓漿。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種鐵路橋梁用橋面或軌道無(wú)抬升縱向活動(dòng)球型支座及其施工方法，支座的下支座板為楔形，下支座板的上表面與梁上縱坡平行；下支座板與支座墊石間水平密貼并用錨固螺栓連接；支座的上支座板和球冠襯板斜置，使橋梁和支座間能直接自由縱向移動(dòng)。施工方法是，支座墊石頂面清鑿及復(fù)測(cè)，支座錨栓對(duì)位，縱向活動(dòng)球型支座吊裝就位、錨栓孔壓漿、周邊封堵，下座板壓漿。本發(fā)明在鐵路橋梁縱向伸縮變形時(shí)，球形支座滑動(dòng)面始終與橋梁梁上縱坡保持平行；鐵路橋梁能夠自由縱向移動(dòng)，適應(yīng)鐵路橋梁的縱向變形，避免支座脫空及橋面或軌道抬升等現(xiàn)象出現(xiàn)。其結(jié)構(gòu)受力合理、施工簡(jiǎn)潔，行車(chē)平穩(wěn)舒適，耐久性好及維護(hù)方便，已應(yīng)用于滬通長(zhǎng)江大橋。
【IPC分類】E01D19/04
【公開(kāi)號(hào)】CN105200915
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510599316
【發(fā)明人】高宗余, 付嵐嵐, 徐力, 徐偉, 梅新詠, 肖海珠, 張燕飛, 彭振華, 鄭清剛, 張建強(qiáng), 胡文軍, 羅扣, 張金濤, 侯健, 龔俊, 唐斌, 劉琳杰
【申請(qǐng)人】中鐵大橋勘測(cè)設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司
【公開(kāi)日】2015年12月30日
【申請(qǐng)日】2015年9月18日