[发明专利]一种超高性能混凝土球铰的制作方法

权利要求书

1.一种超高性能混凝土球铰的制作方法，其特征为：下球铰和上球铰均用掺有纤维的超高性能混凝土制作而成；下球铰的下凹的面层有至少一个纤维定向层，纤维定向层内的纤维沿经向或纬向定向排列；施工纤维定向层时，用于表面整形的母线条、使纤维沿经向定向的经向定向板合件、使纤维沿纬向定向的纬向定向板合件，均可分别安装在沿球铰的转轴旋转的旋转架上；经向定向板合件包括经向定向板、安装在经向定向板下表面且宽度方向沿经向的定向片；纬向定向板合件包括纬向定向板、安装在纬向定向板下表面且宽度方向沿纬向的定向片；纬向定向板合件通过旋转架的转动使对应层内的纤维趋于沿纬向排列；经向定向板合件可沿旋转架的经向的弧形杆经向往复滑动，使所在扇形区域对应层内的纤维趋于沿经向排列；多次按所述扇形区域的圆心角转动旋转架并执行相同的操作，可使对应层内的纤维趋于沿经向排列；球铰制作过程包括以下施工步骤：

S1：绑扎下球铰内钢筋绑扎下球铰的钢筋，包括在下球铰的面层下方配置的环形钢筋和放射形曲线钢筋组成的球面形钢筋网，搭设下球铰周边的模板；

S2：旋转架及母线条的制作， 制作旋转架，并安装到球铰转轴的钢套筒上；旋转架包含有弧形杆，弧形杆下表面对应圆弧的半径比设计的球铰的球面半径小Δ；母线条横截面高度为Δ；

S3：制备纬向定向板合件和经向定向板合件

S3-1：制备纬向定向板合件纬向定向板的下表面焊接有定向片，上表面焊接螺栓，可通过调整螺母，调整定向片底端离开弧形杆下表面的距离，并在定向片底端抵到设计的相应纤维定向层底部位置时，在螺栓上做相应标记；

S3-2：制备经向定向板合件经向定向板的下表面焊接有定向片，上表面焊接螺栓，可通过调整螺母，调整定向片底端离开弧形杆下表面的距离，并在定向片底端抵到设计的相应纤维定向层底部位置时，在螺栓上做相应标记；

S4：首层纤维定向层的制作制备掺入钢纤维的超高性能混凝土，向下球铰的模板内浇筑，中间部分留出凹坑；旋转架上安装母线条，并垫有垫板；转动旋转架，利用母线条修整得到相应球冠；卸下旋转架上的母线条和垫板，换上相应的定向板合件，进行纤维定向操作；对于纬向纤维定向板合件，调整螺母，使螺母达到对应标记处；转动旋转架一周，完成相应纤维定向层的制作；对于经向定向板合件，调整螺母位置到达相应标记处，下方螺母并不拧紧，其上端面到弧形下弦杆下表面1mm；沿经向来回推动经向定向板，完成纤维定向层所在扇形区域内纤维的定向；旋转架旋转，角度为经向纤维定向板对应的圆心角，按前述方法完成所在扇形区域内纤维的定向；如此反复，完成该层内纤维的经向定向；

S5：第二层纤维定向层的制作继续向凹坑内均匀浇筑一层掺入钢纤维的超高性能混凝土；旋转架上安装母线条，并垫相应垫板；转动旋转架，利用母线条修整得到一个球冠；卸下旋转架上的母线条和垫板，换上相应的纤维定向板合件，使纤维定向；

S6：最上层纤维定向层的制作继续向凹坑内均匀浇筑一层掺入钢纤维的超高性能混凝土；旋转架上安装母线条，不再安装垫板；转动旋转架，利用母线条修整得到一个球冠；卸下旋转架上的母线条，换上相应的纤维定向板合件，使纤维定向；再次在旋转架上只安装母线条，转动旋转架，利用母线条修整球冠，多次转动旋转架进行表面修整；卸下旋转架；

S7：浇筑上球铰最后浇筑的下球铰混凝土层达到设计强度后，在下球铰的球冠面上涂脱模剂，并铺两层塑料薄膜；套筒外露表面涂抹黄油并用塑料薄膜包裹，向套筒内倒入黄油，销轴放入套筒内并用一盖子封堵套筒的上端口，并在盖子外露面涂抹黄油并包裹薄塑料；绑扎钢筋，浇筑上球铰；

S8：上球铰与下球铰的磨合上球铰混凝土达到设定强度后，吊起上球铰，清洗下球铰上表面；在下球铰的上表面撒满白石灰粉，安放上球铰；推动上球铰旋转数周，吊起上球铰，观察上球铰和下球铰的接触面，适当打磨已无白石灰粉处，用超高性能混凝土修补白石灰粉聚集处；多次重复，直到上球铰和下球铰密贴；清洗上球铰和下球铰接触面，吹干，在下球铰的凹形面层上涂满黄油，合上上球铰；

S9：转动装置其它主要部分的制作。

2.根据权利要求1所述的超高性能混凝土球铰的制作方法，其特征在于：所述的纤维为钢纤维。

3.根据权利要求1所述的超高性能混凝土球铰的制作方法，其特征在于：所述的定向片的材质为不锈钢，形状为矩形，周边打磨成无棱角；定向片的高度大于等于各纤维定向层的厚度。