[发明专利]一种大吨位转体施工用球铰

说明书

一种大吨位转体施工用球铰，下球铰结构为：顶面为内凹弧形的圆盘顶面固定有一根销轴，圆盘顶面上均布有多个同心圆的圆形凹面，每个圆形凹面上放置有一个钢滚珠，每个钢滚珠覆盖有一个其上开有圆孔的钢板，或者，每个钢滚珠的大于半径的部分活动嵌入一个圆形凹面内，且该圆形凹面的圆形上开口直径小于钢滚珠直径；上球铰结构为：与下球铰圆盘直径相同的圆盘的底面为外凸弧形，该圆盘底面上有一供下球铰的销轴活动插入的盲孔以及开有对应于下球铰顶面的多个钢滚珠形成滚动配合的多条环形凹槽。施工时上、下球铰通过钢棒分别与桥墩和承台相固定，通过球铰形成滚动摩擦。本球铰具有构思巧妙，结构简单，摩擦系数小等特点，特别适用于大吨位构件的转体施工。

技术领域

本发明涉及桥梁转体施工技术领域，特别涉及一种大吨位转体施工用球铰。

背景技术

桥梁转体施工技术起源于欧洲，并最先采用竖转法在拱桥施工中得到运用，随后又相继发展了平转法以及平竖转相结合的方法，适用于转体施工的桥型有拱桥、梁桥、刚构桥以及斜拉桥。近年来，我国在大规模进行公路及铁路基础设施建设，线路设计过程中难免跨越既有公路和铁路，采用转体施工便是一个合理的施工方法，尤其是在跨越高速铁路和高速公路时，为了不影响交通正常运营和既有线路路基基础，在采用转体施工的同时还需限制桥墩位置距既有线路路基的最小距离，这就意味着采用大跨转体施工，其结果便是转体桥梁朝大吨位及超大吨位发展。

球铰是桥梁转体施工中最重要的装置，是转体结构的支撑体系和转动体系的结合体。目前市场上常规球铰采用上球铰与下球铰进行现场拼装，其安装精度必然受现场施工条件、环境温度和湿度的影响，给转体施工带来安全隐患。目前市场上常规球铰的下球铰的球面上通过安装圆形非金属滑板与上球铰的球面接触，转体时牵引力大小取决于转体重量和非金属滑板的滑动摩擦系数，滑动静摩擦系数为0.1左右，已很难大幅度减小材料的静摩擦系数，直接限制桥梁转体重量。

发明内容

本发明的目的针对现有技术存在的问题而提出一种能够承受大吨位构件和摩擦系数小的大吨位转体施工用球铰。

本发明的目的是这样实现的：一种大吨位转体施工用球铰，下球铰结构为：圆盘的顶面为内凹弧形，圆盘顶面中心固定有一根销轴，且圆盘顶面上沿多个同心圆均布有多个圆形凹面，每个圆形凹面上放置有一个钢滚珠，每个钢滚珠上覆盖有一个其上开有圆孔的钢板，该圆孔的直径小于钢滚珠的直径，或者，每个钢滚珠的大于半径的部分活动嵌入一个圆形凹面内，且该圆形凹面的圆形上开口直径小于钢滚珠直径；上球铰结构为：圆盘的直径与下球铰的圆盘直径相同，该圆盘的底面为与下球铰顶面相吻合的外凸弧形，该圆盘底面中心有一供下球铰的销轴活动插入的盲孔，该圆盘底面上开有对应于下球铰顶面的多个同心圆并与钢滚珠形成滚动配合的多条环形凹槽。

所述上球铰的顶面和下球铰的底面上固定有施工时用作分别与桥墩和承台相固联的钢棒；所述开有圆孔的钢板为覆盖所有钢滚珠的一个整块钢板。

所述上、下球铰的邻接面外周上分别有一圈向外延伸的圆环，该两个圆环上均布有供螺栓连接的螺栓孔。

所述螺栓孔为8个，所述钢滚珠的半径为3cm～6cm。

所述上、下球铰为钢质上、下球铰。

本大吨位转体施工用球铰包括有上球铰和下球铰；所述上球铰下端为凸球面，所述下球铰上端为凹球面；所述上球铰与下球铰在工厂进行组装校定，并通过螺栓组进行临时固定；所述上球铰与下球铰通过销轴构成球铰的转动机构；所述上球铰与下球铰通过预埋钢棒分别与桥墩和承台连接固定；所述上球铰与下球铰之间通过钢滚珠组接触，使球铰转动时为滚动摩擦。

与现有技术相比，本球铰具有以下特点和优点：

1.构思巧妙，结构简单，制作成本低。

2. 上球铰与下球铰之间采用钢滚珠组接触，转变传统的滑动摩擦为滚动摩擦，具有承受大吨位和摩擦系数小的优点；并且上下球铰在工厂进行组装校定，具有结构精度高和工地施工快的优点。