CN106351114B - 一种多级抗震桥梁防碰撞和落梁装置 - Google Patents

一种多级抗震桥梁防碰撞和落梁装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种多级抗震桥梁防碰撞和落梁装置，其特征在于：包括能与左梁连接的左端限位组件，能与右梁连接的右端限位组件、连接组件和能与桥墩固定的耗能组件，左端限位组件和右端限位组件具有相互搭连并能左右限位滑动结构，连接组件位于左端限位组件和右端限位组件之间，能将左端限位组件和右端限位组件使左梁和右梁离合时的地震力传递给耗能组件，通过耗能组件弹塑性变形来耗散能量，根据设定限位组件的相对位移阈值，该装置能实现小位移时自由变形、中位移时耗能、大位移时锁定的多级限位功能。采用上述结构后，防碰撞与防落梁装置结构简单、可靠，能有效控制桥梁在地震时发生落梁或碰撞，保证桥梁的安全。

Description

一种多级抗震桥梁防碰撞和落梁装置
技术领域
本发明涉及桥梁减隔震技术领域。
背景技术
地震是有史以来最具毁灭性的自然灾害之一，桥梁工程作为生命线工程，如果缺乏合理的抗震设计，地震时将给人民群众的生命和财产造成严重损失。现有的防落梁和减震耗能装置的成本高，结构复杂，推广使用起来比较困难。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种多级抗震桥梁防碰撞和落梁装置，其结构简单，使用方便、可靠，能有效控制桥梁在地震时发生落梁或碰撞，保证桥梁的安全。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：
一种多级抗震桥梁防碰撞和落梁装置，包括能与左梁连接的左端限位组件，能与右梁连接的右端限位组件、连接组件和能与桥墩固定的耗能组件，左端限位组件和右端限位组件具有相互搭连并能左右限位滑动结构；连接组件和与耗能组件连接；连接组件位于左端限位组件和右端限位组件之间，能将左端限位组件和右端限位组件使左梁和右梁离合时的地震力传递给耗能组件，通过耗能组件吸能或变形来消耗能量。
作为进一步的技术方案，所述相互搭连并能左右限位滑动结构为：左端限位组件和右端限位组件之间设有筒式连接抽拉式结构，筒式连接部分前后两侧均设有水平式长条孔，连接销轴从2个水平式长条孔中穿过；所述连接组件包括竖肢，所述竖肢的下端与耗能组件固定连接，上部设有通孔，筒式连接部分的下部设有开口，竖肢的上部通过该开口伸入筒式连接部分中，竖肢上部的通孔与所述连接销轴配合。
作为进一步的技术方案，所述水平式长条孔相重合，连接销轴位于水平式长条孔的中间位置。
作为进一步的技术方案，所述连接销轴两边的水平式长条孔的空间预留空隙，来满足梁体的小变位需求。
作为进一步的技术方案，所述右梁与桥墩间为固定式连接结构，所述左梁与桥墩间为活动式连接结构。
作为进一步的技术方案，所述连接销轴的两端设有垫片和固定螺母。
作为进一步的技术方案，所述耗能组件包括上连接钢板、若干耗能钢板和下连接钢板，上连接钢板与竖肢固定连接，下连接钢板能与桥墩固定连接，若干耗能钢板垂直固定于上连接钢板和下连接钢板之间。
作为进一步的技术方案，所述左端限位组件中水平式长条孔的两端中任意一端与连接销轴接触时，即相邻梁体偏离位移达到了I级阈值，激活耗能组件。
作为进一步的技术方案，所述右端限位组件中水平式长条孔的两端中任意一端与连接销轴接触时，即相邻梁体偏离位移达到了Ⅱ级阈值，两侧限位组件与连接销轴锁定。
采用左端限位组件、右端限位组件、连接组件和耗能组件相结合的方案，使得本发明防坠落与防碰撞能力显著加强，且结构简单，成本低，能有效控制桥梁在地震时发生落梁或碰撞，便于推广和使用。
附图说明
图1是本发明应用时的结构示意图。
图2是本发明的主视图。
图3是本发明的A-A剖面图。
图4是本发明防落梁工作原理示意图。图4a是本发明防落梁初始状态示意图。图4b是地震作用下本发明防落梁工作状态一的示意图。图4c是地震作用下本发明防落梁工作状态二的示意图。
图5是本发明防碰撞工作原理示意图。图5a是本发明防碰撞初始状态示意图。图5b是地震作用下本发明防碰撞工作状态一的示意图。图5c是地震作用下本发明防碰撞工作状态二的示意图。
包括：1、左端限位组件；2、右端限位组件；3、连接组件；4、耗能组件；5、左梁；6、右梁；7、桥墩；31、连接销轴；32、竖肢；33、垫片；34、固定螺母；41、上连接钢板；42、耗能钢板；43、下连接钢板。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
如1所示，为本发明一种多级抗震桥梁防碰撞和落梁装置的一个实施例，包括：
一种多级抗震桥梁防碰撞和落梁装置，其特征在于：包括能与左梁连接的左端限位组件1，能与右梁连接的右端限位组件2，连接组件3和能与桥墩7固定的耗能组件4，左端限位组件1和右端限位组件2具有相互搭连并能左右限位滑动结构；连接组件3与耗能组件4连接；连接组件3位于左端限位组件1和右端限位组件2之间，能将左端限位组件1和右端限位组件2使左梁5和右梁6离合时的地震力传递给耗能组件4，通过耗能组件4吸能或变形来消耗能量。
所述相互搭连并能左右限位滑动结构为：左端限位组件1和右端限位组件2之间设有筒式连接抽拉式结构，筒式连接部分前后两侧均设有水平式长条孔，连接销轴31从2个水平式长条孔中穿过；所述连接组件3包括竖肢32，所述竖肢32的下端与耗能组件4固定连接，上部设有通孔，筒式连接部分的下部设有开口，竖肢32的上部通过该开口伸入筒式连接部分中，竖肢32上部的通孔与所述连接销轴31配合。水平式长条孔相重合，连接销轴31位于水平式长条孔的中间位置。连接销轴31两边的水平式长条孔的空隙预留空隙，来满足梁体的小变位需求。所述右梁6与桥墩7间为固定式连接结构，所述左梁5与桥墩7间为活动式连接结构。所述连接销轴31的两端设有垫片33和固定螺母34。
所述耗能组件4包括上连接钢板41、若干耗能钢板42和下连接钢板43，上连接钢板41与竖肢32固定连接，下连接钢板43能与桥墩7固定连接，若干耗能钢板42垂直固定于上连接钢板41和下连接钢板43之间。
正常使用状态下，连接销轴31预留空隙可满足梁体的小变位需求。地震发生时，梁体相对位移在容许范围内时，通过销轴31连接的耗能组件4耗散能量；梁体相对位移达到极限值时，通过水平式长条孔与连接销轴31锁定实现限位功能。
如图4a、图5a所示，在初始安装位置中，连接销轴31处于水平式长条孔的中间位置。正常运营状态，左端限位组件1和右端限位组件2通过水平式长条孔左右滑动来满足梁体的变位需要。在这种情况下，水平式长条孔左右两端均不与连接销轴31接触，温度变化下梁体可以自由变形。
如图4b、图5b所示，在地震作用下，当左端限位组件1中水平式长条孔的左端与连接销轴31接触时，即相邻梁体偏离位移达到I级阈值时，激活耗能组件4，耗能组件4通过耗能钢板42屈曲来耗散地震的能量，进而有效防止桥梁结构发生碰撞。当左端限位组件1中水平式长条孔的右端与连接销轴31接触时，同样会激活耗能组件4，通过耗能钢板42耗散地震能量来防止桥梁结构发生落梁。
如图4c、图5c所示，在地震作用下，当左端限位组件1和右端限位组件2的相对分离位移继续增大，即相邻梁体分离位移达到Ⅱ级阈值时，两侧限位组件与连接销轴31锁定，有效实现防止落梁。当左端限位组件1和右端限位组件2的相对闭合位移继续增大，即相邻梁体闭合位移达到Ⅱ级阈值时，两侧限位组件与连接销轴31锁定，有效实现防止碰撞。
采用上述结构后，使得本发明防坠落与防碰撞能力显著加强，且结构简单，成本低，能有效控制桥梁在地震时发生落梁或碰撞，便于推广和使用。

Claims (8)

1.一种多级抗震桥梁防碰撞和落梁装置，其特征在于：包括能与左梁(5)连接的左端限位组件(1)，能与右梁(6)连接的右端限位组件(2)、连接组件(3)和能与桥墩(7)固定的耗能组件(4)，左端限位组件(1)和右端限位组件(2)具有相互搭连并能左右限位的滑动结构；连接组件(3)与耗能组件(4)连接；连接组件(3)位于左端限位组件(1)和右端限位组件(2)之间，能将左端限位组件(1)和右端限位组件(2)使左梁(5)和右梁(6)离合时的地震力传递给耗能组件(4)，通过耗能组件(4)吸能或变形来消耗能量；
所述相互搭连并能左右限位滑动结构为：左端限位组件(1)和右端限位组件(2)之间设有筒式连接抽拉式结构，筒式连接部分前后两侧均设有水平式长条孔，连接销轴(31)从2个水平式长条孔中穿过；所述连接组件(3)包括竖肢(32)，所述竖肢(32)的下端与耗能组件(4)固定连接，上部设有通孔，筒式连接部分的下部设有开口，竖肢(32)的上部通过该开口伸入筒式连接部分中，竖肢(32)上部的通孔与所述连接销轴(31)配合。
2.根据权利要求1所述的一种多级抗震桥梁防碰撞和落梁装置，其特征在于：所述水平式长条孔相重合，连接销轴(31)位于水平式长条孔的中间位置。
3.根据权利要求2所述的一种多级抗震桥梁防碰撞和落梁装置，其特征在于：所述连接销轴(31)两边的水平式长条孔的空间预留空隙，来满足梁体的小变位需求。
4.根据权利要求1所述的一种多级抗震桥梁防碰撞和落梁装置，其特征在于：所述右梁(6)与桥墩(7)间为固定式连接结构，所述左梁(5)与桥墩(7)间为活动式连接结构。
5.根据权利要求1所述的一种多级抗震桥梁防碰撞和落梁装置，其特征在于：所述连接销轴(31)的两端设有垫片(33)和固定螺母(34)。
6.根据权利要求1所述的一种多级抗震桥梁防碰撞和落梁装置，其特征在于：所述耗能组件(4)包括上连接钢板(41)、若干耗能钢板(42)和下连接钢板(43)，上连接钢板(41)与竖肢(32)固定连接，下连接钢板(43)与桥墩(7)固定连接，若干耗能钢板(42)垂直固定于上连接钢板(41)和下连接钢板(43)之间。
7.根据权利要求1所述的一种多级抗震桥梁防碰撞和落梁装置，其特征在于：所述左端限位组件(1)中水平式长条孔的两端中任意一端与连接销轴(31)接触时，即相邻梁体偏离位移达到了I级阈值，激活耗能组件(4)。
8.根据权利要求1所述的一种多级抗震桥梁防碰撞和落梁装置，其特征在于：所述右端限位组件(2)中水平式长条孔的两端中任意一端与连接销轴(31)接触时，即相邻梁体偏离位移达到了Ⅱ级阈值，两侧限位组件与连接销轴(31)锁定。
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