CN102352600A - 桥梁球铰式竖向限位装置 - Google Patents

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陈列
何庭国
金怡新
许志艳
周永礼
姚帆
张鹤
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Abstract

桥梁球铰式竖向限位装置，在不限制梁体正常变形，不破坏原有梁体结构，不影响梁体钢束、钢筋、支座布置和不增加梁体施工难度的前提，能有效地限制梁体相对于桥墩的竖向位移，从而避免在强烈地震时发生竖向的起跳运动而引起落梁或损坏梁体和桥墩。它包括分别与梁体、墩台锚固连接的梁体球铰底座、墩台球铰底座，以及上端部、下端部分别与梁体球铰底座、墩台球铰底座形成球铰连接的球铰杆，梁体球铰底座、墩台球铰底座与球铰杆上端部、下端部之间具有纵向限位结构，并设置有缓冲构件。

Description

桥梁球铰式竖向限位装置
技术领域
本发明涉及桥梁，特别涉及一种桥梁球铰式竖向限位装置，防止桥梁梁体在强烈地震时发生竖向的起跳运动而引起落梁或损坏梁体和桥墩。
背景技术
桥梁竖向限位装置用于防止桥梁梁体在强烈地震时发生竖向的起跳运动而引起落梁或损坏梁体和桥墩。
现有的桥梁竖向限位装置有如下三种结构形式：
链条防落梁装置，通过采用高强链条将梁体和桥墩连接起来，高强链条的一个或几个链环采用高强橡胶握裹，在竖向地震作用下，当梁体竖向位移超过链条的拉紧长度时，梁体的位移受到链条防落梁的限制。其不足之处是，链条不能拉的太紧，否者将会影响梁体的正常使用变位，而链条保持松弛状态时，竖向地震作用下梁体必将跳起，梁体在下落过程中将会和支座以及桥墩发生撞击，造成梁体和桥墩的损伤。
锚固钢棒防落梁装置，是将锚固于墩顶的钢棒穿过箱梁底板的预留孔，再在钢棒的另一端通过螺栓将箱梁锚固与墩顶，该装置能在地震作用下对箱梁进行竖向限位。其不足之处是，箱梁底板需要开孔，孔道的设置必定会对箱梁造成损伤；箱梁底板钢束及钢筋密布且梁端附近需要设置支座预埋件，钢棒预留孔会影响钢束、钢筋以及支座预埋件的布置；钢棒穿过箱底预留孔，顶端采用螺栓锚固，钢棒在竖向限位的同时对梁体顺桥向的正常使用变形也造成阻碍。
预应力钢束防落梁装置，是在墩顶预埋预应力钢束，梁体架设就位后再张拉钢束将梁锚固于墩顶。该装置与链条竖向限位装置类似，钢束无论是处于拉紧还是松弛状态都存在明显的不足。此外，预应力钢束通常需要锚固于梁端混凝土悬臂块上，梁体设置混凝土悬臂块会影响梁体脱模，增加制梁难度。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种桥梁球铰式竖向限位装置，在不限制梁体正常变形，不破坏原有梁体结构，不影响梁体钢束、钢筋、支座布置和不增加梁体施工难度的前提，能有效地限制梁体相对于桥墩的竖向位移，从而避免在强烈地震时发生竖向的起跳运动而引起落梁或损坏梁体和桥墩。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下：
本发明的桥梁球铰式竖向限位装置，其特征是：它包括分别与梁体、墩台锚固连接的梁体球铰底座、墩台球铰底座，以及上端部、下端部分别与梁体球铰底座、墩台球铰底座形成球铰连接的球铰杆，梁体球铰底座、墩台球铰底座与球铰杆上端部、下端部之间具有纵向限位结构，并设置有缓冲构件。
所述球铰杆由通过套筒螺纹连接的上球铰杆、下球铰杆构成，上球铰杆的上端部、下球铰杆的下端部各具有上球头结构、下球头结构。
本发明的有益效果是，通过锚碇连接于梁侧及墩顶，安装简单、施工方便，且不会影响梁体结构及施工；能较好的适应梁体的正常使用变形，不会对梁体在正常使用条件下的梁端位移以及转角造成阻碍；两球铰杆之间采用螺纹套筒连接，受力可靠、调节方便，有效的保证了装置安装的准确性以及强震作用下该装置竖向限位的可靠性；球铰杆与限位板之间通过橡胶块填塞，有效缓冲了强震作用下的冲击作用。
附图说明
本说明书包括如下二幅附图：
图1是本发明桥梁球铰式竖向限位装置的结构示意图；
图2是本发明桥梁球铰式竖向限位装置的使用方式示意图。
图中示出零部件、部位名称及所对应的标记编号：梁体球铰底座板11，梁体球铰限位板12，上环形限位凸肩12a，梁体锚碇钢棒13，梁体锚碇组件14；墩台球铰底座板21，墩台球铰限位板22，下环形限位凸肩22a，墩台锚碇钢棒23，墩台锚碇组件24；上球铰杆31，上球头结构31a，下球铰杆32，下球头结构32a，套筒33、橡胶垫块34。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
参照图1，本发明的桥梁球铰式竖向限位装置，它包括分别与梁体、墩台锚固连接的梁体球铰底座、墩台球铰底座，以及上端部、下端部分别与梁体球铰底座、墩台球铰底座形成球铰连接的球铰杆，梁体球铰底座、墩台球铰底座与球铰杆上端部、下端部之间具有纵向限位结构，并设置有缓冲构件。参照图2，梁球铰式竖向限位装置通过锚碇连接于梁侧及墩顶，安装简单、施工方便，且不会影响梁体结构及施工，而且在不限制梁体正常变形，不破坏原有梁体结构，不影响梁体钢束、钢筋、支座布置和不增加梁体施工难度的前提，能有效地限制梁体相对于桥墩的竖向位移，从而避免在强烈地震时发生竖向的起跳运动而引起落梁或损坏梁体和桥墩。
参照图1，为有效地保证安装的准确性以及强震作用下该装置竖向限位的可靠性，使之受力可靠和能方便地调节，所述球铰杆由通过套筒33螺纹连接的上球铰杆31、下球铰杆32构成，上球铰杆31的上端部、下球铰杆32的下端部各具有上球头结构31a、下球头结构32a。所述梁体球铰底座由通过高强度螺栓连接的梁体球铰底座板11、梁体球铰限位板12构成，其组合体内具有容纳上球铰杆31上球头结构31a的空腔，所述纵向限位结构包括设置在梁体球铰限位板12开口端的上环形限位凸肩12a。所述墩台球铰底座由通过高强度螺栓连接的墩台球铰底座板21、墩台球铰限位板22构成，其组合体内具有容纳下球铰杆32下球头结构32a的空腔，所述纵向限位结构包括设置在墩台球铰限位板22开口端的下环形限位凸肩22a。所述缓冲构件为设置在上球头结构31a与上环形限位凸肩12a之间、下球头结构32a与下环形限位凸肩22a之间的橡胶垫块34。
参照图1和图2，作为通常所采用的连接方式，所述梁体球铰底座板11与梁体锚碇组件14固定连接，梁体锚碇组件14通过高强度螺栓与预埋于梁体上的梁体锚碇钢棒13连接。所述墩台球铰底座板21与墩台锚碇组件24固定连接，墩台锚碇组件24通过高强度螺栓与预埋于墩台上的墩台锚碇钢棒23连接。
以上所述只是用图解说明本发明桥梁球铰式竖向限位装置的一些原理，并非是要将本发明局限在所示和所述的具体结构和适用范围内，故凡是所有可能被利用的相应修改以及等同物，均属于本发明所申请的专利范围。

Claims (7)

1.桥梁球铰式竖向限位装置，其特征是：它包括分别与梁体、墩台锚固连接的梁体球铰底座、墩台球铰底座，以及上端部、下端部分别与梁体球铰底座、墩台球铰底座形成球铰连接的球铰杆，梁体球铰底座、墩台球铰底座与球铰杆上端部、下端部之间具有纵向限位结构，并设置有缓冲构件。
2.如权利要求1所述的桥梁球铰式竖向限位装置，其特征是：所述球铰杆由通过套筒(33)螺纹连接的上球铰杆(31)、下球铰杆(32)构成，上球铰杆(31)的上端部、下球铰杆(32)的下端部各具有上球头结构(31a)、下球头结构(32a)。
3.如权利要求2所述的桥梁球铰式竖向限位装置，其特征是：所述梁体球铰底座由通过高强度螺栓连接的梁体球铰底座板(11)、梁体球铰限位板(12)构成，其组合体内具有容纳上球铰杆(31)上球头结构(31a)的空腔，所述纵向限位结构包括设置在梁体球铰限位板(12)开口端的上环形限位凸肩(12a)。
4.如权利要求3所述的桥梁球铰式竖向限位装置，其特征是：所述梁体球铰底座板(11)与梁体锚碇组件(14)固定连接，梁体锚碇组件(14)通过高强度螺栓与预埋于梁体上的梁体锚碇钢棒(13)连接。
5.如权利要求2所述的桥梁球铰式竖向限位装置，其特征是：所述墩台球铰底座由通过高强度螺栓连接的墩台球铰底座板(21)、墩台球铰限位板(22)构成，其组合体内具有容纳下球铰杆(32)下球头结构(32a)的空腔，所述纵向限位结构包括设置在墩台球铰限位板(22)开口端的下环形限位凸肩(22a)。
6.如权利要求5所述的桥梁球铰式竖向限位装置，其特征是：所述墩台球铰底座板(21)与墩台锚碇组件(24)固定连接，墩台锚碇组件(24)通过高强度螺栓与预埋于墩台上的墩台锚碇钢棒(23)连接。
7.如权利要求2或5所述的桥梁球铰式竖向限位装置，其特征是：所述缓冲构件为设置在上球头结构(31a)与上环形限位凸肩(12a)之间、下球头结构(32a)与下环形限位凸肩(22a)之间的橡胶垫块(34)。
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