一种高度可适应性改变的盆式支座的制作方法

1.本实用新型涉及桥梁工程领域，尤其涉及一种高度可适应性改变的盆式支座。


背景技术：

2.桥梁支座是连接桥梁上部结构和下部结构的重要结构部件。它能将桥梁上部结构的反力和变形（位移和转角）可靠的传递给桥梁下部结构，从而使结构的实际受力情况与计算的理论图式相符合。按其变位的可能性分为固定支座和活动支座：
①
固定支座传递竖向力和水平力，允许上部结构在支座处能自由转动但不能水平移动；
②
活动支座则只传递竖向力，允许上部结构在支座处既能自由转动又能水平移动。活动支座又可分为多向活动支座（纵向，横向均可自由移动）和单向活动支座（仅一个方向可自由转动）。按材料可分为简易支座钢支座、钢筋混凝土支座、橡胶支座和特种支座（如减震支座，拉力支座等）。
3.地裂缝周围的土体会发生竖向沉降、水平张拉和错动，土体的运动往往会对其上面的结构物造成损坏甚至造成倒塌。桥梁作为交通枢纽，有时受地质条件、线路走向、周围建筑物限制，不可避免的要跨过地裂缝。地裂缝效应对桥梁的抗弯性能影响较大，沉降量达到一定数值时，主梁的下挠值将超过规范规定的限值，影响桥梁结构的正常使用。当桥梁结构物与地裂缝的斜交角小于30度时，由于同一截面横桥向桩基的沉降量不一样，会引起桥梁产生较大的扭转变形，对桥梁受力不利。另外由于桥梁桥墩处会发生不同程度的沉降，这时沉降幅度相对较大的桥墩处的支座会发生脱空现象，破坏原有结构的受力形式，车辆行驶到脱空部位上方时，桥梁上部可能发生倾覆，造成安全事故。因此，急需一种能够适应地基沉降变形自动调节高度的支座以消除或减少地裂缝对上部结构产生的不利影响。


技术实现要素：

4.针对上述存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种高度可适应性改变的盆式支座，本实用新型能够实现支座整体高度的调节，以避免由于地基的不均匀沉降导致的支座脱空或主梁扭转现象。
5.一种高度可适应性改变的盆式支座，包括上垫板、桶芯外壳、桶芯、卡扣、预埋件和支座本体；
6.上垫板的上部设有预埋件，支座本体设置于上垫板的下部和桶芯外壳的上部之间，上垫板的下部和桶芯外壳的上部连接；
7.桶芯外壳的下端具有开口，桶芯设置于桶芯外壳内，桶芯的下端设有预埋件，该预埋件从桶芯外壳下端的开口伸出；
8.桶芯的外壁表面沿周向设有凹槽，桶芯沿其轴向设有若干所述凹槽；桶芯外壳的内壁在每个所述凹槽对应的位置轴接有卡扣，当桶芯向下移动时，卡扣能够被桶芯撑开并能使桶芯向下运动；当桶芯向上移动时，卡扣能够伸入桶芯上的凹槽内并与凹槽下表面相抵，能阻止桶芯向上运动。
9.优选的，上垫板包括端板和第一限位筒，第一限位筒的上端与上垫板下部连接，第
一限位筒的下端设有沿径向向内延伸的第一延伸部；
10.桶芯外壳的上部插入第一限位筒内，桶芯外壳插入第一限位筒内的部分设有沿径向向外延伸的第二延伸部；第一延伸部的内径小于第二延伸部的外径；所述第一延伸部上螺纹连接有螺栓，螺栓的上端与第二延伸部下表面相抵；
11.支座本体的上端伸入第一限位筒内，支座本体的下端位于第二延伸部的内圈，支座本体的上端与端板相抵，支座本体的下端与桶芯外壳相抵。
12.优选的，第一延伸部与第二延伸部之间设有垫片，螺栓的上端与垫片之间转动连接。
13.优选的，桶芯外壳的上部连接有第二限位筒，所述第二延伸部设置于第二限位筒的上端，支座本体的下端设置于第二限位筒内并与桶芯外壳的上表面相抵。
14.优选的，卡扣从上至下依次包括止转段、圆弧段和相抵段，圆弧段与桶芯外壳的内壁轴接，相抵段与桶芯外壳之间设有处于压缩状态的弹性元件；其中，当相抵段伸入与桶芯的凹槽并与凹槽下表面相抵时，止转段与桶芯外壳的内壁相抵，卡扣止转；每个凹槽对应的所有卡扣对应的最大张开半径不小于桶芯的外径。
15.优选的，支座本体包括若干橡胶层和若干钢板，若干橡胶层和若干钢板叠放并连接。
16.优选的，所述高度可适应性改变的盆式支座为固定盆式支座，该固定盆式支座的上垫板的下部设有向下凸起的柱状凸起，支座本体的上部与所述柱状凸起对应的位置设有供所述柱状凸起嵌入的柱状凹槽。
17.优选的，所述高度可适应性改变的盆式支座为单向活动盆式支座，该单向活动盆式支座上垫板的下部设有向下凸起的条形凸起，支座本体的上部与所述条形凸起对应的位置设有供所述条形凸起嵌入的贯通凹槽。
18.优选的，所述高度可适应性改变的盆式支座为双向活动盆式支座，该双向活动盆式支座的上垫板上与支座本体接触的表面以及支座本体上与上垫板接触的表面均为平面。
19.优选的，所述预埋件采用预埋钢筋。
20.本实用新型具有如下有益效果：
21.本实用新型高度可适应性改变的盆式支座通过在桶芯的外壁表面沿周向设有凹槽，桶芯沿其轴向设有若干所述凹槽，桶芯外壳的内壁在每个所述凹槽对应的位置轴接有卡扣，当桥墩发生不均匀沉降时，桥墩相对于梁体向下运动（即此时桶芯相对于桶芯外壳向下移动），上垫板的下部和桶芯外壳的上部连接，因此上垫板能够阻止桶芯外壳向下运动。此时，桶芯相对桶芯外壳向下运动，卡扣能够被桶芯撑开并能使桶芯向下运动，当桶芯向下运动使得卡扣到达下一处凹槽时，卡扣转动到初始状态，进入下一个凹槽，实现桶芯与桶芯外壳的相对运动，即支座进行竖向高度调节。当桶芯相对桶芯外壳向下移动了一定长度后，桶芯不再向下移动了，此时卡扣能够伸入桶芯上的凹槽内，当桶芯外壳（即梁体）受力下移时，由于此时卡扣能够与凹槽下表面相抵并能阻止桶芯相对向上运动，此时桶芯与桶芯外壳又处于正常连接的状态，能够正常进行承载。综上，本实用新型高度可适应性改变的盆式支座能够实现支座整体高度的调节，以避免由于地基的不均匀沉降导致的支座脱空或主梁扭转现象。
附图说明
22.图1（a）为本实用新型高度可适应性改变的盆式支座第一整体示图；图1（b）为本实用新型高度可适应性改变的盆式支座第二整体示图；
23.图2为本实用新型高度可适应性改变的盆式支座剖面图；
24.图3（a）为本实用新型高度可适应性改变的盆式支座剖面第一局部详图；图3（b）为本实用新型高度可适应性改变的盆式支座剖面第二局部详图；
25.图4为本实用新型高度可适应性改变的盆式支座结构分解图；
26.图5（a）为本实用新型上垫板第一结构图；图5（b）为本实用新型上垫板第二结构图；
27.图6为本实用新型橡胶层和钢板组合构造图；
28.图7（a）为本实用新型桶芯外壳第一结构图；图7（b）为本实用新型桶芯外壳第二结构图；图7（c）为本实用新型桶芯外壳剖面图；图7（d）为本实用新型桶芯外壳剖面局部详图；
29.图8（a）为本实用新型桶芯第一结构图；图8（b）为本实用新型桶芯第二结构图；图8（c）为本实用新型桶芯第一竖直剖面图；图8（d）为本实用新型桶芯第二竖直剖面图；图8（e）为本实用新型桶芯第一水平剖面图；图8（f）为本实用新型桶芯第二水平剖面图；
30.图9（a）为本实用新型双向活动支座第一结构图；图9（b）为本实用新型双向活动支座第二结构图；图9（c）为本实用新型双向活动支座第三结构图；
31.图10（a）为本实用新型单向活动支座第一结构图；图10（b）为本实用新型单向活动支座第二结构图；图10（c）为本实用新型单向活动支座第三结构图；
32.图11（a）为本实用新型固定支座第一结构图；图11（b）为本实用新型固定支座第二结构图；图11（c）为本实用新型固定支座第三结构图。
33.图中，1-上垫板，1-1-第一限位筒，1-2-第一延伸部，1-3-端板，1-4-柱状凸起，1-5-条形凸起，2-桶芯外壳，2-1-第三延伸部，2-2-第二限位筒，2-3-第二延伸部，3-桶芯，3-1-凹槽，4-卡扣，4-1-止转段，4-2-圆弧段，4-3-相抵段，5-弹簧，6-垫片，7-螺栓，8-预埋钢筋，9-橡胶层，9-1-柱状凹槽，9-2-贯通凹槽，10-钢板，11-螺孔。
具体实施方式
34.下面结合附图和实施例来对本实用新型做进一步的说明。
35.参照图1（a）、图1（b）、图2、图3（b）、图7（b）、图7（c）、图8（a）~图8（f）、图9（a）、图10（a）和图11（a），本实用新型高度可适应性改变的盆式支座，包括上垫板1、桶芯外壳2、桶芯3、卡扣4、预埋件和支座本体；上垫板1的上部设有预埋件，支座本体设置于上垫板1的下部和桶芯外壳2的上部之间，上垫板1的下部和桶芯外壳2的上部连接；桶芯外壳2的下端具有开口，桶芯3设置于桶芯外壳2内，桶芯3的下端设有预埋件，该预埋件从桶芯外壳2下端的开口伸出；桶芯3的外壁表面沿周向设有凹槽3-1，桶芯3沿其轴向设有若干所述凹槽3-1；桶芯外壳2的内壁在每个所述凹槽3-1对应的位置轴接有卡扣4，当桶芯3向下移动时，卡扣4能够被桶芯3撑开并能使桶芯3向下运动；当桶芯3向上移动时，卡扣4能够伸入桶芯3上的凹槽3-1内并与凹槽3-1下表面相抵，能阻止桶芯3向上运动。
36.本实用新型为可伸长支座，能够应地基不均匀沉降，防止支座脱空，提高结构的稳定性；并且可以限制上部和下部的最大相对位移，具有一定的抗倾覆作用；还可以省去下部
的支座垫石；并且能够用作固定、单向或双向支座。
37.作为本实用新型优选的实施方案，参照图2、图3（a）、图5（b）、图7（a）~图7（c）、图9（a）、图10（a）和图11（a），上垫板1包括端板1-3和第一限位筒1-1，第一限位筒1-1的上端与上垫板1下部连接，第一限位筒1-1的下端设有沿径向向内延伸的第一延伸部1-2；桶芯外壳2的上部插入第一限位筒1-1内，桶芯外壳2插入第一限位筒1-1内的部分设有沿径向向外延伸的第二延伸部2-3；第一延伸部1-2的内径小于第二延伸部2-3的外径；所述第一延伸部1-2上螺纹连接有螺栓7，螺栓7的上端与第二延伸部2-3下表面相抵；支座本体的上端伸入第一限位筒1-1内，支座本体的下端位于第二延伸部2-3的内圈，支座本体的上端与端板1-3相抵，支座本体的下端与桶芯外壳2相抵。
38.作为本实用新型优选的实施方案，参照图2、图3（a）、图5（b）、图7（a）~图7（c）、图9（a）、图10（a）和图11（a），桶芯3包括大径段和与大径段相连的小径段，大径段位于小径段的上部，桶芯外壳2的下端沿径向向内设有第三延伸部（2-1），第三延伸部（2-1）的内径大于所述大径段的直径，小于所述大径段的直径。
39.作为本实用新型优选的实施方案，参照图3（a），第一延伸部1-2与第二延伸部2-3之间设有垫片6，螺栓7的上端与垫片6之间转动连接。
40.作为本实用新型优选的实施方案，参照图,2，桶芯外壳2的上部连接有第二限位筒2-2，所述第二延伸部2-3设置于第二限位筒2-2的上端，支座本体的下端设置于第二限位筒2-2内并与桶芯外壳2的上表面相抵。
41.作为本实用新型优选的实施方案，参照图3（b），卡扣4从上至下依次包括止转段4-1、圆弧段4-2和相抵段4-3，圆弧段4-2与桶芯外壳2的内壁轴接，相抵段4-3与桶芯外壳2之间设有处于压缩状态的弹性元件；其中，当相抵段4-3伸入与桶芯3的凹槽3-1并与凹槽3-1下表面相抵时，止转段4-1与桶芯外壳2的内壁相抵，卡扣4止转；每个凹槽3-1对应的所有卡扣4对应的最大张开半径不小于桶芯3的外径，即桶芯3下降时，卡扣4能够被撑开，保证桶芯3的顺利下降。
42.作为本实用新型优选的实施方案，参照图4，支座本体包括若干橡胶层9和若干钢板10，若干橡胶层9和若干钢板10叠放并连接。
43.作为本实用新型优选的实施方案，本实用新型的高度可适应性改变的盆式支座可用作固定盆式支座，此时，参照图11（a）~图11（c），该固定盆式支座的上垫板1的下部设有向下凸起的柱状凸起1-4，支座本体的上部与所述柱状凸起1-4对应的位置设有供所述柱状凸起1-4嵌入的柱状凹槽9-1。
44.作为本实用新型优选的实施方案，本实用新型的高度可适应性改变的盆式支座可用作单向活动盆式支座，此时，参照图10（a）~图10（c），该单向活动盆式支座上垫板1的下部设有向下凸起的条形凸起1-5，支座本体的上部与所述条形凸起1-5对应的位置设有供所述条形凸起1-5嵌入的贯通凹槽9-2。
45.作为本实用新型优选的实施方案，本实用新型的高度可适应性改变的盆式支座可用作双向活动盆式支座，此时，参照图9（a）~图9（c），该双向活动盆式支座的上垫板1上与支座本体接触的表面以及支座本体上与上垫板1接触的表面均为平面。
46.本实用新型还提供了一种梁体桥墩连接节点，包括梁体和桥墩以及本实用新型如上所述的高度可适应性改变的盆式支座；其中，上垫板1上部的预埋件设置于梁体中，桶芯3
下端的预埋件设置于桥墩中。
47.实施例
48.参照图1（a）、图1（b）、图2、图4、图6、图7（a）、图7（b）、图7（c）、图7（d），本实施例的高度可适应性改变的盆式支座，包括上垫板1、桶芯外壳2、桶芯3、卡扣4、弹簧5、垫片6、预埋钢筋8和支座本体；上垫板1通过精轧螺纹钢能够与上方梁体相连；上垫板1下部与桶芯外壳2上部呈“互”字型连接（以图2所示的纵剖图为例，端板1-3、第一限位筒1-1、第一延伸部1-2、第二延伸部2-3、第二限位筒2-2以及桶芯外壳2的上底面形成互子形结构），中间设置圆环状垫片6，垫片6与上垫板1下部通过螺栓7连接，上垫板1与桶芯外壳2之间设置支座本体，支座本体由若干橡胶层9和钢板10交替组成；桶芯外壳2内壁通过锚栓连接多排卡扣4，每个卡扣4下部与桶芯外壳2内壁之间设置弹簧5来控制卡扣4转动；卡扣4伸入桶芯3表面的凹槽3-1并且通过卡扣4下表面与凹槽下表面相接触来传递上方的荷载；桶芯3通过预埋钢筋8能够与桥墩相连接。结合图2、图3（b）、图7（c）、图7（d），支座高度的调节是通过上垫板1、桶芯外壳2、桶芯3、垫片6、螺栓7、卡扣4、弹簧5和预埋钢筋8协同工作完成的。桶芯3通过预埋钢筋8和下部桥墩或者盖梁固定连接，上垫板1通过预埋钢筋8与上部主梁固定连接，上垫板1下面的预先设置有螺孔11，上垫板1通过螺栓7与垫片6固定连接，上垫板1与上部的梁体保持相对静止并且通过垫片6限制桶芯外壳2向下位移，桶芯外壳2内壁锚固多排卡扣4，卡扣4可以进行单向旋转，卡扣4下端伸入桶芯3表面的凹槽中。当地基沉降时，桥墩相对梁体向下位移，即桶芯3相对于桶芯外壳2向下位移；桶芯外壳2内壁锚固多排卡扣4，卡扣4下端伸入桶芯3表面的凹槽中，卡扣4随桶芯外壳2一起相对桶芯3向上位移，运动到卡扣4上部曲面与桶芯3凹槽上表面接触后，卡后再继续相对桶芯3向上位移时，卡扣4将发生旋转，压缩其与桶芯外壳2之间的弹簧5，直至卡扣4离开桶芯3凹槽；随着卡扣4相对桶芯3向上运，当卡扣4运动到上方凹槽时卡扣4上部曲面离开桶芯3表面，弹簧5释放弹性能，使卡扣4反向旋转至初始状态，伸入上方凹槽中，完成一次支座高度的调节。结合图2、图3（a）、图5（a）、图5（b），上垫板1整体为钢结构，上部为一个圆板（即端板1为圆形板），圆板下部为一截面为“l”型的薄壁圆桶（即第一限位筒1-1与第一延伸部1-2连接而成的结构的纵截面），下端向内收缩；上垫板1与垫片6之间通过螺栓7固定连接，螺栓7整体呈截面呈“工”字型，上半部分预先埋入垫片6内并与垫片6转动连接，之后再连接到上垫板1下部薄壁圆桶下表面预留的螺孔11（螺孔开设于第一延伸部1-2上）内，垫片6位于上垫板1下部薄壁圆桶的内部，垫片6下表面与薄壁圆桶下部伸出部分（即第二延伸部2-3）的上表面平行，且位于第二延伸部2-3上方；桶芯外壳2整体为钢结构，上部设有一截面为“倒l”型的薄壁圆桶（即第二限位筒2-2与第三延伸部2-1连接而成的整体结构），上端向外放大，其外径小于上垫板1薄壁圆桶内径，并且伸入上垫板1薄壁圆桶内部，其伸出端下表面与垫片6上表面平行；上垫板1下部和桶芯外壳2上部形成一个类似“互”字的环状结构，垫片6位于两者之间，且与两者之间均有空隙，方便安装。结合图2、图7（c），桶芯外壳2下部与上垫板1下部类似，也为截面为“l”型的薄壁圆桶（即桶芯外壳2的侧壁与第三延伸部2-1的纵截面为l形），下端向内收缩（即第三延伸部2-1沿桶芯外壳2的径向向内延伸）；当桶芯外壳2相对桶芯3向上位移一定距离后，其下端将于桶芯3接触，限制桶芯3继续位移。结合图3（b），卡扣4整体为钢结构，通过锚栓铰接在桶芯外壳2内壁，其外侧表面上部紧贴桶芯外壳2内壁，使其只能进行单向转动，即卡扣4下端向下方的转动，保证桶芯外壳4只能相对桶芯向上移动，无法向下移动。结合图8（a）~图8（f），桶
芯3为整体为钢结构，其外壁设有多排凹槽3-1，卡扣4可伸入凹槽3-1之中，每排共八个凹槽（即每个凹槽3-1沿其周向通过薄壁均匀分为八个小段的凹槽，具体数量可根据需求来定），相邻两段小段凹槽之间的薄壁可限制卡扣4的相对于桶芯的横向最大相对转角；桶芯内部为栅格式空心结构，减少其钢材的用量。结合图6，支座本体包括若干橡胶层9和若干钢板10，橡胶层9和钢板10相互交错叠合，橡胶层和钢板之间粘结。
49.本实用新型所述高度可适应性改变的盆式支座使用时可用作固定盆式支座、单向活动盆式支座或双向活动盆式支座；
50.参照图11（a）~图11（c），当用作固定盆式支座时，只需在支座本体最上方的橡胶层9顶部中心设置一个圆形凹槽，同时在上垫板1上部圆板下表面中心设置一个与之对应的圆形凸起，这样就可以限制两者的相对运功；
51.参照图10（a）~图10（c），当用作单向活动盆式支座时，只需在支座本体最上方的橡胶层9顶部中心设置一个长方形且前后贯通的凹槽，同时在上垫板1上部圆板下表面中心设置一个与之对应的长方形凸起，这样就可以只限制两者的垂直于凹槽贯通方向的相对运动；
52.参照图9（a）~图9（c），当用作双向活动盆式支座时，支座本体最上方的橡胶层9只需选用普通的圆柱体，同时在上垫板1上部圆板下表面不设凸起，这样就不限制两者各个方向的相对运动；
53.安装时，本实用新型支座整体通过桶芯3下方的预埋钢筋8与下部桥墩或盖梁固定连接，然后只需将上垫板1与上方梁体预埋钢筋固定连接即可。
54.本实用新型通过支座上部与梁体相连带动支座下部卡扣的单向运动来实现支座整体高度的调节，以避免由于地基的不均匀沉降导致的支座脱空或主梁扭转现象，沉降超过一定限值时亦可防止主梁倾覆；并且该支座能够用作固定支座、单向活动支座或双向活动支座使用。本实用新型高度可适应性改变的盆式支座利用下部桶芯外壳内壁连接的可转动卡扣伸入桶芯的凹槽中，当桥墩发生不均匀沉降时，桥墩相对于梁体向下运动，桶芯与桥墩相连，上垫板与梁体相连，上垫板通过垫片阻止桶芯外壳向下运动。此时，桶芯相对桶芯外壳向下运动，桶芯凹槽上表面与卡扣上表面接触，迫使卡扣下部向筒壁转动并压缩弹簧，当桶芯向下运动使得卡扣到达上面凹槽时，卡扣上表面与桶芯表面脱离，弹簧释放弹性能，使卡扣转动到初始状态，进入第二个凹槽，实现桶芯与桶芯外壳的相对运动，即支座进行竖向高度调节。本实用新型的适应沉降支座通过桶芯外壳下部圆环状收口结构可限制桶芯外壳与桶芯的最大相对位移，具有一定的抗倾覆作用。本实用新型的适应沉降支座下部桶芯发挥支座垫石作用，可不必在桥墩顶或盖梁上设置支座垫石。本实用新型适应沉降支座的安装方法简便，能够灵活调整为固定盆式支座、单向活动盆式支座或双向活动盆式支座。