本發明屬于橋梁及建筑結構領域，涉及一種具有抗傾覆功能的轉體施工用球鉸裝置。

背景技術：

近年來，隨著橋梁施工技術及施工工藝的不斷創新與發展，橋梁轉體施工被廣泛應用于跨越交通繁忙的鐵路既有線、高速公路、高山峽谷、水深流急、航道通航頻繁等的橋梁工程施工。橋梁轉體施工可以將橋梁軸線空間施工轉化為沿岸線或條件較好的地面施工，為特殊條件下橋梁施工的安全、質量、進度提供可靠保證。轉體施工技術以其經濟、方便、可靠的特點愈來愈受到橋梁建設者的青睞。

轉體球鉸裝置是橋梁轉體施工的核心部件，是保證轉體施工安全及轉動精度的關鍵所在。目前工程中常用的轉體球鉸裝置由轉體施工用球鉸、滑道、撐腳三部分組成，轉體球鉸為轉體的核心構件，承受上部結構荷載及進行轉動；滑道為撐腳和沙箱支撐提供滑動面；撐腳與上轉盤固結，作為輔助支撐和保險支腿，防止上部結構荷載偏心造成傾覆，為轉體啟動時輔助頂推的持力面，如圖1所示。現有轉體球鉸裝置結構龐大，安裝施工需分部安裝進行，安裝程序較為復雜，施工精度不易控制，且安裝周期較長。

技術實現要素：

為解決上述技術問題，本發明提供一種具有抗傾覆功能的轉體施工用球鉸裝置，通過在現有轉體施工用球鉸的外緣增加抗拉裝置，在橋梁轉體時防止由于上部橋梁結構重心不平衡及其它因素造成的橋梁結構傾覆，以有效防護橋梁結構轉體時的安全及轉體的順利進行。

為實現上述技術目的，所采用的技術方案是：一種具有抗傾覆功能的轉體施工用球鉸裝置，由呈上下設置的上球鉸和下球鉸，以及設置在上球鉸和下球鉸中心的定位銷軸組成，上球鉸的下表面上設有為凸球狀的上球鉸環形板，下球鉸的上表面上設有與上球鉸環形板相匹配的凹球狀的下球鉸環形板，在下球鉸環形板內設置的球面非金屬滑板與上球鉸環形板組成轉動摩擦副，所述的上球鉸環形板和下球鉸環形板的直徑大于上球鉸或下球鉸的直徑，抗拉環通過多個抗拉螺栓固定在伸出下球鉸的下球鉸環形板的上表面上，抗拉環和下球鉸環形板之間圍成開口方向朝向球鉸中心的環形空腔，在抗拉環和下球鉸環形板之間的環形空腔內設置有上球鉸環形板，設置于環形空腔內的上球鉸環形板的上表面和側面與抗拉環的內壁之間設有間隙，設置于環形空腔內的上球鉸環形板的下表面與和下球鉸環形板的上表面之間設有間隙。本發明伸出下球鉸的下球鉸環形板上表面均布有防傾環形滑板，防傾環形滑板對應上球鉸環形板下表面設置。

本發明所述的下球鉸環形板的下表面上焊接有設置于下球鉸內部的下球鉸環形筋和下球鉸放射筋。

本發明所述的上球鉸環形板的上表面上焊接有設置于上球鉸內部的上球鉸環形筋和上球鉸放射筋。

本發明所述的上球鉸環形板的側面為平面，其對應的抗拉環的內側面為平面。

本發明有益效果是：通過本發明實現了橋梁轉體施工用球鉸裝置在橋梁轉體時具備抗傾覆的功能，兼具有滑道及撐腳的功能，在轉體系統中無需單獨設置滑道及撐腳結構，減小了承臺及墩身（或梁底）的結構，節省工程材料，安裝施工方便，降低了現場施工的難度，提高了施工的便利性及效率。

在橋梁轉體施工用球鉸裝置安裝施工時，采用整體吊裝一次安裝到位，大大提高了現場安裝施工的效率及安裝精度。

在進行橋梁轉體牽引施工時，當由于不平衡引起橋梁結構發生豎向大的傾轉時，可以及時發揮防傾覆功能，保證橋梁轉體的安全順利進行。

附圖說明

圖1為現有技術的結構示意圖；

圖2為本發明的結構示意圖；

圖3為本發明的俯視結構示意圖；

圖4為本發明的局部放大圖；

圖中：1、下球鉸，2、下球鉸定位筒，3、下球鉸面板，4、球面非金屬滑板，5、下球鉸環形筋，6、下球鉸放射筋，7、下球鉸環形板，8、防傾環形滑板，9、抗拉螺栓，10、抗拉環，11、上球鉸環形板，12、上球鉸放射筋，13、上球鉸環形筋，14、上球鉸面板，15、上球鉸定位筒，16、定位銷軸，17、上球鉸，18、球鉸，19、滑道，20、撐腳。

具體實施方式

如圖2所示，一種具有抗傾覆功能的轉體施工用球鉸裝置，所述裝置主要由下球鉸1、球面非金屬滑板4、抗拉螺栓9、抗拉環10、定位銷軸16、上球鉸17等部件組成。

所述裝置的下球鉸定位筒2、上球鉸定位筒15與定位銷軸16共同組成定位機構，以滿足橋梁轉體結構轉體時的定位需求，定位銷軸16設置在上球鉸定位筒15和下球鉸定位筒2內，位于上球鉸17和下球鉸1的中心位置，并垂直設置。

所述裝置的下球鉸1的凹球面與上球鉸17的凸球面構成裝置的轉動機構，上球鉸17的凸球面與鑲嵌于下球鉸1凹球面上的球面非金屬滑板4組成轉動摩擦副，適應橋梁轉體的水平與豎向適度轉動需求。

所述裝置的下球鉸環形板7與上球鉸環形板11形成裝置的防傾機構，上球鉸環形板11的下平面與固定于下球鉸環形板7上平面的平面非金屬滑板8組成防傾摩擦副，抵抗上部橋梁轉體結構在不平衡力作用下的傾覆力矩。所述裝置的轉動摩擦副，在上部橋梁結構荷載作用下，上球鉸17的凸球面與鑲嵌于下球鉸1凹球面上球面非金屬滑板4進行緊密接觸，承受上部結構荷載并適應水平轉動及豎向轉動。球面非金屬滑板4分片成規律地布置于下球鉸1的凹球面上，可以顯著降低橋梁轉體時的水平牽引力。

所述裝置下球鉸1及上球鉸17分別布置有下球鉸環形筋5、下球鉸放射筋6及上球鉸環形筋13、上球鉸放射筋12，以增強下球鉸及上球鉸的抗變形能力，環形筋及放射筋采用整體鑄造方式與下球鉸及上球鉸進行聯接，環形筋及放射筋也可采用焊接方式與下球鉸及上球鉸整體進行聯接。

所述裝置的下球鉸環形板7、抗拉螺栓9、抗拉環10、上球鉸環形板11構成裝置的抗拉機構，當上部橋梁轉體結構在不平衡力作用下產大的傾轉時，能夠發揮抗拉拔的作用，近而防止橋梁上部轉體結構的進一步傾覆。下球鉸環形板7從下球鉸的側面伸出的部分為一環形面板，在這環形面板上置有呈環形的抗拉環，抗拉環通過抗拉螺栓9固定在此上方，抗拉環10與下球鉸環形板7圍成開口方向朝向球鉸中心的環形空腔，在此環形空腔內置有伸出上球鉸17的上球鉸環形板11，抗拉機構與下球鉸1及上球鉸17共同作用使球面摩擦副及防傾摩擦副處于封閉的空間內，避免摩擦副處受到污染。

所述的下球鉸環形板7和上球鉸環形板11為一體鑄造而成，節省工藝及安裝。

所述裝置防傾摩擦副的防傾環形滑板8鑲嵌并均布于下球鉸環形板7上，并對應上球鉸環形板11下表面設置固定牢靠。所述的防傾環形滑板8與上球鉸環形板11之間設置適當間隙，當不設置防傾環形滑板時，上球鉸環形板11下表面與和下球鉸環形板7的上表面之間設有間隙，以滿足球鉸裝置在豎向適度轉動的需求。

如圖3、4所示，所述裝置抗拉機構的抗拉環10通過抗拉螺栓9與下球鉸環形板7固定。抗拉環10呈彎折狀，其截面為z字型，其中兩段相互平行，中間段與另外兩段相垂直，與下球鉸環形板7相貼合的一段通過抗拉螺栓9固定在伸出下球鉸的下球鉸環形板7上。所述的抗拉環10與上球鉸環形板11上表面之間及抗拉環10與上球鉸環形板11側面之間設置適當間隙，以滿足球鉸裝置在豎向適度轉動的需求。當橋梁結構的傾轉超過要求時抗拉環10與上球鉸環形板11共同作用，限制轉體橋梁結構的進一步傾轉，進而達到防止轉體橋梁傾覆的目的。

所述的上球鉸環形板11的側面與抗拉環10對應的內側面均為平面，兩者之間的間隙在球鉸運動時不接觸，不會產生摩擦損耗，同時還具有一定的密封作用。

新型轉體裝置取消了滑道、撐腳結構，減小了承臺及墩身（或梁底）的結構，節省工程材料，降低了現場施工的難度，提高了施工的便利性及效率；主體結構采用鑄造成形結構減少了拼焊、旋壓、焊接加工工序，可以有效降低加工成本。