一种大水平力拉压支座
技术领域
本发明涉及桥梁及其他建筑物支座技术领域，特别涉及一种大水平力拉压支座。
背景技术
桥梁用单向活动支座的基本功能是传递竖向压力、水平力，并释放力矩，在某些特殊场景，支座需要承受、传递拉力。可传递拉力的支座有铰轴支座、带扣板的橡胶支座、带扣板钢支座以及带有中间拉栓的钢支座。其中带有中间拉栓的球形钢支座由于受力合理、制造工艺成熟，成为性价比最高的解决方案。
针对城市轨道交通(如磁悬浮、轻轨或类似交通形式)的钢结构轨道梁，目前带有中间拉栓的抗拉球形钢支座存在以下不足：
1、由于抗拉结构的影响，且抗水平力结构加工不易，支座水平承载力偏低。
2、在摆动时可能造成水平承载结构应力集中。
另外，栓盘上表面与球冠衬板之间的球面接触面积小，传统做法是在二者之间设置常规耐磨板，但是常规耐磨板承受和传递拉力的能力不足，容易变形或碎裂，影响使用寿命。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：针对上述存在的问题，提供了一种大水平力拉压支座，结构稳定合理，对水平载荷的承载能力好，摆动状态时对水平承载结构无影响，不会造成水平承载结构应力集中。
本发明采用的技术方案如下：一种大水平力拉压支座，包括球面板、球冠衬板、中间拉栓和底座，所述球面板的下表面与所述球冠衬板的上表面之间为球面接触且相匹配，所述球面板中心位置具有螺纹孔，所述球冠衬板中心位置具有通孔，所述中间拉栓穿过所述通孔并与所述球面板螺纹固定连接，所述中间拉栓的底部具有栓盘，所述球冠衬板的底部具有竖向限位槽，所述栓盘卡在所述竖向限位槽内，所述栓盘上表面与所述竖向限位槽之间为球面接触且相匹配，所述底座具有安装槽，所述底座的前、后壁上均具有承拉凸台，所述承拉凸台与所述安装槽底面之间具有安装间隙，所述球冠衬板底部具有环形限位台，所述环形限位台前后端卡装在所述安装间隙内；所述球面板底部具有环形台阶，所述环形台阶的外表面为球面、其外表面套装有传力套，所述环形台阶外表面与所述传力套内表面接触配合，所述传力套支撑设置于两承拉凸台上，所述环形台阶可在所述传力套内转动和摆动，所述底座的前壁、后壁、左壁和右壁均与所述传力套接触并形成限位。
如此设置，球面板、中间拉栓、栓盘、球冠衬板、竖向限位槽、承拉凸台和环形限位台的配合保证了整个结构能够可靠有效地承受和传递拉力，传递拉力的过程对传力套无影响，在摆动时，环形台阶可在传力套内摆动，不会造成水平承载结构应力集中，同时，在承受水平载荷时，水平载荷直接通过球面板的环形台阶传递至传力套，再通过传力套传递至底座，对球冠衬板、中间拉栓、栓盘、球冠衬板和承拉凸台等承受拉力的结构无影响，传力套的设置有效提高了支座的水平承载力；环形限位台的前、后、左、右端分别与底座前、后、左、右壁之间具有适应间隙，球冠衬板与承拉凸台内端面之间也具有适应间隙，再加上相应部件之间的球面接触配合、环形台阶的外表面的球面设计，可保证支座摆动运动的顺利进行，摆动时，球冠衬板能够在适应间隙范围内适应性地水平移动。
本发明所述的一种大水平力拉压支座，所述中间拉栓上套装有环形垫块，所述环形垫块材质为铜合金，具体设置为锡青铜材质，所述环形垫块卡在所述竖向限位槽内，所述环形垫块竖向覆盖住所述栓盘外边缘，所述栓盘上表面与所述环形垫块下表面之间为球面接触且相匹配。
如此设置，锡青铜材质的环形垫块加强了二者之间承受和传递拉力的能力，同时也增加了传力面积，保证了使用寿命。
本发明所述的一种大水平力拉压支座，所述传力套的外形轮廓为矩形块状，其前后端对应支撑设置于两承拉凸台上表面，矩形所述传力套的前端、后端、左端和右端分别与所述底座的前壁、后壁、左壁和右壁对应面接触。
如此设置，将传力套设计为矩形块状，其前、后、左、右端分别与底座的前、后、左、右壁之间对应面接触，更有利于水平载荷的传递，避免应力集中，提高了支座的水平承载力。
本发明所述的一种大水平力拉压支座，所述传力套的内表面也为球面，所述环形台阶外表面与所述传力套内表面之间为球面接触且相匹配。
如此设置，环形台阶外表面与传力套的球面接触且相匹配，进一步提升了对水平载荷的承载能力，且避免应力集中。
本发明所述的一种大水平力拉压支座，所述底座的左壁和右壁均为挡块，所述挡块的底部具有安装凸沿，所述底座的左右端均开设有安装扣槽，两挡块的安装凸沿正好安装于对应的安装扣槽中，两挡块均与所述底座固定连接。
如此设置，使得底座的设计加工大大简化，同时简化了支座各零部件的装配过程。
本发明所述的一种大水平力拉压支座，两挡块分别与所述底座焊接固定，或者，两挡块分别通过螺栓与所述底座的前壁和后壁固定连接。
如此设置，挡块在支座上的安装固定过程方便快捷，当采用螺栓这种可拆卸固定连接方式时，使得整个结构的组装过程更加方便，可实现零部件的更换。
本发明所述的一种大水平力拉压支座，所述底座上可拆卸地固定安装有压板，所述压板用于压住所述传力套的上表面。
如此设置，可有效避免传力套意外脱离，同时使得支座可以倒置安装使用，传力套也不会脱落。
与现有技术相比，采用上述技术方案的有益效果为：本发明结构稳定合理，对水平载荷的承载能力好，摆动状态时对水平承载结构无影响，不会造成水平承载结构应力集中。
附图说明
图1是本发明局部剖视图一；
图2是本发明局部剖视图二；
图3是本发明中带有安装扣槽的底座示意图；
图4是本发明中挡块的结构示意图。
附图标记：1为球面板，2为球冠衬板，3为中间拉栓，4为底座，5为栓盘，6为竖向限位槽，7为安装槽，8为承拉凸台，9为环形限位台，10为环形台阶，11为传力套，12为环形垫块，13为挡块，14为安装凸沿，15为安装扣槽，16为压板，17为环形耐磨板一，18为环形耐磨板二，19为适应间隙。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步描述。
实施例1
如图1和2所示，一种大水平力拉压支座，包括球面板1、球冠衬板2、中间拉栓3和底座4，球面板1的下表面与球冠衬板2的上表面之间为球面接触且相匹配，球面板1中心位置具有螺纹孔，球冠衬板2中心位置具有通孔，中间拉栓3穿过通孔并与球面板1螺纹固定连接，中间拉栓3的底部具有栓盘5，球冠衬板2的底部具有竖向限位槽6，栓盘5卡在竖向限位槽6内，栓盘5上表面与竖向限位槽6之间为球面接触且相匹配，底座4具有安装槽7，底座4的前、后壁上均具有承拉凸台8，承拉凸台8与安装槽7底面之间具有安装间隙，球冠衬板2底部具有环形限位台9，环形限位台9前后端卡装在安装间隙内；球面板1底部具有环形台阶10，环形台阶10的外表面为球面、其外表面套装有传力套11，环形台阶10外表面与传力套11内表面接触配合，传力套11支撑设置于两承拉凸台8上，环形台阶10可在传力套11内转动和摆动，底座4的前壁、后壁、左壁和右壁均与传力套11接触并形成限位。
进一步地，中间拉栓3上套装有环形垫块12，环形垫块12材质为铜合金，具体设置为锡青铜材质，环形垫块12卡在竖向限位槽6内，环形垫块12竖向覆盖住栓盘5外边缘，栓盘5上表面与环形垫块12下表面之间为球面接触且相匹配；同时，球面板1的下部固定安装有环形耐磨板一17，此环形耐磨板一17与球管衬板上表面之间为球面接触且相匹配，球冠衬板2底部固定安装有环形耐磨板二18，此环形耐磨板二18与底座4之间为平面接触，环形耐磨板一17和环形耐磨板二18均为锡青铜材质，保证使用寿命。
支座使用时，球面板1与上部钢梁固定连接，底座4与下部墩台固定连接；
当支座受拉时，球面板1拉住中间拉栓3，中间拉栓3将拉力传递到环形垫块12，环形垫块12向上顶与之配合的球冠衬板2，而球冠衬板2底部的环形限位台9被承拉凸台8下部压住，这样拉力能够可靠传递到底座4及其下部结构；
当球面板1受力并相对于球冠衬板2摆动时，带动中间拉栓3，由于中间拉栓3的栓盘5上表面与球冠衬板2底部的竖向限位槽6之间为球面接触且相匹配，同时，球面板1的下表面与球冠衬板2的上表面之间为球面接触且相匹配，因此球面板1与底座4之间可发生相对摆动运动而不引起内力，环形限位台9的前、后、左、右端分别与底座4前、后、左、右壁之间具有适应间隙19，球冠衬板2与承拉凸台8内端面之间也具有适应间隙19，摆动时，球冠衬板2能够在适应间隙19范围内适应性地水平移动以适应相对摆动运动；
当支座承受水平荷载时，水平载荷直接通过球面板1的环形台阶10传递至传力套11，再通过传力套11传递至底座4，对球冠衬板2、中间拉栓3、栓盘5、球冠衬板2和承拉凸台8等承受拉力的结构无影响。
实施例2
如图1和2所示，在实施例1的基础上，传力套11的外形轮廓为矩形块状，其前后端对应支撑设置于两承拉凸台8上表面，矩形传力套11的前端、后端、左端和右端分别与底座4的前壁、后壁、左壁和右壁对应面接触。
进一步地，传力套11的内表面也为球面，环形台阶10外表面与传力套11内表面之间为球面接触且相匹配。
实施例3
如图2、3和4所示，在实施例2的基础上，底座4的左壁和右壁均为挡块13，挡块13的底部具有安装凸沿14，底座4的左右端均开设有安装扣槽15，两挡块13的安装凸沿14正好安装于对应的安装扣槽15中，安装扣槽15与安装凸沿14的配合可实现对挡块13的限位，两挡块13均与底座4固定连接。
具体地，两挡块13分别与底座4焊接固定，或者，两挡块13分别通过螺栓与底座4的前壁和后壁固定连接，在本实施例中，两挡块13通过螺栓(图中未示出)与前壁和后壁固定连接，螺栓沿前壁和后壁的长度方向旋进。
实施例4
如图1和2所示，在实施例3的基础上，底座4上可拆卸地固定安装有压板16，压板16用于压住传力套11的上表面；具体在底座4的前壁顶部通过螺栓固定安装一块压板16。
本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。如果本领域技术人员，在不脱离本发明的精神所做的非实质性改变或改进，都应该属于本发明权利要求保护的范围。
