本发明涉及建筑工程的屋盖支座领域，尤其是涉及一种带预压装置的分体式固定球铰支座。
背景技术：
固定球铰支座是一种建筑工程支座，广泛应用于大跨度结构，可以实现以下功能：①支座具有各方向的转动能力；②能够将上部结构产生的竖向荷载及水平荷载传递到下部支承结构。
《桥梁球型支座》(gb/t17955-2009)中给出了固定球铰支座形式，构造如图1所示，主要由上支座板01、下支座板02、不锈钢板03、聚四氟乙烯板04以及中间球冠板05等组成。该支座形式在竖向压力作用下，可通过聚四氟乙烯板04、中间球冠板05实现上述的第①项功能。但是，在竖向拉力作用下，聚四氟乙烯板04、中间球冠板05会脱开，受拉接触部位为上下支座板的齿牙咬合处，由于齿牙咬合处存在间隙且未设置滑动材料，在支座承受拉力作用时很难实现各方向的转动功能。
基于以上描述，亟需要一种新的固定球铰支座，以解决现有技术中存在的固定球铰支座在承受拉力作用时很难实现各方向的转动功能的问题。
公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种带预压装置的分体式固定球铰支座，以解决现有技术中存在的技术问题。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
本发明提供
一种带预压装置的分体式固定球铰支座，包括：固定球铰支座、预压装置、上部结构以及下部结构，其中，所述上部结构通过所述固定球铰支座上部的上支座板与固定球铰支座固定连接，所述下部结构通过所述固定球铰支座下部的下支座板与固定球铰支座固定连接；
所述预压装置包括若干根拉索，所述拉索的两端分别铰接连接在所述上部结构和所述下部结构上；所述拉索上施加有预拉力，对所述固定球铰支座产生预压力。
作为一种进一步的技术方案，所述拉索的数量、刚度、长度和承载力通过包括所述固定球铰支座、拉索、上部结构以及下部结构的整体力学模型计算确定。
作为一种进一步的技术方案，所述拉索施加的预拉力值为不施加预拉力情况下所述固定球铰支座承受拉力的1.2倍～1.5倍。
作为一种进一步的技术方案，若干根所述拉索沿所述固定球铰支座的周向均匀分布设置。
作为一种进一步的技术方案，所述上部结构和所述下部结构上分别设置有上耳板和下耳板，配合所述上耳板和下耳板在所述拉索的两端分别设置有上锚具和下锚具，所述上耳板和所述上锚具以及所述下耳板和所述下锚具之间分别通过上销轴和下销轴铰接。
作为一种进一步的技术方案，所述上耳板和所述下耳板的板面顺所述拉索的轴向设置。
作为一种进一步的技术方案，所述上锚具和所述下锚具均呈u型。
作为一种进一步的技术方案，所述固定球铰支座与所述上部结构之间以及固定球铰支座与所述下部结构之间均通过焊接或螺栓实现固定连接。
采用上述技术方案，本发明具有如下有益效果：
本发明通过拉索的预拉力对固定球铰支座施加预压力，使固定球铰支座不承受拉力，思路清晰、构造简单、传力明确，消除了现有支座受拉状态下无法实现转动功能的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为现有技术中固定球铰支座的半剖视图；
图2为本申请实施例提供的带预压装置的分体式固定球铰支座的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的带预压装置的分体式固定球铰支座的剖视图；
图4为本发明实施例提供的带预压装置的分体式固定球铰支座的力学模型；
图标：01－上支座板、02－下支座板、03－不锈钢板、04－聚四氟乙烯板、05－中间球冠板；
1－上支座板、2－下支座板、3－中间球冠板、4－不锈钢板、5－聚四氟乙烯板、6－拉索、7a－上锚具、7b－下锚具、8a－上销轴、8b－下销轴、9a－上耳板、9b－下耳板、10－上部结构、11－下部结构、12－固定球铰支座、13－铰接点。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
结合图2和图3所示，本实施例提供一种带预压装置的分体式固定球铰支座，包括：固定球铰支座、预压装置、上部结构10以及下部结构11，其中，
所述上部结构10通过所述固定球铰支座上部的上支座板1与固定球铰支座固定连接，所述下部结构11通过所述固定球铰支座下部的下支座板2与固定球铰支座固定连接；
所述预压装置包括若干根拉索6，所述拉索6的两端分别铰接连接在所述上部结构10和所述下部结构11上；所述拉索6上施加有预拉力，对所述固定球铰支座产生预压力。
结合图4所示，在该实例中，作为一种进一步的技术方案，拉索6的数量、刚度、长度和承载力通过包括所述固定球铰支座12、拉索6、上部结构10以及下部结构11的整体力学模型计算确定，其中，拉索6与上部结构10以及下部结构11之间均通过铰接点13实现铰接连接。具体计算过程如下：应用结构设计软件midasgen建立包括所述固定球铰支座12、拉索6、上部结构10以及下部结构11的整体力学模型，所述拉索6的长度为l，数量为n，通过软件计算得到的所述拉索6的最大拉力为f，单位为kn；所述拉索6选用1860mpa级钢绞线拉索或者其他类型的拉索，强度为f，弹性模量为e，f和e的单位均为mpa；，计算拉索截面积为a＝f×1000/f，单位为mm2；计算得到所述拉索6刚度k＝nea/l。
在该实例中，作为一种进一步的技术方案，所述拉索6施加的预拉力值为不施加预拉力情况下所述固定球铰支座承受拉力的1.2倍～1.5倍。
在该实例中，作为一种进一步的技术方案，若干根所述拉索6沿所述固定球铰支座的周向均匀分布设置。
在该实例中，作为一种进一步的技术方案，所述上部结构10和所述下部结构11上分别设置有上耳板9a和下耳板9b，配合所述上耳板9a和下耳板9b在所述拉索6的两端分别设置有上锚具7a和下锚具7b，所述上耳板9a和所述上锚具7a以及所述下耳板9b和所述下锚具7b之间分别通过上销轴8a和下销轴8b铰接。
在该实例中，作为一种进一步的技术方案，所述上耳板9a和所述下耳板9b的板面顺所述拉索6的轴向设置。
在该实例中，作为一种进一步的技术方案，所述上锚具7a和所述下锚具7b均呈u型。
在该实例中，作为一种进一步的技术方案，所述固定球铰支座的中部设置有中间球冠板3，所述中间球冠板3具有平面滑动面和弧形滑动面；所述下支座板2上设置有与所述弧形滑动面相适配的弧形凹坑；所述中间球冠板3通过弧形滑动面放置在所述弧形凹坑内；所述平面滑动面与所述上支座板的下表面滑动配合。
在该实例中，作为一种进一步的技术方案，所述上支座板1的下表面与所述平面滑动面之间安装有第一滑动层；所述第一滑动层包括：安装在所述上支座板上的不锈钢板4以及安装在所述中间球冠板上的聚四氟乙烯板5；所述不锈钢板4与所述聚四氟乙烯板5受压接触。
在该实例中，作为一种进一步的技术方案，所述弧形凹坑与所述弧形滑动面之间安装有第二滑动层，所述第二滑动层为弧形滑动面上的聚四氟乙烯板5。
在该实例中，作为一种进一步的技术方案，所述固定球铰支座与所述上部结构10之间以及固定球铰支座与所述下部结构11之间均通过焊接或螺栓实现固定连接。
综上，本申请通过拉索的预拉力对固定球铰支座施加预压力，使固定球铰支座不承受拉力，思路清晰、构造简单、传力明确，消除了现有支座受拉状态下无法实现转动功能的问题。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
1.一种带预压装置的分体式固定球铰支座，其特征在于，包括：固定球铰支座、预压装置、上部结构以及下部结构，其中，
所述上部结构通过所述固定球铰支座上部的上支座板与固定球铰支座固定连接，所述下部结构通过所述固定球铰支座下部的下支座板与固定球铰支座固定连接；
所述预压装置包括若干根拉索，所述拉索的两端分别铰接连接在所述上部结构和所述下部结构上；所述拉索上施加有预拉力，对所述固定球铰支座产生预压力。
2.根据权利要求1所述的带预压装置的分体式固定球铰支座，其特征在于，所述拉索的数量、刚度、长度和承载力通过包括所述固定球铰支座、拉索、上部结构以及下部结构的整体力学模型计算确定。
3.根据权利要求1所述的带预压装置的分体式固定球铰支座，其特征在于，所述拉索施加的预拉力值为不施加预拉力情况下所述固定球铰支座承受拉力的1.2倍～1.5倍。
4.根据权利要求1所述的带预压装置的分体式固定球铰支座，其特征在于，若干根所述拉索沿所述固定球铰支座的周向均匀分布设置。
5.根据权利要求1所述的带预压装置的分体式固定球铰支座，其特征在于，所述上部结构和所述下部结构上分别设置有上耳板和下耳板，配合所述上耳板和下耳板在所述拉索的两端分别设置有上锚具和下锚具，所述上耳板和所述上锚具以及所述下耳板和所述下锚具之间分别通过上销轴和下销轴铰接。
6.根据权利要求5所述的带预压装置的分体式固定球铰支座，其特征在于，所述上耳板和所述下耳板的板面顺所述拉索的轴向设置。
7.根据权利要求5所述的带预应力装置的分体式固定球铰支座，其特征在于，所述上锚具和所述下锚具均呈u型。
8.根据权利要求1所述的带预压装置的分体式固定球铰支座，其特征在于，所述固定球铰支座与所述上部结构之间以及固定球铰支座与所述下部结构之间均通过焊接或螺栓实现固定连接。
技术总结