CN103510461B - 一种用于桥梁横桥向的弹性减震装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于桥梁横桥向的弹性减震装置，包括滑动板、受压顶板、橡胶板、密封垫、受压钢块、导槽、底座、碟形弹簧组、导杆、加劲板、预埋块、防护罩和侧向封闭板，受压顶板外侧采用弧形接触面，其上贴有滑动板；受压顶板与受压钢块之间设有橡胶板，且用密封垫密封；导槽设置于受压钢块内侧，其与导杆相互对应；底座在纵桥向外侧设加劲板，底座通过螺栓固定于预埋块；碟形弹簧组放置在受压钢块和底座之间，由受压钢块沿导杆挤压碟形弹簧组实现桥梁横向减震及自复位能力；侧向封闭板对底座上下两侧进行封闭；受压顶板与底座之间设有防护罩。本发明可实现桥梁横桥向良好的弹性减震作用，并可实现主梁在装置处沿纵桥向自由滑动和水平转动。

Description

一种用于桥梁横桥向的弹性减震装置
技术领域
本发明涉及一种用于桥梁横桥向弹性减震装置。
背景技术
经济全球化和区域经济一体化进程的加速发展，使得桥梁的跨径越来越大，并且，斜拉桥和悬索桥成为大跨径桥梁的首选桥型。然而，随着跨径的增大，桥梁面临的建设环境也更加复杂化，对大风、地震以及温度等作用下的结构性能也提出了更高的要求，尤其在横桥向大风作用下桥梁主梁受力和位移等的设计要求更高。
传统的大跨径斜拉桥或悬索桥在索塔处横桥向约束方式主要依靠横向抗风支座来满足桥梁结构横向力学性能要求。在横桥向大风作用下，主梁受到的横桥向冲击作用，直接通过塔梁间刚性接触传递给桥塔很大的作用力，对塔底受力十分不利，且进一步增大了基础的规模。同时，主梁产生水平方向的平面转动，塔梁间的刚性约束限制了主梁在桥塔处的自由转动，使得主梁在桥塔处产生了很大的横桥向弯矩和局部应力，对主梁受力十分不利。
综上所述，随着桥梁建设发展，跨径越来越大，建设条件越来越复杂化，桥梁常用的横桥向装置已不能满足设计需求，应在横桥向增加减震功能，以满足桥梁结构在横桥向和纵桥向的受力及位移需求。
借鉴已有的技术和经验，寻求一种新的桥梁横桥向装置，在横桥向具有减震和自复位能力，且满足主梁沿纵桥向自由滑动和在装置处的水平转动功能。
发明内容
(一)要解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明的主要目的在于提供一种用于桥梁横桥向的弹性减震装置，以在桥梁横桥向采用弹簧实现减震及自复位能力，并满足主梁在装置处沿纵桥向自由滑动和水平转动。
(二)技术方案
为达到上述目的，本发明提供了一种用于桥梁横桥向的弹性减震装置，该装置包括滑动板1、受压顶板2、橡胶板3、密封垫4、受压钢块5、导槽6、底座7、碟形弹簧组8、导杆9、加劲板10、预埋块11、防护罩12和侧向封闭板13，其中，受压顶板2外采用弧形接触面，其上贴有滑动板1；受压顶板2与受压钢块5之间设有橡胶板3，且用密封垫4密封；导槽6设置于受压钢块5内侧，并与导杆9相互对应；底座7在纵桥向外侧设加劲板10，底座7通过底座螺栓14固定于预埋块11，预埋块11安装于桥塔16上；碟形弹簧组8放置在受压钢块5和底座7之间，由受压钢块5沿导杆9挤压碟形弹簧组8实现桥梁横桥向减震及自复位能力；侧向封闭板13对底座7上、下两侧进行封闭；受压顶板2与底座7之间设有防护罩12。
上述方案中，所述受压顶板2外侧采用弧形接触面，其上贴有滑动板1，滑动板1可采用不锈钢或者摩擦系数较小的材料制作，以满足主梁沿纵桥向自由滑动和在装置处的水平转动。
上述方案中，所述受压顶板2与受压钢块5之间设置橡胶板3，且用密封垫4进行密封，实现装置转动功能，并采用防护罩12提高装置的耐久性。
上述方案中，所述受压钢块5内侧设置导槽6，底座7内设置导杆9，导槽6和导杆9互相对应，以满足受压钢块5对压缩碟形弹簧组8所需要的相对运动。
上述方案中，所述受压钢块5与底座7的接触部分，分别设置L型圆形倒角，相互配合，以防受压钢块5脱离底座7，并避免应力集中。
上述方案中，所述底座7外侧在纵桥向两侧设有加劲板10，以满足装置自身在纵桥向的刚度需要，并提供一定的抗剪能力。
上述方案中，所述底座7的上、下两侧用侧向封闭板13通过封闭板螺栓15进行封闭，以保护装置内部构件。
上述方案中，所述碟形弹簧组8放置在受压钢块5和底座7之间，由受压钢块5沿导杆9挤压碟形弹簧组8，实现对碟形弹簧导向功能。通过受压钢块5在底座7内通过导杆9压缩碟形弹簧组8，对在横桥向大风作用下主梁对桥塔的冲击力起到缓冲作用，实现桥梁横桥向的减震作用。
(三)有益效果
从上述技术方案可以看出，本发明具有以下有益效果：
1、本发明提供的用于桥梁横桥向的弹性减震装置，提供了桥梁横桥向刚度、实现了横桥向减震功能。在横桥向大风作用下，碟形弹簧组受主梁往复挤压时，对主梁提供横桥向刚度，且对在横桥向大风作用下主梁对桥塔的冲击力起到缓冲作用，实现桥梁横桥向的减震作用。
2、本发明提供的用于桥梁横桥向的弹性减震装置，实现了主梁沿纵桥向自由滑动。受压顶板外侧弧形接触面上贴有滑动板，其摩擦系数很小，可实现主梁在纵桥向的自由运动，释放温度效应等，改善主梁甚至桥塔的受力。
3、本发明提供的用于桥梁横桥向的弹性减震装置，实现了主梁在装置处的水平转动。受压顶板外侧采用弧形接触面设计，且受压顶板与受压钢块之间设置了橡胶块，实现主梁在装置处进行水平转动。
4、本发明提供的用于桥梁横桥向的弹性减震装置，结构简单、经济适用。整个装置整体性强，结构传力路径明确，结构形式简单易实现，易于安装、维护、更换，成本低，易于生产。
附图说明
图1为本发明提供的用于桥梁横桥向的弹性减震装置俯视图。
图2为本发明提供的用于桥梁横桥向的弹性减震装置正视图。
图3为本发明提供的用于桥梁横桥向的弹性减震装置侧视图。
图中，1-滑动板；2-受压顶板；3-橡胶板；4-密封垫；5-受压钢块；6-导槽；7-底座；8-碟形弹簧组；9-导杆；10-加劲板；11-预埋块；12-防护罩；13-侧向封闭板；14-底座螺栓；15-封闭板螺栓；16-桥塔。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。
如图1、图2和图3所示，本发明提供的用于桥梁横桥向的弹性减震装置，包括滑动板1、受压顶板2、橡胶板3、密封垫4、受压钢块5、导槽6、底座7、碟形弹簧组8、导杆9、加劲板10、预埋块11、防护罩12和侧向封闭板13等。其中，受压顶板2外侧采用弧形接触面，其上贴有滑动板1；受压顶板2与受压钢块5之间设有橡胶板3，且用密封垫4密封；导槽6设置于受压钢块5内侧，并与导杆9相互对应；底座7在纵桥向外侧设加劲板10，底座7通过底座螺栓14固定于预埋块11，预埋块11安装于桥塔16上；碟形弹簧组8放置在受压钢块5和底座7之间，由受压钢块5沿导杆9挤压碟形弹簧组8实现桥梁横桥向减震及自复位能力；侧向封闭板13对底座7上、下两侧进行封闭；受压顶板2与底座7之间设有防护罩12用于提高装置的耐久性。
其中，受压顶板2外侧采用弧形接触面，其上贴有滑动板1，滑动板1采用不锈钢或者摩擦系数较小的材料制作，以满足主梁沿纵桥向自由滑动和在装置处的水平转动。
受压顶板2与受压钢块5之间设置橡胶板3，且用密封垫4进行密封，实现装置转动功能，并采用防护罩12提高装置的耐久性。
橡胶板3设置于受压钢块5和受压顶板2之间，与弧形滑动板1组合，可实现装置转角功能，可实现参考转角范围0.0-0.1rad。受压顶板2外侧贴有弧形滑动板1，摩擦系数小，可实现主梁纵桥向无约束自由运动。
受压钢块5内侧设置导槽6，底座7内设置导杆9，导槽6和导杆9互相对应，以满足受压钢块5对压缩碟形弹簧组8所需要的相对运动。
受压钢块5与底座7的接触部分，分别设置L型圆形倒角，相互配合，以防受压钢块5脱离底座7，并避免应力集中。
底座7在纵桥向两侧设有加劲板10，以满足装置自身在纵桥向的刚度需要，并提供一定的抗剪能力。底座7的上、下两侧用侧向封闭板13通过封闭板螺栓15进行封闭，以保护装置内部构件。
碟形弹簧组8放置在受压钢块5和底座7之间，由受压钢块5沿导杆9挤压碟形弹簧组8，实现对碟形弹簧导向功能。通过受压钢块5在底座7内沿导杆9压缩碟形弹簧组8，对在横桥向大风作用下主梁对桥塔的冲击力起到缓冲作用，实现桥梁横桥向的减震作用。
并且，由受压钢块5沿导杆9挤压碟形弹簧组8，可实现桥梁与装置无缝连接，防止动力荷载作用下对桥梁产生较大冲击力，且保证碟形弹簧组的轴向变形运动。根据碟形弹簧设计参数，可实现0.01-0.50m位移量。
侧向封闭板13与底座7进行连接，可对装置前后两侧进行封闭，保护装置内部功能完整性。底座7与受压顶板2之间采用防护罩12提高装置耐久性。
以上所述仅为本发明的较佳可行实施例，本发明还可根据桥梁在横桥向的刚度需求，设计碟形弹簧组8的参数、加劲板10的厚度、导槽6及导杆9的行程等。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种用于桥梁横桥向的弹性减震装置，其特征在于，该装置包括滑动板(1)、受压顶板(2)、橡胶板(3)、密封垫(4)、受压钢块(5)、导槽(6)、底座(7)、碟形弹簧组(8)、导杆(9)、加劲板(10)、预埋块(11)、防护罩(12)和侧向封闭板(13)，其中，受压顶板(2)外侧采用弧形接触面，其上贴有滑动板(1)；受压顶板(2)与受压钢块(5)之间设有橡胶板(3)，且用密封垫(4)密封；导槽(6)设置于受压钢块(5)内侧，并与导杆(9)相互对应；底座(7)在纵桥向外侧设加劲板(10)，底座(7)通过底座螺栓(14)固定于预埋块(11)，预埋块(11)安装于桥塔(16)上；碟形弹簧组(8)放置在受压钢块(5)和底座(7)之间，由受压钢块(5)沿导杆(9)挤压碟形弹簧组(8)实现桥梁横桥向减震及自复位能力；侧向封闭板(13)对底座(7)上、下两侧进行封闭；受压顶板(2)与底座(7)之间设有防护罩(12)，用于提高装置的耐久性；
其中，所述受压顶板(2)外侧采用弧形接触面，其上贴有滑动板(1)，滑动板(1)采用不锈钢或摩擦系数较小的材料制作，以满足主梁在装置处沿纵桥向的自由滑动和水平转动；
所述受压顶板(2)与受压钢块(5)之间设置橡胶板(3)，实现装置转动功能，并采用防护罩(12)提高装置的耐久性；
所述受压钢块(5)与底座(7)的接触部分，分别设置L型圆形倒角，相互配合，以防受压钢块(5)脱离底座(7)，并避免应力集中；
所述碟形弹簧组(8)放置在受压钢块(5)和底座(7)之间，由受压钢块(5)沿导杆(9)挤压碟形弹簧组(8)，实现对碟形弹簧的导向功能；通过受压钢块(5)在底座(7)内沿导杆(9)压缩碟形弹簧组(8)，对在横桥向大风作用下主梁对桥塔的冲击力起到缓冲作用，实现桥梁横桥向的减震作用。
2.根据权利要求1所述的用于桥梁横桥向的弹性减震装置，其特征在于，所述受压钢块(5)内侧设置导槽(6)，底座(7)内设置导杆(9)，导槽(6)和导杆(9)互相对应，以满足受压钢块(5)对压缩碟形弹簧组(8)所需要的相对运动。
3.根据权利要求1所述的用于桥梁横桥向的弹性减震装置，其特征在于，所述底座(7)在纵桥向外侧设有加劲板(10)，以满足装置自身在纵桥向的刚度需要，并提供一定的抗剪能力。
4.根据权利要求1所述的用于桥梁横桥向的弹性减震装置，其特征在于，所述底座(7)上、下两侧用侧向封闭板(13)通过封闭板螺栓(15)进行封闭，以保护装置内部构件。
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