CN102251469A - 一种桥梁防落装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种桥梁防落装置，包括可安装于相邻梁体之间的主架体以及安装在主架体上的若干圈体；主架体呈“V”形，包括两根连接臂，两根连接臂的底端相互铰接在一起，其顶端分别具有可铰接在两个相邻梁体上的连接端；圈体呈环状，由形状记忆合金制成，各圈体由上至下地套置于主架体的连接臂上，各圈体的长径与主架体上相应部位的长度相对应。采用上述结构，圈体的耗能性能较佳，并且具有圈体及主架体两道防线，可靠性较高，即使发生较大的地震灾害，导致圈体都断掉，主架体仍然可以继续工作，拉住梁体，防止桥梁落梁破坏。

Description

一种桥梁防落装置

技术领域

本发明属于桥梁工程技术领域，尤其涉及一种桥梁防落装置。

背景技术

落梁破坏是中小跨径梁桥在地震作用下发生的常见破坏形式之一，它具有破坏突然、修护困难、中断交通等突出特点。有鉴于此，在美国、日本等桥梁抗震技术发达国家，均已在抗震设计规范中明确规定相关构造措施，并安装防落梁装置以防止落梁破坏的发生，且已在相关地震中得到了实际工程应用检验。

在国外众多的防落梁装置形式中，钢绞线拉索式装置应用最为广泛。据统计，日本在需要装防落梁装置的桥梁中，约有30％安装了钢绞线拉索式装置。我国台湾地区也有部分桥梁安装了此装置。钢绞线拉索式装置可以根据弹簧的变形，推测出由于地震所引起的上、下部构造间的相对位移量，主要用于防止纵向落梁。钢绞线的强度虽然很高，但是其耗能性能和耐久性不佳。

形状记忆合金是一种兼有感知和驱动功能的新型材料，它与传统材料的区别是具有高阻尼和大变形超弹性特性，耗能性能好，能够重复屈服而不产生永久变形和可以通过升温恢复残余变形；随着研究的深入和成本的降低，用于研发防落梁装置具有很大的潜力。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种耗能性能较佳、并且具有两重防护功能的桥梁防落装置。

本发明进一步所要解决的技术问题在于，提供一种可修复性较好的桥梁防落装置。

为解决上述技术问题，本发明提供一种桥梁防落装置，其包括可安装于相邻梁体之间的主架体以及安装在主架体上的若干圈体；主架体呈“V”形，其包括两根连接臂，两根连接臂的底端相互铰接在一起，其顶端分别具有可铰接在两个相邻梁体上的连接端；圈体呈环状，其由形状记忆合金制成，各圈体由上至下地套置于主架体的连接臂上，各圈体的长径与主架体上相应部位的长度相对应。

进一步地，所述防落装置处于常态时，圈体与主架体之间具有形变预留量，并且在沿主架体竖轴从上至下的方向上，圈体与主架体之间的形变预留量从小到大。

进一步地，位于最上方的圈体与主架体之间的间隙形变预留量满足桥梁正常工作状态下产生的变形量。

进一步地，每一圈体由一根形状记忆合金丝卷绕而成，或者由若干形状记忆合金细圈层叠而成。

进一步地，所述的各圈体通过固定扣锁固于连接臂上，固定扣为可开启及扣紧的锁紧机构。

进一步地，每一连接端包括固定板及用于连接梁体的若干固定柱，固定板与连接臂相铰接，固定柱穿设并固定在固定板上。

进一步地，所述连接臂通过一铰接柱与固定板相铰接，连接臂的顶端开设有通孔，铰接柱的一端穿过通孔，并固定在固定板上，铰接柱的另一端具有直径大于通孔孔径的挡止部。

进一步地，所述连接臂位于挡止部与固定板之间的部位的厚度小于挡止部与固定板之间的间距。

进一步地，所述的两个连接臂的底端通过铰接柱铰接在一起，其中一个连接臂底端沿其长度方向开设有缺口，另一个连接臂的底端插置于缺口内，铰接柱穿设于两个连接臂的底端。

进一步地，所述圈体由镍钛诺合金制成。

上述桥梁防落装置具有形状记忆合金制成的圈体，其耗能性能较佳，当地震作用，相邻梁体发生较大相对运动时，会拉动主架体，使主架体两根连接臂底端之间的夹角变大，这时会拉动圈体，防落装置开始工作，耗散地震能量，并拉住梁体不发生过大的相对位移而发生落梁破坏。上述桥梁防落装置具有圈体及主架体两道防线，可靠性较高，即使发生较大的地震灾害，导致圈体都断掉，主架体仍然可以继续工作，拉住梁体，防止桥梁落梁破坏。此外，由于圈体在沿主架体竖轴从上至下的方向上与主架体之间的形变预留量从小到大，因此，圈体不会同时屈服，而是先后屈服，这样有利于更好的吸收能量。

另一方面，由于圈体通过可开启及扣紧的固定扣锁固于连接臂上，这样既方便圈体的安装及固定，又可提高防落装置的可修复性：当圈体有轻微的损伤，可以很容易的取下来进行升温恢复，即使圈体都断掉，可以通过其他机械设备使梁体归位后，在主架体上重新装上圈体继续工作。

附图说明

图1是本发明桥梁防落装置一较佳实施例的示意图。

图2是图1所示实施例安装在桥梁上的示意图。

图3是图1中连接臂顶端的连接端的侧视示意图。

图4是图1中其中一个连接臂的底端侧视示意图。

图5是图1中另一个连接臂的底端侧视示意图。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参阅图1，是本发明的一较佳实施例，该桥梁防落装置1包括可安装于梁体2上的主架体11以及安装在主架体11上的若干圈体12。主架体11呈“V”形，其包括两根连接臂111，两根连接臂111的底端相互铰接在一起，其顶端分别具有可铰接在两个相邻梁体上的连接端112；圈体12呈环状，其由形状记忆合金制成，各圈体12由上至下地套置于主架体11的连接臂111上，各圈体12的长径与主架体11上相应部位的长度相对应。

请一同参阅图2，将上述防落装置1安装在桥梁上时，主架体11的两根连接臂111的连接端112分别固定在相邻的两个梁体2上，从而使连接臂111顶端铰接在梁体2上。常态下，圈体12处于松弛状态，用于满足桥梁发生温度伸缩，或混凝土在预应力作用下的徐变等微小运动时，防落装置1不起作用，允许桥梁自由运动而不产生任何附加应力。当地震作用，相邻梁体2发生较大相对运动时，会拉动主架体11，使主架体11的两根连接臂111底端之间的夹角变大，这时会拉动圈体12，防落装置1开始工作，耗散地震能量，并拉住梁体2不发生过大的相对位移而发生落梁破坏。

上述防落装置1处于常态时，圈体12与主架体11之间具有形变预留量，并且在沿主架体11竖轴从上至下的方向上，圈体12与主架体11之间的形变预留量从小到大。位于最上方的圈体12与主架体11之间的形变预留量满足桥梁正常工作状态下产生的变形量。通过这种设计，圈体12不会同时屈服，而是先后屈服，这样有利于更好地吸收能量。

由于较细的形状记忆合金线材的耗能性能要比棒材耗能性能好，并且线材比棒材易于弯曲，因此，上述圈体12可由较细的形状记忆合金线材制成，其可由一根形状记忆合金丝卷绕而成，或者由若干形状记忆合金丝制成的细圈层叠而成。

具体地，请一同参阅图3，每一连接端112包括固定板1121及若干固定柱1122，固定板1121与连接臂111相铰接，固定柱1122用于连接梁体2，其穿设并固定在固定板1121上。连接臂1122通过一铰接柱1123与固定板1121相铰接，连接臂111的顶端开设有通孔(图中未标示)，铰接柱1123的一端穿过通孔，并固定在固定板1121上，铰接柱1123的另一端具有直径大于通孔孔径的挡止部1124。由于地震作用方向的不确定性，梁体2可能会发生一定的横向运动，本实施例中，连接臂111位于挡止部1123与固定板1121之间的部位的厚度小于挡止部1123与固定板1121之间的间距，这样，可给防落装置1预留一定的移动间隙，以应对梁体2产生一定的横向运动。

两个连接臂111需具有较高的抗弯强度，两个连接臂111的底端通过铰接柱113铰接在一起，请一同参阅图4及图5，其中一个连接臂111底端沿其长度方向开设有缺口1111，另一个连接臂111的底端插置于缺口1111内，铰接柱113穿设于两个连接臂111的底端，这种连接方式可避免连接臂111偏心，并可提高连接处的抗剪能力。

圈体12可由镍钛合金、铜基合金或者铁基合金等形状记忆合金制成，其中优选镍钛诺合金。各圈体12通过固定扣13锁固于连接臂111上，固定扣13为可开启及扣紧的锁紧机构，这样既方便圈体12的安装及固定，又可提高防落装置1的可修复性：当圈体12有轻微的损伤，可以很容易的取下来进行升温恢复，即使圈体12都断掉，可以通过其他机械设备使梁体2归位后，在主架体11上重新装上圈体12继续工作。

上述桥梁防落装置1具有形状记忆合金制成的圈体12，其耗能性能较佳；并且上述桥梁防落装置1具有圈体12及主架体11两道防线，可靠性较高，即使发生较大的地震灾害，导致圈体12都断掉，主架体11仍然可以继续工作，拉住梁体2，防止桥梁落梁破坏。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种桥梁防落装置，其特征在于，其包括可安装于相邻梁体之间的主架体以及安装在所述主架体上的若干圈体；所述主架体呈“V”形，其包括两根连接臂，所述的两根连接臂的底端相互铰接在一起，其顶端分别具有可铰接在两个相邻梁体上的连接端；所述圈体呈环状，其由形状记忆合金制成，各圈体由上至下地套置于所述主架体的连接臂上，各圈体的长径与所述主架体上相应部位的长度相对应。

2.如权利要求1所述的桥梁防落装置，其特征在于，所述防落装置处于常态时，所述圈体与主架体之间具有形变预留量，并且在沿所述主架体竖轴从上至下的方向上，所述圈体与主架体之间的形变预留量从小到大。

3.如权利要求2所述的桥梁防落装置，其特征在于，位于最上方的圈体与所述主架体之间的形变预留量满足桥梁正常工作状态下产生的变形量。

4.如权利要求1所述的桥梁防落装置，其特征在于，每一圈体由一根形状记忆合金丝卷绕而成，或者由若干形状记忆合金细圈层叠而成。

5.如权利要求1所述的桥梁防落装置，其特征在于，所述的各圈体通过固定扣锁固于所述连接臂上，所述固定扣为可开启及扣紧的锁紧机构。

6.如权利要求1所述的桥梁防落装置，其特征在于，每一连接端包括固定板及用于连接梁体的若干固定柱，所述固定板与连接臂相铰接，所述固定柱穿设并固定在所述固定板上。

7.如权利要求6所述的桥梁防落装置，其特征在于，所述连接臂通过一铰接柱与所述固定板相铰接，所述连接臂的顶端开设有通孔，所述铰接柱的一端穿过所述通孔，并固定在所述固定板上，所述铰接柱的另一端具有直径大于所述通孔孔径的挡止部。

8.如权利要求7所述的桥梁防落装置，其特征在于，所述连接臂位于所述挡止部与固定板之间的部位的厚度小于所述挡止部与固定板之间的间距。

9.如权利要求1所述的桥梁防落装置，其特征在于，所述的两个连接臂的底端通过铰接柱铰接在一起，其中一个连接臂底端沿其长度方向开设有缺口，另一个连接臂的底端插置于所述缺口内，所述铰接柱穿设于所述的两个连接臂的底端。

10.如权利要求9所述的桥梁防落装置，其特征在于，所述圈体由镍钛诺合金制成。

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