球型支座转动机构研究及设计

关键词：球型支座 转动机构 转动块 应力 摩擦副

引言

 桥梁支座是链接桥梁上部结构和下部结构的重要部件，它的作用是将桥梁上部结构的反力和变形(位移和转角）可靠地传递给桥梁下部结构。球型支座作为一种新型桥梁支座，与传统支座先比具有较多的优点，已经在我国的公路和铁路建设中得到推广和应用，但是，随着我国铁路桥梁建设迅猛发展，对球型支座的承载力、位移和转角等要求也在不断提高，因此需要不断探索和研制与之相适应的新型球型桥梁支座。

1 球型支座构造原理

 球型支座主要是由上支座板、下支座板、球冠衬板、平面滑板、球面滑板及密封等结构组成。

球型支座按其功能不同主要分固定支座、多项活动支座、横向活动支座和纵向活动支座等四种。对于横向活动支座，在载荷方面主要承受桥梁上部结构的竖向载荷和水平荷载，在支座位移方面，不仅要适应梁体的转角要求，而且要满足桥梁横桥向位移要求。

2 转动机构的工作机理

 传统的球型支座在上、下支座板上直接安装SF-1和不锈钢滑板，当支座转动时，不锈钢滑板与SF-1板之间产生一个转角。摩擦副由面接触变为线接触，这种情况易造成SF-1板表面破坏，影响支座的寿命

其转动机理为：支座下座板的凸缘为圆弧面，在上支座板挡块与下支座板凸缘之间设置转动块，转动块一侧焊接不锈钢板与挡块上的SF-1对磨。实现支座的横向位移。为防止支座有位移时，转动块相对于下支座板滑动，在转动块上设置剪力块，在下支座板设计剪力槽，剪力块处于剪力槽中，来克服转动块与上支座板之间的滑动摩擦力。转动块另一侧与下支座板凸缘的圆弧面接触，实现支座的转动。

3  转动机构的主要计算参数

（1）竖向设计承载力P=5000KN

（2）支座的转角θ=0.02rad.

（3）支座的横向位移量 ey=±10mm.

（4）支座的设计水平力H=0.15P

4 转动机构受力分析与计算

4.1运动及受力分析

横向活动支座的上支座板挡块主要作用是承受横向水平荷载，为支座的横向滑动提供导向，并且要满足支座的顺桥向转动功能