[发明专利]超高强混凝土预制转体球铰及其预制模具和制备方法

说明书

本发明公开了一种超高强混凝土预制转体球铰及其预制模具和制备方法，该超高强混凝土预制转体球铰包括上球铰、下球铰和转轴，所述上球铰的下端面设置有凸球面，所述下球铰的上端面设有凹球面，所述上球铰下侧的凸球面适配于所述下球铰上侧的凹球面内，所述上球铰和下球铰的轴心均预留有轴孔，所述转轴的两端分别转动适配于上球铰和下球铰上的轴孔内，所述上球铰和下球铰均为钢筋混凝土预制构件，上球铰下侧的凸球面外安装有第一保护板，下球铰上侧的凹球面外安装有第二保护板，所述第一保护板的外表面和第二保护板的外表面配合，以构成球铰转动摩擦副。本发明降低了转体球铰的加工难度和制造成本，缩短了生产周期。

技术领域

本发明涉及桥梁工程技术领域，具体涉及一种超高强混凝土预制转体球铰及其预制模具和制备方法。

背景技术

近年来，随着我国桥梁技术的日益成熟，我国的高铁桥梁发展迅速，伴随着桥梁的高速发展，桥梁与现有铁路,公路的交叉施工越来越多，近年来，铁路部门要求跨既有铁路和公路必须采取转体施工方法，所以对转体球铰的需求量日渐增加。

目前国内生产制造的转体球铰大多为钢球铰，钢球铰的加工材料全部为钢材，用钢量很大，加工焊接变形难以控制，球铰直径尺寸大，运输难度很大，最后还需要通过大型机加工设备进行球面的加工，加工难度大，周期长，运输成本高，通常情况下均为超宽物件；另外一种转体球铰为RPC-钢组合型球铰(具体可参考中国发明专利CN105088966A)，RPC-钢混合型球铰的加工顾名思义为钢材和RPC的混合使用，首先需将钢材压型，其次将混凝土浇筑到钢壳里面，然后养护达到设计强度后，再进行球面的精加工，虽然体积比钢球铰变小了，但对于工期的保证和加工难度上还是没有解决。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明提供了一种超高强混凝土预制转体球铰及其预制模具和制备方法，以解决现有的转体球铰加工难度大、制造成本高、生产周期长的问题。

一方面，本发明提供了一种超高强混凝土预制转体球铰，包括上球铰、下球铰和转轴，所述上球铰的下端面设置有凸球面，所述下球铰的上端面设有凹球面，所述上球铰下侧的凸球面适配于所述下球铰上侧的凹球面内，所述上球铰和下球铰的轴心均预留有轴孔，所述转轴的两端分别转动适配于上球铰和下球铰上的轴孔内，所述上球铰和下球铰均为钢筋混凝土预制构件，上球铰下侧的凸球面外安装有第一保护板，下球铰上侧的凹球面外安装有第二保护板，所述第一保护板的外表面和第二保护板的外表面配合，以构成球铰转动摩擦副。

进一步地，所述上球铰下侧的凸球面内预埋有若干圈同心设置的第一环形钢带，所述第一保护板固定于所述第一环形钢带，所述下球铰上侧的凹球面内预埋有若干圈同心设置的第二环形钢带，所述第二保护板固定于所述第二环形钢带。

进一步地，所述第一保护板采用不锈钢板，所述不锈钢板焊接固定于所述第一环形钢带外，所述第二保护板采用超高分子量聚乙烯板，所述超高分子量聚乙烯板上设置有沉头螺丝孔，超高分子量聚乙烯板通过拧入沉头螺丝孔的沉头螺钉固定于所述第二环形钢带外。

进一步地，所述上球铰和下球铰分别通过在轴心预埋套筒来形成所述轴孔。

另一方面，本发明提供了一种超高强混凝土预制转体球铰的预制模具，包括上球铰预制模具和下球铰预制模具，所述上球铰预制模具包括上球铰底模以及固定安装于所述上球铰底模上的上球铰侧环模，所述上球铰底模的顶面设置有凹球面，所述下球铰预制模具包括下球铰底模以及固定安装于所述下球铰底模上的下球铰侧环模，所述下球铰底模的顶面设置有凸球面。

进一步地，该预制模具配备有若干不同直径的上球铰侧环模和下球铰侧环模，不同直径的上球铰侧环模可分别通过螺栓固定于上球铰底模上，不同直径的下球铰侧环模可分别通过通过螺栓固定于下球铰底模上。

进一步地，所述上球铰侧环模由至少两块弧形模块通过螺栓拼接而成，所述下球铰侧环模同样由至少两块弧形模块通过螺栓拼接而成。