一种适用于活动桥梁的新型自调整支座结构系统的制作方法

本实用新型涉及桥梁建设工程技术领域，尤其涉及一种适用活动桥梁的自调整支座结构系统。

背景技术：

在市政桥梁工程中，一些特别情况下，会采用能够活动的桥梁——开启桥。如广州市番禺光明大桥，其为了减少现有城区的建筑物拆迁，降低了桥面高程，使桥梁在桥头两岸与沿河道路在高程上直接连接，同时也为了保持桥梁所跨河流的通航功能，桥梁设计采用了直升式开启桥。当需要允许大型船舶通过时，桥梁开启跨需垂直提升抬高一定高度，满足大型船舶的通行净空要求。大型船舶不通行而需陆上交通连通时，桥梁则需下降至最低位置，连通两岸陆上交通。故对于直升式开启桥，墩台上的桥梁支座在开启时需与桥梁上部结构脱离，在桥梁闭合时则需与桥梁上部结构接触并支承桥梁上部结构。

此外，在一些码头渡口工程中，为了连接水中漂浮的码头平台与接岸道路，常会设置活动桥梁——浮桥。一般情况下浮桥的接岸端采用位置固定但能转动的支座结构，水中端浮桥则一般搁置在船舶浮体上，该端可随船舶浮体活动。

上述直升式开启桥与浮桥的支座系统的使用情况均与固定桥梁的桥梁支座情况不同，支座联系的桥梁上部结构与下部结构物之间存在相对变动，在开启桥闭合过程与浮桥随其支承船舶浮体的活动中，桥梁一端的两侧，桥梁上部结构与下部结构件亦会存在相对变位差，从而会影响到桥梁上部结构的受力性能与使用舒适度。

目前的对于固定的桥梁，有很多成型且成熟的桥梁支座产品，但对于活动桥梁的支座，现有案例并不多，故需要有能适用于活动桥梁的自调节支座系统。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是针对现有技术存在的缺陷，提供一种可便利实施，能够能适用活动桥梁(如直升式开启桥与浮桥)的自调整支座系统，其依据连通器原理，通过调整活动桥梁活动端两侧支座的轴向伸缩，保持活动端的两侧支座缸体中有液压油体的压强基本相等，从而在保证支座能自调整以适用桥梁上下部结构的相对变位差，提供给上部桥梁两侧以相对均衡的支承力，保证活动桥梁有与固定桥梁基本相同的受力性能，故在不改变桥梁结构的情况下，确保桥梁上部结构的安全受力性能与使用舒适度。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：一种适用于活动桥梁的新型自调整支座结构系统，其特征在于：包括有左右两处可轴向伸缩的支座，支座包括有伸缩上半部和伸缩下半部，伸缩上半部与伸缩下半部相互对接装配形成可相对运动的结构；在伸缩下半部与伸缩上半部之间形成的缸体中装有液压油体，左右两支座的缸体之间通过耐压连通管路连接成液压油体可自由流动的连通结构，液压油体由压力变大的缸体往压力变小的缸体流动，直至同水平面处压强相等；在两支座的伸缩上半部上均固定有橡胶支座，活动桥梁的活动端上部结构底部搁置在橡胶支座上，形成通过左右两支座同时支撑活动桥梁活动端的结构；伸缩下半部固定在支撑桥梁的墩台结构或支撑桥梁的(船体)浮体结构上。

进一步地，由伸缩下半部与伸缩上半部组合成一个可轴向伸缩的密封结构缸体，缸体内部由液压油体填充满。

进一步地，所述伸缩上半部包括有活塞端头钢板和活塞体，活塞端头钢板固定于活塞体的顶端，并与活塞体连接为一整体结构，活塞体的下部插入于伸缩下半部中；橡胶支座固定在活塞端头钢板上；在活塞体中设置有排气孔，通过排气孔连通支座的缸体与外部空间，但自调整支座结构系统工作状态时其为密闭，使两边的缸体内液压油体能保持同水平面处压强相同。

进一步地，所述伸缩下半部包括有活塞缸筒体和缸底钢板，活塞缸筒体与缸底钢板连接为一整体结构，缸底钢板固定在支撑桥梁的墩台结构或支撑桥梁的浮体结构上；所述活塞体插入于活塞缸筒体中，由活塞体下端与活塞缸筒体组成用于填充液压油体的缸体；在活塞缸筒体的侧壁下部设置有注油孔和外伸管，连接左右两支座的活塞缸筒体的耐压连通管路包括有柔性的连通管，连通管的两端分别与外伸管连接固定，在外伸管上设置有阀门，注油孔除支座组拼与调制阶段外，均需保持密闭。

优选地，所述橡胶支座为符合中国国家交通行业标准《公路桥梁板式橡胶支座规格系列》jt/t663的桥梁常规板式橡胶支座，其规格及尺寸由支座需承担的竖向力与相对水平变形量确定。

优选地，所述缸底钢板、活塞缸筒体、活塞端头钢板及活塞体均采用q235碳素结构钢或q355低合金钢制成。

进一步地，所述活塞体与活塞缸筒体之间的接触面均通过表面光滑处理以使两者安装后紧密相贴，保证在油缸的使用压力下能达到密封不漏油。

优选地，所述活塞体为圆柱体形状，活塞缸筒体为圆筒体形状；活塞端头钢板为方形或者圆形，其上下平面分别不小于布置橡胶支座和活塞体所需的空间；所述缸底钢板为方形或者圆形，其上下平面不小于布置活塞缸筒体以及与桥梁下部结构连接所需的空间。

优选地，橡胶支座的底面与活塞端头钢板之间采用环氧树脂胶粘贴固定。

本实用新型可根据活动桥梁活动端受到的支点反力大小，以及活动端桥梁上下部构件间的相对位移量，经计算后选择可伸缩支座的设计伸缩量、综合油缸可以承受的压力能力确定油缸的大小尺寸；然后在工厂内按上述参数加工制造支座可伸缩的上半部以及支座可伸缩的下半部，上半部与下半部组拼，并对两者间空腔注入适量的液压油体后共同组成可承压及伸缩的一个液压油缸结构；再根据受力要求，选择承载力与位移量满足要求的常规板式橡胶支座，在现场根据活动桥梁支座布置要求，固定左右两个可伸缩支座的液压油缸结构，上部安装常规板式橡胶支座，以耐压管路连接两个可伸缩支座的液压油缸；然后在临时支撑的辅助下安装上部桥梁结构，最后通过注油孔注油(或者排油)与逐步解除临时支座的调整方式，使适用于活动桥梁的自调整支座结构系统达到初始平衡状态，其后开始正常工作。

本实用新型依据连通器原理，通过调整活动桥梁活动端两侧支座的轴向伸缩，保持活动端的两侧支座缸体中有液压油体的压强基本相等，从而保证支座能自调整以适用桥梁上下部结构的相对变位差，提供给上部桥梁两侧以相对均衡的支承力，保证活动桥梁有与固定桥梁基本相同的受力性能，在不改变桥梁结构的情况下，确保桥梁上部结构的安全受力性能与使用舒适度。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2为本实用新型应用于直升式开启桥对应活动桥梁的工作原理示意图；

图3为本实用新型应用于一端固定在墩台、另一端支撑在浮体上的浮桥对应活动桥梁的工作原理示意图。

图中，1为橡胶支座，2为伸缩上半部，21为活塞端头钢板，22为活塞体，23为排气孔，3为液压油体，4为伸缩下半部，41为活塞缸筒体，42为缸底钢板，43为注油孔，5为耐压连通管路，51为外伸管，52为连通管。

具体实施方式

下面结合附图通过具体实施例对本实用新型做进一步说明：

本实施例中，参照图1-图3，所述适用于活动桥梁的新型自调整支座结构系统，包括有左右两处可轴向伸缩的支座(左支座和右支座)，支座包括有伸缩上半部2和伸缩下半部4，伸缩上半部2与伸缩下半部2相互对接装配形成可相对运动的结构；在伸缩下半部4与伸缩上半部2之间形成的缸体中填充液压油体3，左右两支座的缸体之间通过耐压连通管路5连接成液压油体3可自由流动的连通结构，液压油体3由压力变大的缸体往压力变小的缸体流动，直至同水平面处压强相等；在两支座的伸缩上半部2上均固定有橡胶支座，活动桥梁的活动端上部结构底部搁置在橡胶支座1上，形成通过左右两支座同时支撑活动桥梁活动端的结构；伸缩下半部4固定在支撑桥梁的墩台结构或支撑桥梁的(船体)浮体结构上。

由伸缩下半部4与伸缩上半部2组合成一个可轴向伸缩的密封结构缸体，缸体内部由液压油体3填充满。

所述伸缩上半部2包括有活塞端头钢板21和活塞体22，活塞端头钢板21固定于活塞体22的顶端，并与活塞体22连接为一整体结构，活塞体22的下部插入于伸缩下半部4中；橡胶支座1固定在活塞端头钢板21上；在活塞体22中设置有排气孔23，通过排气孔23连通支座的缸体与外部空间，但自调整支座结构系统工作状态时其为密闭，使两边的缸体内液压油体能保持同水平面处压强相同。

所述伸缩下半部4包括有活塞缸筒体41和缸底钢板42，活塞缸筒体41与缸底钢板42连接为一整体结构，缸底钢板42固定在支撑桥梁的墩台结构或支撑桥梁的浮体结构上；所述活塞体22插入于活塞缸筒体41中，由活塞体22下端与活塞缸筒体41组成用于盛放液压油体3的缸体；在活塞缸筒体41的侧壁下部设置有注油孔43和外伸管51，连接左右两支座的活塞缸筒体41的耐压连通管路5包括有柔性的连通管52，连通管52的两端分别与外伸管51连接固定，在外伸管上设置有阀门。

所述橡胶支座1为符合中国国家交通行业标准《公路桥梁板式橡胶支座规格系列》jt/t663的桥梁常规板式橡胶支座，其规格及尺寸由支座需承担的竖向力与相对水平变形量确定。

所述缸底钢板42、活塞缸筒体41、活塞端头钢板21及活塞体22均采用q235碳素结构钢或q355低合金钢制成。

所述活塞体22与活塞缸筒体41之间的接触面均通过表面光滑处理以使两者安装后紧密相贴，保证在油缸的使用压力下能达到密封不漏油。

所述活塞体22为圆柱体形状，活塞缸筒体41为圆筒体形状；活塞端头钢板21为方形或者圆形，其上下平面分别不小于布置橡胶支座1和活塞体22所需的空间；所述缸底钢板42为方形或者圆形，其上下平面不小于布置活塞缸筒体41以及与桥梁下部结构连接所需的空间。

橡胶支座1的底面与活塞端头钢板21之间采用环氧树脂胶粘贴固定。

该自调整支座结构系统的具体实施：

首先，根据活动桥梁的使用要求与各种受力工况，计算分析得出桥梁活动端两个支座需要的竖向承载力、水平变形量以及两个支座位置处桥梁上下部结构可能的竖向位移相对差，作为自调整支座系统的设计控制参数。

其次，根据上述参数选择合适规格的桥梁常规板式橡胶支座1，并根据其尺寸、支座需要的竖向承载力、支座位置处桥梁上下部结构可能的竖向相对位移差，设计确定支座的伸缩上半部2及伸缩下半部4的尺寸与材料要求，并在机械工厂内制造好伸缩上半部2及伸缩下半部4。

第三步，组拼伸缩上半部2及伸缩下半部4，并注入液压油体3，形成两个液压油缸结构。

第四步，将工厂内制造合格的由支座伸缩上半部2、伸缩下半部4及液压油体3组成的两个液压油缸结构，以及采购的成品桥梁常规板式橡胶支座1在现场安装，先将缸底钢板42与桥梁下部结构固结，连接耐压连通管路5，使两个液压油缸结构的液压油体3连通，并在其上放置桥梁常规板式橡胶支座1，设置临时支撑架设活动桥梁，最后通过注油孔43调整液压油缸结构内液压油体3的量，然后逐步卸除临时支撑，调平自调整支座结构系统，使其达到初始平衡状态。

第五步，开启活动桥梁的启、闭过程，自调整支座结构系统自动工作；当本新型应用到浮桥时，自调整支座结构系统随下部船舶浮体的摆动自动工作。

应用于直升式开启桥对应活动桥梁的工作原理阐述如下：

1、桥梁开启时，由于桥梁常规板式橡胶支座1与桥梁上部结构是直接搁置的，开启桥提升时，橡胶支座1会与上部桥梁结构活动端自动脱离。

2、桥梁每次下降闭合时，桥梁的梁端(活动端)由于各种因素作用与影响，梁同端的两个支座位置与桥梁常规板式橡胶支座1的相对距离会存在一定量的差异，为了方便阐述工作原理，做如下假定：初始平衡状态两个支座的竖向承载力相同、支座规格相同、液压油体3的液面高度为同一水平面，在某次闭合过程中，右支座的位置下降较快，并以这次闭合过程进行描述。

3、根据前述假定，当桥梁上部结构在右支座处与桥梁常规板式橡胶支座1接触，并对右支座的液压油缸施加压力时，桥梁上部结构在左支座处与桥梁常规板式橡胶支座1还未接触，故右支座油缸内的液压油体3压强增加，并大于左支座油缸内的液压油体3压强，右支座内的液压油体通过耐压连通管路5流向左支座的油缸，并达到一个新的平衡。

4、上述3中描述的新平衡状态为：左支座上升h1高度，右支座下降h2高度，(h1+h2)的值刚好为梁同端的两个支座位置桥梁上下部结构的相对距离存在的差异量，二个支座油缸内的液压油体3的液面高度差亦为(h1+h2)。

5、根据连通器压强原理，左支座与右支座提供给上部结构的支撑力差值f为：f＝液压油体3的容重×钢活塞22的截面积×(h1+h2)，由于(h1+h2)绝对值相对较小，支撑力差值f较小，故达到了支座自调整，以适用桥梁上下部结构的相对变位差，提供给上部桥梁两侧以相对均衡的支承力。

应用于一端固定在墩台、另一端支撑在浮体上的浮桥对应活动桥梁的工作原理阐述如：

s1、浮桥在支撑在船舶浮体的一端，支座结构随船舶浮体的上下浮动与摆动进行跟随活动。

s2、梁同端的两个支座位置与桥梁常规板式橡胶支座1在船舶浮体的摆动作用下，两个支座桥梁处上下部结构的相对距离一定会存在差异，为了方便阐述工作原理，做如下假定：相对距离存在的差异已有初步控制且其量值不大，初始平衡状态两个支座的竖向承载力相同、支座规格相同、液压油体3液面高度为同一水平面，在某次船舶浮体的摆动过程中，右支座位置桥梁上下部相对距离为增加状态。

s3、假定船舶浮体的摇摆带动左支座位置的支座下部缸底钢板42上升，右支座的缸底钢板42下降，这样初设平衡破坏，由于左支座的油缸会强迫压缩，其油缸内的液压油体3压强增大，使其通过耐压连通管路5流向右支座的油缸，并达到一个新的平衡。

s4、上述s3的新平衡状态为：左支座的油缸压缩h1高度，右支座的油缸伸长h2高度，(h1+h2)的值刚好为两个支座的缸底钢板42高程存在的相对差，两个支座油缸内的液压油体3液面高度维持在同一水平面。

根据连通器压强原理，左支座与右支座通过油缸内液压油体的流动，直至液面平齐，液面顶面压强一致，故浮桥通过支座自调整以适用桥梁下部船舶浮体结构的相对高差，提供给上部桥梁活动端两侧以均衡的支承力，从而保证活动桥梁有与固定桥梁基本相同的受力性能。

以上已将本实用新型做一详细说明，以上所述，仅为本实用新型之较佳实施例而已，当不能限定本申请实施范围，即凡依本申请范围所作均等变化与修饰，皆应仍属本实用新型涵盖范围内。

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