自适应桥梁支座

摘要

本发明公开了一种自适应桥梁支座，包括用于支撑桥梁的上支撑件以及用于安装上支撑件的支撑底座，所述支撑底座上表面连接有用于与上支撑件底面球面配合的支撑球头，所述支撑底座上表面围绕支撑球头设置有多个连接上支撑件和支撑底座用于复位上支撑件的复位组件以及用于限制上支撑件旋转角度的限位组件；本发明通过球面配合，可根据外力自适应分配实现任意方向的调整，限位组件限制上支撑件围绕支撑球头的转动角度，可有效防止倾覆现象；此结构中支撑球头用于承重，大大减小了复位组件和限位组件在常态下的受力，有效避免了零部件的疲劳损坏和受力过大导致的形变失效，延长了复位组件和限位组件的使用寿命，提高了系统的稳定性和可靠性。

权利要求

1.一种自适应桥梁支座，其特征在于：包括用于支撑桥梁的上支撑件以及用于安装上支撑件的支撑底座，所述支撑底座上端面连接有用于与上支撑件底面球面配合的支撑球头，所述支撑底座上端面围绕支撑球头设置有多个连接上支撑件和支撑底座用于复位上支撑件的复位组件以及用于限制上支撑件旋转角度的限位组件；

所述复位组件包括连接在支撑底座上的弹性件、万向连接在弹性件上的连接组件以及连接在连接组件上用于支撑上支撑件并可沿着上支撑件下端面滑动的支撑装置；

所述弹性件为呈拱形的钢板弹簧，其外拱形面朝向上支撑件，钢板弹簧内拱形面上连接有导向杆，导向杆可竖向滑动的穿设在支撑底座上端，所述连接组件包括从上至下罩在钢板弹簧上的安装座，所述安装座底部有与弹性件拱形结构相适应用于容纳弹性件的安装槽，所述安装座上通过万向球与万向支撑杆下端部连接，所述万向球可滚动的限制在安装座上的球形限位槽内。

2.根据权利要求1所述的自适应桥梁支座，其特征在于：所述支撑装置连接在万向支撑杆上端部，所述支撑装置包括支撑座以及可滚动的内嵌在支撑座上的多个滚珠，外露在支撑座的滚珠部分与上支撑件底面接触。

3.根据权利要求2所述的自适应桥梁支座，其特征在于：所述上支撑件下端面设置有用于与滚珠接触、防止上支撑件磨损的支撑片。

4.根据权利要求2所述的自适应桥梁支座，其特征在于：所述上支撑件的下端部有用于容纳连接组件和支撑装置且围绕支撑球头形成的环形通槽。

5.根据权利要求1所述的自适应桥梁支座，其特征在于：所述限位组件包括竖向设置在支撑底座上表面的限位杆、套在限位杆上端可沿限位杆轴向方向往复滑动的限位端帽、连接限位端帽与限位杆的弹性缓冲件，所述限位端帽上端部通过缓冲件的弹性预紧力抵在上支撑件的底端。

6.根据权利要求5所述的自适应桥梁支座，其特征在于：所述端帽内竖向连接有导向轴，所述导向轴可轴向滑动的穿设在限位杆上端面上的导向孔内，所述导向轴底部与导向孔底部之间通过缓冲件连接。

7.根据权利要求1-6任意一项所述的自适应桥梁支座，其特征在于：所述复位组件和限位组件围绕支撑球头中心对称设置。

8.一种应用权利要求7所述的自适应桥梁支座，其特征在于：所述支撑底座呈阶梯凸台状，支撑球头设置在支撑底座上端的小圆端中心处，所述复位组件和限位组件分别设置在支撑底座上端的小圆端和大圆端上且一一对应形成若干组，每组中的所述复位组件和限位组件在支撑底座径向方向内外布置。

说明书

自适应桥梁支座

技术领域

[0001] 本发明属于道路桥梁技术领域，涉及桥梁支撑结构，特别涉及一种自适应桥梁支座。

背景技术

[0002] 随着国民经济的发展，交通基础设施建设对推动国民经济发展的作用也日益显著，其中桥梁建设在交通基础设施建设中占据相当大的比重。在桥梁工程中，铁路、公路桥梁通过支座能将桥梁上部结构的反力和变形可靠的传递给桥梁下部结构，从而提高桥梁的稳定性；

[0003] 支座所承受外力除了有水平推力和竖向压力以外，还有梁体转动对支座造成的偏压影响；中国专利文献CN107905094B所涉及的一种桥梁支座其上支座体可可通过转动自适应外力，在常态下，其下方的顶块和复位弹片均处于压缩状态，底杠内的液体处于高压状态，长时间使用容易发生泄露；而且在上支座体转动时支撑台会对复位弹片产生侧向力，导致复位弹片会对顶块产生侧向作用力，顶块发生偏移时，底杠内的液体同样容易发生泄露导致自适应功能的丧失，其可靠性较差；

[0004] 因此，需要对现有的桥梁支撑座进行改进，解决桥梁支撑座自适应可靠性差的问题，提高系统稳定性。

发明内容

[0005] 有鉴于此，本发明提供一种自适应桥梁支座，解决桥梁支撑座自适应性可靠差的问题，提高系统稳定性。

[0006] 本发明的自适应桥梁支座，包括用于支撑桥梁的上支撑件以及用于安装上支撑件的支撑底座，所述支撑底座上端面连接有用于与上支撑件底面球面配合的支撑球头，所述支撑底座上端面围绕支撑球头设置有多个连接上支撑件和支撑底座用于复位上支撑件的复位组件以及用于限制上支撑件旋转角度的限位组件。

[0007] 进一步，所述复位组件包括连接在支撑底座上的弹性件、万向连接在弹性件上的连接组件以及连接在连接组件上用于支撑上支撑件并可沿着上支撑件下端面滑动的支撑装置。

[0008] 进一步，所述弹性件为呈拱形的钢板弹簧，其外拱形面朝向上支撑件，钢板弹簧内拱形面上连接有导向杆，导向杆可竖向滑动的穿设在支撑底座上端，所述连接组件包括从上至下罩在钢板弹簧上的安装座，所述安装座底部有与弹性件拱形结构相适应用于容纳弹性件的安装槽，所述安装座上通过万向球与万向支撑杆下端部连接，所述万向球可滚动的限制在安装座上的球形限位槽内。

[0009] 进一步，所述支撑装置连接在万向支撑杆上端部，所述支撑装置包括支撑座以及可滚动的内嵌在支撑座上的多个滚珠，外露在支撑座的滚珠部分与上支撑件底面接触。

[0010] 进一步，所述上支撑件下端面设置有用于与滚珠接触、防止上支撑件磨损的支撑片。

[0011] 进一步，所述上支撑件的下端部有用于容纳连接组件和支撑装置且围绕支撑球头形成的环形通槽。

[0012] 进一步，所述限位组件包括竖向设置在支撑底座上表面的限位杆、套在限位杆上端可沿限位杆轴向方向往复滑动的限位端帽、连接限位端帽与限位杆的弹性缓冲件，所述限位端帽上端部通过缓冲件的弹性预紧力抵在上支撑件的底端。

[0013] 进一步，所述端帽内竖向连接有导向轴，所述导向轴可轴向滑动的穿设在限位杆上端面上的导向孔内，所述导向轴底部与导向孔底部之间通过缓冲件连接。

[0014] 进一步，所述复位组件和限位组件围绕支撑球头中心对称设置。

[0015] 进一步，所述支撑底座呈阶梯凸台状，支撑球头设置在支撑底座上端的小圆端中心处，所述复位组件和限位组件分别设置在支撑底座上端的小圆端和大圆端上且一一对应形成若干组，每组中的所述复位组件和限位组件在支撑底座径向方向内外布置。

[0016] 本发明的有益效果：

[0017] 本发明通过球面配合，可根据外力自适应分配实现任意方向的调整，其调整方向不受其他零部件的限制，同时可通过球面摩擦耗能减小外力的传导；在外力消失时可通过复位组件恢复平衡状态；限位组件限制上支撑件围绕支撑球头的转动角度，可有效防止旋转角度过大导致的倾覆现象；此结构中支撑球头用于承重，大大减小了复位组件和限位组件在常态下的受力，有效避免了零部件的疲劳损坏和受力过大导致的形变失效，延长了复位组件和限位组件的使用寿命，提高了系统的稳定性和可靠性；

[0018] 本发明复位组件和限位组件分别设置在内环和外环上使得二者不相交，避免受力形变导致的干涉，同时复位组件和限位组件在支撑底座径向方向一一对应，在发生自适应调整时，每组中的复位组件对限位组件起到一定的缓冲作用避免限位端帽与限位杆的刚性碰撞，同样通过限位组件的限位限制复位组件的自适应角度，约束上支撑件的进一步侧倾和弹性件3的继续形变，二者一一对应相辅相成，通过避免过大的形变和刚性碰撞提高了系统的稳定性，提高了系统整体的使用寿命。

[0019] 下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。

[0020] 图1为本发明剖视结构示意图；

[0021] 图2为本发明支撑底座俯视结构示意图；

[0022] 图3为图1的局部放大结构示意图；

具体实施方式

[0023] 图1为本发明剖视结构示意图，图2为本发明支撑底座2俯视结构示意图，图3为图1的局部放大结构示意图；

[0024] 本实施例中，上、下方位相对上支撑件1和支撑底座2，从支撑底座2朝向上支撑件1的方向为上，从支撑底座2远离上支撑件1的方向为下，从上至下为竖向方向；

[0025] 如图所示：本实施例的自适应桥梁支座，包括用于支撑桥梁的上支撑件1以及用于安装上支撑件1的支撑底座2，所述支撑底座2上端面连接有用于与上支撑件1底面球面配合的支撑球头2a，所述支撑底座2上端面围绕支撑球头2a设置有多个连接上支撑件1和支撑底座2用于复位上支撑件1的复位组件以及用于限制上支撑件1旋转角度的限位组件；以上结构通过支撑球头2a与上支撑件1 的球面配合，可根据外力自适应分配实现任意方向的调整，其调整方向不受其他零部件的限制，同时可通过球面摩擦耗能减小外力的传导；在外力消失时可通过复位组件恢复平衡状态；限位组件限制上支撑件1围绕支撑球头2a的转动角度，可有效防止旋转角度过大导致的倾覆现象；此结构中支撑球头2a用于承重，大大减小了复位组件和限位组件在常态下的受力，有效避免了零部件的疲劳损坏和受力过大导致的形变失效，延长了复位组件和限位组件的使用寿命，提高了系统的稳定性和可靠性。

[0026] 本实施例中，所述复位组件包括连接在支撑底座2上的弹性件3、万向连接在弹性件3上的连接组件以及连接在连接组件上用于支撑上支撑件1并可沿着上支撑件1下端面滑动的支撑装置；连接组件可万向调节以适应上支撑件1的转动，其中支撑件可相对上支撑件1底面滑动，减小了支撑件的侧向力，在上支撑件1 自适应调整方位时，支撑装置也可通过连接组件的万向调节以及其自身相对上支撑件1的滑动自适应上支撑组件的位置，上支撑件1受外力时自适应效果良好，分配受力均匀。

[0027] 本实施例中，所述弹性件3为呈拱形的钢板弹簧，其外拱形面朝向上支撑件 1，钢板弹簧内拱形面上连接有导向杆，导向杆可竖向滑动的穿设在支撑底座2 上端，所述连接组件包括从上至下罩在钢板弹簧上的安装座4，所述安装座4底部有与弹性件3拱形结构相适应用于容纳弹性件的安装槽，所述安装座上通过万向球6与万向支撑杆5下端部连接，所述万向球6可滚动的限制在安装座4上的球形限位槽内；钢板弹簧由多片长度不等，宽度一样的钢片所迭加起来，可承受重载，为上支撑件1的复位提供足够的弹性力，安装座4底部的安装槽与弹性件 3相配合，保证二者有效的配合不发生相对滑动，也确保安装座4不发生侧翻；钢板弹簧由导向杆导向使其在竖向发生弹性变，避免钢板弹簧受向侧向力发生侧倾；安装座4可由两块对称零件拼接而成，两个零件可通过螺钉可拆卸连接也可通过焊接固定连接，零件贴合面上有半球槽，两个半球槽合成用于容纳万向球6 的球形限位槽，球形限位槽的开口处的角度决定了万向支撑杆5的调节角度，限位槽的开口角度具体依据调节角度的大小设置，此处不再赘述，采用万向球6与球形限位槽的配合既可以实现万象调节，也通过万向球与球形限位槽的面接触减小安装座4受到的压强，使其可承载足够大的载荷；

[0028] 本实施例中，所述支撑装置连接在万向支撑杆5上端部，所述支撑装置包括支撑座14以及可滚动的内嵌在支撑座上的多个滚珠7，外露在支撑座14的滚珠 7部分与上支撑件1底面接触；在复位时通过多个滚珠的支撑对上支撑件1提供复位所需的外力，同时滚珠的滚动使得支撑座14相对上支撑件1滑动可及时的自适应调整位置，使得自适应分配受力均匀，也避免了过大的侧向力导致万向支撑杆发生折杆或断杆的现象；当然此处的支撑装置也可采用多个万象滚珠依次连接排列形成的转动装置，具体不在赘述。

[0029] 本实施例中，所述上支撑件1下端面设置有用于与滚珠7接触、防止上支撑件1磨损的支撑片8；支撑片8可采用不锈钢材质，通过专属的支撑片8与滚珠配合，减小上支撑件1的磨损，也方便支撑片的更换维护。

[0030] 本实施例中，所述上支撑件1的下端部有用于容纳连接组件和支撑装置且围绕支撑球头2a形成的环形通槽1a；连接组件和支撑装置限制在环形通槽内移动，防止二者位移过大导致零部件的分离损坏，保证连接组件和支撑装置的整体一致性。

[0031] 本实施例中，所述限位组件包括竖向设置在支撑底座2上表面的限位杆9、套在限位杆9上端可沿限位杆轴向方向往复滑动的限位端帽10、连接限位端帽 10与限位杆9的弹性缓冲件11，所述限位端帽10上端部通过缓冲件11的弹性预紧力抵在上支撑件1的底端；限位端帽与限位杆9上端相接触时，限位端帽无法继续滑动，通过此结构限制限位端帽的滑动行程，从而限制上支撑件1的旋转角度，具体滑动行程依据上支撑件1的旋转角度的旋转许可角度确定，此处不在赘述，此处弹性缓冲件11采用多个相抵的碟形弹簧片堆叠而成，可通过较小的形变提供较大的缓冲力，为限位端帽与限位杆9接触之前提供足够的缓冲力，避免二者刚性碰撞。

[0032] 本实施例中，所述端帽10内竖向连接有导向轴12，所述导向轴12可轴向滑动的穿设在限位杆9上端面上的导向孔内，所述导向轴12底部与导向孔底部之间通过缓冲件11连接；通过限位端帽10与限位杆9的配合以及导向轴12和导向孔的配合，使得结构配合紧凑，布局合理。

[0033] 本实施例中，所述复位组件和限位组件围绕支撑球头2a中心对称设置；通过中心对称分布使得上支撑件1在自适应调节位置时，受力分配均匀，有效减震缓冲消除外力，保护桥梁不被损坏。

[0034] 本实施例中，所述支撑底座2呈阶梯凸台状，支撑球头2a设置在支撑底座2 上端的小圆端中心处，所述复位组件和限位组件分别设置在支撑底座2上端的小圆端和大圆端上且一一对应形成若干组，每组中的所述复位组件和限位组件在支撑底座2径向方向内外布置；复位组件和限位组件分别设置在内环和外环上使得二者不相交，避免受力形变导致的干涉，同时复位组件和限位组件在支撑底座2 径向方向一一对应，在发生自适应调整时，每组中的复位组件对限位组件起到一定的缓冲作用避免限位端帽10与限位杆9的刚性碰撞，同样通过限位组件的限位限制复位组件的自适应角度，约束上支撑件1的进一步侧倾和弹性件3的继续形变，既限制了自适应角度也保护了弹性件，二者一一对应相辅相成，通过避免过大的形变和刚性碰撞提高了系统的可靠性和稳定性，提高了系统整体的使用寿命。

[0035] 最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。