CN102628252A - 用于桥梁抗震的速度锁定装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于桥梁抗震的速度锁定装置，包括活塞杆、活塞、缸体和端盖，所述活塞杆中部与活塞螺纹连接，活塞置于缸体内部，活塞杆、端盖与缸体共同组成一封闭的腔体，活塞能在腔体内运动，活塞与缸体之间存在一定环形间隙，其内部填充特殊阻尼介质。本速度锁定装置结构简单、性能优良，采用防尘圈、双唇密封圈、O型圈、缓冲密封等方式，密封效果良好、耐磨性好、抗挤出能力强、耐冲击载荷、压缩变形小、易于安装；正常载荷情况时，速度锁定器不锁定，活塞在岗体内可正常移动，装置不对外部构件产生有害阻力；遇到突发外部激励载荷，速度锁定器锁定，提供临时刚性连接，连接梁体和桥墩，使所有桥墩共同分担载荷，达到保护目的。
Description
技术领域
本发明涉及一种速度锁定装置，尤其涉及一种用于大型连续梁桥在承受地震等突发载荷时产生临时刚性连接的速度锁定装置，属于桥梁抗震技术领域。
背景技术
近年来，随着大型桥梁的兴建，地震、强风等外来灾害的频繁发生，人们对这些建筑物的安全性也越来越关注，越来越多的大型建筑都在使用各种形式的抗震装置来降低地震灾害带来的损失。现用来抗震的装置主要是提供高阻尼力的阻尼器，该类阻尼器可以耗能，但不提供锁定力；并且更适合用于大型悬索桥及斜拉桥等漂浮体系，对于简支梁和连续梁桥则无法适应，对于简支梁和连续梁桥需要一种新的抗震装置来适应地震等突发载荷时能够产生临时刚性连接。
发明内容
本发明的目的在于：提供一种可用于大型简支梁或连续梁桥在承受突发载荷时提供临时刚性连接的速度锁定装置，能很好地适应桥梁体在受温度变化等因素影响下的缓慢运动，并在地震时提供限位及抗震作用；从而有效解决现有简支梁和连续梁桥抗震技术中存在的不足。
本发明的目的是通过以下技术方案得以实施：一种用于桥梁抗震的速度锁定装置，所述活塞杆中部与活塞螺纹连接，活塞置于缸体内部，活塞杆、端盖与缸体共同组成一封闭的腔体，活塞能在腔体内运动，活塞与缸体之间存在一定环形间隙，其内部填充特殊阻尼介质。
作为一种优选方式，还包括防尘圈、双唇密封圈、导向套、缓冲环、O型圈、挡圈和轴用弹性挡圈。
作为进一步优选方式，所述防尘圈、双唇密封圈、导向套、缓冲环均设置于端盖与活塞杆接触处的沟槽内，所述O型圈和挡圈设于端盖与缸体之间，轴用弹性挡圈设置于活塞杆的沟槽上，活塞杆与活塞之间通过轴用弹性挡圈紧固。
作为进一步优选方式，还包括设置于端盖上的螺钉及紫铜垫圈，螺钉及紫铜垫圈与端盖的螺纹孔连接。
作为一种优选方式，所述阻尼介质为一种以有机硅为主体的剪切稠化流体。
作为进一步优选方式，所述剪切稠化流体具有反向触变特性，其表观粘度随切变速率增加而增大。
本速度锁定装置与现有技术中阻尼器的区别在于：
阻尼器提供高的阻尼力，可以耗能，但不提供锁定力；本速度锁定装置耗能极少，但锁定后可提供临时刚性连接，对于简支梁、连续梁等桥梁结构，可在突发载荷作用下将桥梁活动桥墩临时变成固定桥墩，此时所有的桥梁将共同抵抗地震等灾害对桥梁的影响，起到平均分担地震力的作用。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
本发明用于桥梁抗震的速度锁定装置结构简单、性能优良，采用防尘圈、双唇密封圈、O型圈、缓冲密封等方式，密封效果良好、耐磨性好、抗挤出能力强、耐冲击载荷、压缩变形小、易于安装；
正常载荷情况时，速度锁定器不锁定，活塞在缸体内可正常移动，装置不对外部构件产生有害阻力；
在地震发生时，速度锁定装置在允许的位移内锁定，提供限位作用，减少桥梁体与桥墩之间的位移，防止梁体坠落，当外载荷消失后，锁定装置自动回复初始工作状态，可重复使用；速度锁定装置提供的刚性连接达到分担载荷而抗震的目的，其工作可靠、安装方便，且基本不需要维护保养，可大大减少桥梁建设费用；
将其设置于梁体与桥墩的连接处，能很好地适应桥梁体在受温度变化等因素影响下的缓慢运动，并在地震时提供限位及抗震作用。
附图说明
图1是本发明用于桥梁抗震的速度锁定装置的结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例和附图对本发明作进一步的说明。
本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了相互排斥的特质和/或步骤以外，均可以以任何方式组合，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换，即，除非特别叙述，每个特征之一系列等效或类似特征中的一个实施例而已。
如图1所示，本发明用于桥梁抗震的速度锁定装置包括活塞杆1、活塞9、缸体11、端盖3、防尘圈2、双唇密封圈4、导向套5、缓冲环8、O型圈6、挡圈7和轴用弹性挡圈10。所述活塞杆1是传力支承构件，活塞杆1中部与活塞9相连，端部与外部构件相连。所述活塞9置于缸体11内部，活塞9与缸体11之间存在一定的环形间隙。活塞杆1、缸体11、端盖12共同组成一封闭的腔体，活塞9能在腔体内运动。缸体11内部填充阻尼介质，所述阻尼介质为一种以有机硅为主体的剪切稠化流体。所述防尘圈2、双唇密封圈4、导向套5、缓冲环8均设置于端盖3与活塞杆1接触处的沟槽内，所述O型圈6和挡圈7设于端盖3与缸体11之间，轴用弹性挡圈10设置于活塞杆1的沟槽上，活塞杆1与活塞9之间通过轴用弹性挡圈10紧固。在端盖3上设有螺钉14及紫铜垫圈13，螺钉14及紫铜垫圈13与端盖3的螺纹孔连接。
缸体密封结构中所用部件的作用为：
防尘圈：设置于沟槽内，防止外部粉尘、污物、沙粒、金属碎屑进入缸体，减少因外部污染物嵌入滑动元件引起划伤的危险。
双唇密封圈：实现对端盖和活塞杆之间的密封。
导向环：是为了防止活塞杆运动时与端盖直接接触导致活塞杆磨损。
O型圈：和挡圈实现端盖与缸筒之间的密封。
缓冲环：用于高压下起到缓冲作用，保护双唇密封圈。
螺钉及紫铜垫圈：用于灌注阻尼介质及密封。
本发明的工作原理如下：
本发明填充介质为一种膨胀性流体，在本实施例中，所述阻尼介质为以有机硅为主体的剪切稠化流体，其粘度会因剪切速率的增大而上升的流体，在低速剪切速率下表现为流体特征，在高速剪切速率下呈现弹性体特征。 即工作速度慢时阻尼有流体特性，工作速度达到一定值时阻尼介质变为弹性体。故在正常情况下，即温度变化引起的伸缩和混凝土蠕变伸缩，本装置不产生有害阻力阻碍外部构件运动；在发生地震等突发载荷时，或外部载荷速度达到锁定速度时，阻尼介质变为弹性体甚至固体，装置锁定提供临时刚性连接，外部构件之间固定连接，不能移动。
应用在连续梁桥梁中：
正常载荷时，阻尼介质流过活塞间隙，产生少量阻力，但不锁定；即温度变化引起的伸缩和混凝土蠕变伸缩，速度锁定器不产生有害阻力阻碍外部构件运动。
地震发生，当载荷速度达到锁定速度或是突发载荷时，阻尼介质由于其特性，粘度突然增加，几乎变为固体，将活塞锁定，活塞不能移动，即装置锁定，提供临时刚性连接。滑动桥墩被锁定后变为固定桥墩，形成多个桥墩平均分担地震力的情形，达到减小每个桥墩受力的效果，实现保护桥梁设施的目的。
经过测试，发现此产品结构简单，性能优良，可在额定锁定位移内锁定，锁定后可提供设计刚度及承受额定载荷，当载荷速度减小至锁定速度以下时，阻尼介质恢复流体性质，活塞又可在缸体内移动。
通过在不同的地方、不同的桥梁，通过设计不同的活塞间隙，改变设计额定锁定速度及额定锁定载荷，可得到不同的锁定速度、锁定位移及锁定力，用以适应不同桥梁的要求，使用范围广。
综上所述，采用本速度锁定装置可以实现以下功能：
1、正常载荷情况时，速度锁定器不锁定，活塞在岗体内可正常移动，装置不对外部构件产生有害阻力。
2、遇到突发外部激励载荷，速度锁定器锁定，提供临时刚性连接，连接梁体和桥墩，使所有桥墩共同分担载荷，达到保护目的。
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 (6)
1.一种用于桥梁抗震用的速度锁定装置，包括活塞杆、活塞、缸体和端盖，所述活塞杆中部与活塞螺纹连接，活塞置于缸体内部，其特征在于：活塞杆、端盖与缸体共同组成一封闭的腔体，活塞能在腔体内运动，活塞与缸体之间存在一定环形间隙，其内部填充特殊阻尼介质。
2.如权利要求1所述的用于桥梁抗震的速度锁定装置，其特征在于：还包括防尘圈、双唇密封圈、导向套、缓冲环、O型圈、挡圈和轴用弹性挡圈。
3.如权利要求2所述的用于桥梁抗震的速度锁定装置，其特征在于：所述防尘圈、双唇密封圈、导向套、缓冲环均设置于端盖与活塞杆接触处的沟槽内，所述O型圈和挡圈设于端盖与缸体之间，轴用弹性挡圈设置于活塞杆的沟槽上，活塞杆与活塞之间通过轴用弹性挡圈紧固。
4.如权利要求3所述的用于桥梁抗震的速度锁定装置，其特征在于：还包括设置于端盖上的螺钉及紫铜垫圈，螺钉及紫铜垫圈与端盖的螺纹孔连接。
5.如权利要求1所述的用于桥梁抗震的速度锁定装置，其特征在于：所述阻尼介质为一种以有机硅为主体的剪切稠化流体。
6.如权利要求5所述的用于桥梁抗震的速度锁定装置，其特征在于：所述剪切稠化流体具有反向触变特性，其表观粘度随切变速率增加而增大。
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