《铁路简支梁桥用球型支座》属于桥梁及建筑结构的技术领域，主要涉及一种铁路简支梁桥用球型支座。

截至2009年7月，中国国内铁路简支梁桥多采用盆式橡胶支座、柱面钢支座。盆式橡胶支座是国外50年代末开发的一种桥梁支座。它采用封闭在钢盆内的橡胶板来承受上部荷载和适应梁体的转动，采用聚四氟乙烯和不锈钢板组成的平面摩擦副来适应梁体的位移。盆式橡胶支座构造简单、结构紧凑，但是由于其内部采用橡胶制品，产品寿命会受到橡胶老化寿命的影响。此外，盆式支座内部的黄铜密封环经过长期运行易与钢盆内壁产生磨损，造成橡胶板密封不严而从钢盆中挤出，从而导致支座的失效。

球型支座作为一种新型支座产品，具有承载力大、转角大、使用范围广、耐久性好、寿命长等优点，现已用于公路桥梁和铁路连续梁桥上，因其结构和尺寸与简支梁桥要求存在差异，2009年7月前在简支梁桥上尚未有应用。

图1是《铁路简支梁桥用球型支座》实施例1结构示意图。

图2是图1的左视图。

图3是该实用新型实施例2结构示意图。

图4是图3的左视图。

图5是该实用新型实施例3结构示意图。

图6是图5的左视图。

图7是球形支座密封结构的示意图。

图中，1、上座板，2、平面不锈钢滑板，3、平面改性超高分子量聚乙烯滑板，4、中座板，5、球面不锈钢滑板，6、球面改性超高分子量聚乙烯滑板，7、下座板，8、梁底预埋钢板，9、梁部预埋套筒，10、梁部连接螺栓，11、地脚螺栓，12、套筒，13、锚固螺杆，14、导向改性超高分子量聚乙烯滑板，15、导向不锈钢滑板，16、平面改性超高分子量聚乙烯密封环，17、球面改性超高分子量聚乙烯密封环。

2016年12月7日，《铁路简支梁桥用球型支座》获得第十八届中国专利优秀奖。

实施例1 给出多向活动球型支座，如图1、图2所示，其主要由上座板1、中座板4和下座板7等部件组成。焊接在上座板1上的平面不锈钢滑板2与镶嵌在中座板4上表面的平面改性超高分子量聚乙烯滑板3构成平面滑动摩擦副，实现支座的水平方向位移；所述中座板4为凸球面结构，所述下座板7为与中座板4凸球面相配的凹球面结构，包覆在中座板4上的球面不锈钢滑板5与镶嵌在下座板7凹球面上的球面改性超高分子量聚乙烯滑板6构成球面滑动摩擦副，与平面滑动摩擦副共同实现支座的转动位移。梁底预埋钢板8可使支座上座板1与梁底混凝土隔开，便于将来进行支座高度调整。上座板1通过梁部预埋套筒9和梁部连接螺栓10锚固于梁体上；支座下座板7通过地脚螺栓11、套筒12和锚固螺杆13锚固于支墩上。支座更换时，将梁体略微顶起，使支座卸载，将梁部连接螺栓10和地脚螺栓11拧松去除，即可将支座取出更换。

该实施例的密封结构参见图7，平面改性超高分子量聚乙烯密封环16镶嵌于中座板4上平面的凹槽中，球面改性超高分子量聚乙烯密封环17镶嵌于下座板7凹球面上的凹槽中，分别环围平面摩擦副、球面摩擦副，为平面摩擦副、球面摩擦副提供密封保护。

该实施例的球型支座可同时实现支座水平纵桥向及横桥向的位移。

实施例2 给出单向活动球型支座结构，如图3、图4所示，其主要由上座板1、中座板4和下座板7等部件组成。焊接在上座板1上的平面不锈钢滑板2与镶嵌在中座板4上表面的平面改性超高分子量聚乙烯滑板3构成平面滑动摩擦副，实现支座的水平方向位移；所述中座板4为凸球面结构，所述下座板7为与中座板4凸球面相配的凹球面结构，包覆在中座板4上的球面不锈钢滑板5与镶嵌在下座板7凹球面上的球面改性超高分子量聚乙烯滑板6构成球面滑动摩擦副，与平面滑动摩擦副共同实现支座的转动位移。上座板1两端具有向下伸出的台阶，在上座板1与下座板7之间的间隙内设置有由导向改性超高分子量聚乙烯滑板14与导向不锈钢滑板15构成的导向摩擦副，其中，所述的导向不锈钢滑板与上座板连为一体，所述的导向改性超高分子量聚乙烯滑板镶嵌在下座板上，实现支座在承受约束方向的水平荷载的同时还能够沿非约束方向自由滑动。梁底预埋钢板8可使支座上座板1与梁底混凝土隔开，便于将来进行支座高度调整。上座板1通过梁部预埋套筒9和梁部连接螺栓10锚固于梁体上；支座下座板7通过地脚螺栓11、套筒12和锚固螺杆13锚固于支墩上。支座更换时，将梁体略微顶起，使支座卸载，将梁部连接螺栓10和地脚螺栓11拧松去除，即可将支座取出更换。

该实施例的密封结构参见图7，平面改性超高分子量聚乙烯密封环16镶嵌于中座板4上平面的凹槽中，球面改性超高分子量聚乙烯密封环17镶嵌于下座板7凹球面上的凹槽中，分别环围平面摩擦副、球面摩擦副，为平面摩擦副、球面摩擦副提供密封保护。

该实施例的球型支座可实现约束方向的限位和非约束方向的水平位移。

实施例3 给出固定球型支座结构，如图5、图6所示，其主要由上座板1、中座板4和下座板7等部件组成。上座板1底部的限位盆环与下座板7的外圆柱面凸台配合，限制支座在任何水平方向上的位移；焊接在上座板1上的平面不锈钢滑板2与镶嵌在中座板4上表面的平面改性超高分子量聚乙烯滑板3构成平面滑动摩擦副，所述中座板4为凸球面结构，所述下座板7为与中座板4凸球面相配的凹球面结构，包覆在中座板4上的球面不锈钢滑板5与镶嵌在下底板7凹球面上的球面改性超高分子量聚乙烯滑板6构成球面滑动摩擦副，两者共同实现支座的转动位移。梁底预埋钢板8可使支座上座板1与梁底混凝土隔开，便于将来进行支座高度调整。上座板1通过梁部预埋套筒9和梁部连接螺栓10锚固于梁体上；支座下座板7通过地脚螺栓11、套筒12和锚固螺杆13锚固于支墩上。支座更换时，将梁体略微顶起，使支座卸载，将梁部连接螺栓10和地脚螺栓11拧松去除，即可将支座取出更换。

该实施例的密封结构参见图7，平面改性超高分子量聚乙烯密封环16镶嵌于中座板4上平面的凹槽中，球面改性超高分子量聚乙烯密封环17镶嵌于下座板7凹球面上的凹槽中，分别环围平面摩擦副、球面摩擦副，为平面摩擦副、球面摩擦副提供密封保护。

该实施例的球型支座可实现支座任何水平方向的约束限位。

铁路简支梁桥用球型支座专利目的

《铁路简支梁桥用球型支座》提出一种铁路简支梁桥用球型支座，用以提高桥梁的运行寿命，减少因更换支座带来的运输中断、维护成本增加等问题。

铁路简支梁桥用球型支座技术方案

《铁路简支梁桥用球型支座》主要包括上座板、中座板和下座板，所述上座板底部平面上设置的不锈钢滑板与镶嵌在中座板上表面的平面改性超高分子量聚乙烯滑板构成平面滑动摩擦副，实现支座的水平方向位移；所述中座板为凸球面结构，所述下座板为与中座板凸球面相配的凹球面结构，中座板底部球面上设置的球面不锈钢滑板与镶嵌在下座板凹球面上的球面改性超高分子量聚乙烯滑板构成球面滑动摩擦副，与平面滑动摩擦副共同实现支座的转动位移；在上座板与中座板之间设置有平面改性超高分子量聚乙烯密封环，环围平面滑动摩擦副；在中座板与下座板之间设置有球面改性超高分子量聚乙烯密封环，环围球面滑动摩擦副。

所述的上座板两端具有向下的台阶，在上座板与下座板之间的间隙内设置有由导向不锈钢滑板与导向改性超高分子量聚乙烯滑板构成的导向摩擦副，其中，所述的导向不锈钢滑板与上座板连为一体，所述的导向改性超高分子量聚乙烯滑板镶嵌在下座板上，构成单向活动球型支座结构。

所述的上座板底部具有限位盆环，限位盆环与下座板的外圆柱面凸台配合，构成固定球型支座结构。

所述的上座板通过梁部预埋套筒、梁部连接螺栓与梁部预埋钢板连接，将上座板锚固于梁体上。

所述的下座板通过地脚螺栓、套筒和锚固螺杆锚固于支墩上。

铁路简支梁桥用球型支座有益效果

（1）采用承载能力较高的改性超高分子量聚乙烯作为摩擦副的滑板材料，并通过整板镶嵌结构，可缩小支座结构尺寸。同时，改性超高分子量聚乙烯在较高滑移速度下的磨损率较小，更适合于铁路简支梁桥滑移速度较快时对支座使用寿命的要求。

（2）环围平面摩擦副及球面摩擦副的密封环采用改性超高分子量聚乙烯材质，密封效果较好，同时保证材料使用寿命与摩擦副相同。

（3）支座上座板采用梁部预埋钢板、梁部预埋套筒和梁部连接螺栓锚固的结构、支座下座板采用地脚螺栓 套筒 锚固螺杆结构，使铁路简支桥梁用球型支座易于调高、更换、方便施工。

（4）通过结构设计优化，使铁路简支梁桥用球型支座的梁部安装尺寸满足铁路简支桥梁梁部安装尺寸的要求。

1.一种铁路简支梁桥用球型支座，主要包括上座板（1）、中座板（4）和下座板（7），其特征在于：所述的上座板（1）底部平面上设置的不锈钢滑板（2）与镶嵌在中座板（4）上表面的平面改性超高分子量聚乙烯滑板（3）构成平面滑动摩擦副；所述中座板（4）为凸球面结构，所述下座板（7）为与中座板（4）凸球面相配的凹球面结构，所述中座板（4）底部球面上设置的球面不锈钢滑板（5）与镶嵌在下座板（7）凹球面上的球面改性超高分子量聚乙烯滑板（6）构成球面滑动摩擦副；在上座板（1）与中座板（4）之间设置有平面改性超高分子量聚乙烯密封环（16），环围平面滑动摩擦副，在中座板（4）与下座板（7）之间设置有球面改性超高分子量聚乙烯密封环（17），环围球面滑动摩擦副。

2.根据权利要求1所述的铁路简支梁桥用球型支座，其特征在于：所述的上座板（1）两端具有向下的台阶，在上座板（1）与下座板（7）之间的间隙内设置有由导向改性超高分子量聚乙烯滑板（14）与导向不锈钢滑板（15）构成的导向摩擦副，其中，所述的导向不锈钢滑板（15）与上座板连为一体，所述的导向改性超高分子量聚乙烯滑板（14）镶嵌在下座板（7）上，构成单向活动球型座结构。

3.根据权利要求1所述的铁路简支梁桥用球型支座，其特征在于：所述上座板（1）端部具有限位盆环，所述限位盆环与下座板（7）的外圆柱面凸台配合，构成固定球型支座结构。

4.根据权利要求1所述的铁路简支梁桥用球型支座，其特征在于：所述的上座板（1）通过梁部预埋套筒（9）、梁部连接螺栓（10）与梁部预埋钢件（8）连接，将上座板（1）锚固于梁体上。

5.根据权利要求1所述的铁路简支梁桥用球型支座，其特征在于：所述的下座板（7）通过地脚螺栓（11）、套筒（12）和锚固螺杆（13）锚固于支墩上。

6.根据权利要求1所述的铁路简支梁桥用球型支座，其特征在于：所述上座板（1）与中座板（4）之间设置的平面改性超高分子量聚乙烯密封环（16）镶嵌于中座板（4）上平面的凹槽中。

7.根据权利要求1所述的铁路简支梁桥用球型支座，其特征在于：所述中座板（4）与下座板（7）之间设置的球面改性超高分子量聚乙烯密封环（17）镶嵌于下座板（7）凹球面上的凹槽中。

《诗经·大雅》有： “维鹈在梁，不濡其翼。”又《诗经．卫风》： “在彼洪梁。”淇水发源于现河南省林县临淇镇，下流到洪县，即商代纣王的首都朝歌，最早的桥梁记载，讲到商朝的大桥。 《水经注·漳水》： “衡漳又北迳巨桥邸阁西，旧有大梁横水，故有巨桥之称。昔武王伐纣发巨桥之粟，以赈殷之饥民。” 《史记·周木纪》：“武王既革殷，受天明命之后……命南宫括散鹿台之财，发钜桥之粟，以振贫弱蓟隶。”东汉许慎注：巨桥乃“钜鹿水之大桥也”。粮仓就以巨桥为名。可见夏，商、周三代之间，已不乏有名的大桥。2100433B

简支式梁桥是由一根两端分别支撑在一个活动支座和一个铰支座上的梁作为主要承重结构的梁桥。属于静定结构。是梁式桥中应用最早、使用最广泛的一种桥形。其构造简单，架设方便，结构内力不受地基变形，温度改变的影响。

混凝土简支梁按施工工艺分为整体式和装配式(分片式)两大类。1、整体式简支梁，其横向刚度大，稳定性好。由于受运梁设备起吊能力的限制，整体式梁一般适用于就地浇筑。2、装配式简支梁则是广泛采用的桥梁类型。混凝土简支梁按承重结构(梁)的横截面形式，可分为板桥、肋梁桥和箱型梁桥。2100433B

简支梁桥： (jian zhi liang qiao) simple-supported beam bridge 由一根两端分别支撑在一个活动支座和一个铰支座上的梁作为主要承重结构的梁桥。属于静定结构。是梁式桥中应用最早、使用最广泛的一种桥形。其构造简单，架设方便，结构内力不受地基变形，温度改变的影响。