CN106835945B - 防落梁缓冲装置及方法、空中轨道中的防落梁缓冲系统 - Google Patents

Abstract

防落梁缓冲装置，包括带有弹性缓冲功能的缓冲组件和链条，其特征在于缓冲组件的一端与链条一端连接，缓冲组件的另一端与梁体固连，链条的另一端与靠近梁体的墩柱固连，且缓冲组件固连在梁体的一端与链条固连在墩柱的一端不在同一高度，使所述的防落梁缓冲装置在梁体和墩柱之间呈倾斜状。本发明的防落梁缓冲装置，能够实现纵桥向和横桥向防落梁，而且可缓冲梁体间的碰撞，降低梁体碰撞破坏率，减少梁体在重力方向的跳动，防止梁体与墩柱间的支座上下部发生脱离。本发明还提供防落梁缓冲方法和空中轨道中的防落梁缓冲系统。

Description

防落梁缓冲装置及方法、空中轨道中的防落梁缓冲系统

技术领域

本发明涉及一种防落梁缓冲装置，用于在地震时防止梁体脱落及缓冲梁体间的碰撞，本发明还涉及防落梁缓冲方法和空中轨道中的防落梁缓冲系统。

背景技术

我国是世界上地震活动最强烈和地震灾害最严重的国家之一，特别是华北、西北、西南三大地震活动区，均发生过地震导致的落梁实例。落梁是发生频次最高、破坏性最严重、修复最困难的桥梁地震灾害之一。地震对桥梁上部结构的破坏形式包括落梁破坏、碰撞破坏及支座脱离其导向槽或底盆，丧失水平承载能力。传统的防落梁方式的主要构造措施是在墩体上部两侧设置混凝土挡块、锚栓或钢托架，横桥向可防止梁体脱落，但由于未设置缓冲装置，地震时防落梁设施会与梁体发生硬性撞击，容易对梁体造成破坏，且由于其只具备横桥向的防落梁功能，不能减轻梁体间的碰撞破坏及防止支座脱离其导向槽或底盆。

CN 103255704 A公开了一种发明的钢阻尼防碰撞防落梁装置，包括圆筒和固定设置在圆筒两端的左盖板和右盖板 ；圆筒内设置阻尼系统，阻尼系统的一端固定连接在右盖板上，另一端固定连接滑动连杆，滑动连杆的自由端穿过左盖板并延伸至圆筒外，滑动连杆上位于左盖板的两侧设置外限位挡板和内限位挡板 ；所述右盖板外侧固定设置固定连杆。由于采用阻尼器进行吸能，从而大大提高了桥梁整体的稳定性。上述方案由于其横桥向未设置限制装置，不能防止梁体从墩顶脱落，重力方向也无限制装置，同样不能防止支座脱离其导向槽或底盆。且该装置阻尼装置结构复杂，制作困难。

CN 103696357 A公开了一种销孔式防落梁装置，由固定端组件、活动端组件、限位组件组成，所述固定端组件由固定端钢板、固定端接头组成，所述固定端钢板为开孔开口式槽型钢，所述固定端接头为销耳式开孔连接件，与固定端钢板采用焊接，所述活动端组件由活动端钢板、活动端接头组成，所述活动端钢板为开孔式平钢板，所述活动端接头为销耳式开孔连接件，与活动端钢板采用焊接，所述限位组件由一阶抗剪销、一阶螺母、一阶垫片、二阶抗剪销、二阶螺母、二阶垫片组成。通过一阶抗剪销的剪断，可使地震能力得到一定释放；通过二阶抗剪销可限制桥梁地震位移的继续增大，避免了落梁和碰撞破坏的发生。上述方案中抗剪销的变形甚至剪断可消耗地震能量，但抗剪销的变形为永久性变形并不能恢得，因此抗剪销变形后，防落梁装置不能自行恢复到非地震状态，影响其在地震后的使用效果。

CN 103306193 A，公开了一种纵向防落梁系统，包括三个部分，第一部分为放置于梁底与盖梁之间连接的方形网耗能防落梁 ；第二部分为连接墩台上桥端两侧面的滑筒连杆装置 ；第三部分为放置于桥梁腹板连接部位的防撞片。在地震作用下，方形网耗能防落梁和滑动连杆带动形状记忆合金丝拉伸受力耗能，有效吸收地震破坏能，同时限制桥梁产生过大位移，在强震作用下，有效防止落梁破坏，梁端防撞片可防止撞梁。上述方案中防落梁系统分为三个部分，方形耗能防落梁和滑筒连杆装置用于防落梁，防撞片用于防止梁体间的碰撞，其结构复杂，安装难度大。

因此，现有技术中的防落梁装置，大多只具备纵桥向的防落梁功能，而不具有限制当梁体沿横桥向或重力方向运动的功能，即使兼备纵桥向、横桥向和重量方向的限制功能也是通过几个单独的部分独立实现的。

发明内容

本发明提供的防落梁缓冲装置，能够实现纵桥向和横桥向防落梁，而且可缓冲梁体间的碰撞，降低梁体碰撞破坏率，减少梁体在重力方向的跳动，防止梁体与墩柱间的支座上下部发生脱离。本发明还涉及防落梁缓冲方法和空中轨道中的防落梁缓冲系统。

为达到上述目的本发明采用的技术方案是：

防落梁缓冲装置，包括带有弹性缓冲功能的缓冲组件和链条，其特征在于缓冲组件的一端与链条一端连接，缓冲组件的另一端与梁体固连，链条的另一端与靠近梁体的墩柱固连，且缓冲组件固连在梁体的一端与链条固连在墩柱的一端不在同一高度，使所述的防落梁缓冲装置在梁体和墩柱之间呈倾斜状。

优选的，所述的缓冲组件包括用于固定在梁体上的梁体连接件和缓冲器，所述的梁体连接件上及缓冲器的两端上均装有卸扣，梁体连接件上的卸扣与缓冲器一端的卸扣互相垂直交扣，缓冲器另一端的卸扣与链条的一端连接。

优选的，所述的链条的另一端通过墩柱连接件与墩柱固连，所述的墩柱连接件固定在墩柱上，墩柱连接件上装有与链条端部连接的卸扣，墩柱连接件在墩柱上的高度高于梁体连接件在梁体上的高度。

优选的，所述的缓冲器包括缸体、设置在缸体中的T字型的活塞、弹簧和连接件，活塞的棒体从缸体的一侧穿出与卸扣连接，连接件焊接在缸体的另一侧，弹簧设置在缸体中且套在活塞的棒体上，活塞沿缸体轴向运动使弹簧压缩或回弹。

优选的，所述的弹簧为由单片蝶形弹簧按一正一反的次序依次叠置组成的蝶簧。

优选的，所述的缸体两侧分别具有与缸体的内壁螺纹紧固配合的端盖，所述的连接件焊接在缸体一侧的端盖上。

优选的，所述的链条为由数个高强钢圈依次连接形成的圆环链条。

防落梁缓冲方法，其特征在于在梁体与靠近梁体的墩柱之间设置以上所述的防落梁缓冲装置。

优选的，根据梁体的抗震要求、重量和和尺寸确定设置在梁体与靠近梁体的墩柱之间的防落梁缓冲装置的数量，且防落梁缓冲装置为偶数个，在梁体的两侧对称分布，分布在梁体同一侧的防落梁缓冲装置平行设置。

空中轨道中的防落梁缓冲系统，空中轨道包括用于悬挂空中列车的梁体和固定在地面上用于悬挂梁体的墩柱，墩柱沿空中列车运动轨道均匀隔离分布，梁体沿空中列车运动轨道依次挂于墩柱上，相邻的梁体的端部挂在同一个墩柱上，梁体的端部与墩柱的承重部位之间装有支座，其特征在于所述的防落梁缓冲系统为在梁体与靠近梁体的墩柱之间均安装以上所述的防落梁缓冲装置，且所述的防落梁缓冲装置在梁体两侧对称分布，分布在梁体同一侧的防落梁缓冲装置平行设置。

本发明在梁体和墩柱之间设置倾斜的防落梁缓冲装置，在非地震状态下，防落梁缓冲装置中的链条为不受力的松驰状态，可适应梁体与墩柱间支座的纵向及横向位移，当发生地震时，梁体与墩柱间支座的纵、横向位移均达到最大值，链条首先被拉直，由于防落梁缓冲装置在梁体和墩柱之间呈倾斜状设置，即防落梁缓冲装置与纵桥向、横桥向和重力方向均存在夹角，无论梁体在那个方向上发生移动，链条都会拉紧缓冲组件通过缓冲组件的弹性缓冲功能减少梁体的运动速度、消耗地震能量。在纵桥向，减缓梁体间的碰撞速度和冲撞力度，防止梁体间因碰撞造成破损，并防止梁体沿纵桥向从墩柱上脱落；在横桥向，减缓梁体的移动速度，同时拉紧梁体减少梁体沿横桥向的位移，防止梁体沿横桥向从墩柱上脱落。在重力方向，限制梁体的上下跳动，防止梁体与墩柱间的支座发生上下部脱离而失效。当地震消失后，缓冲组件回弹，使梁体回移到地震前的位置，梁体与墩柱间的位置恢复，梁体与墩柱间的支座也被回移至正常使用状态，梁体和支座均恢复正常使用，不受地震影响。

本发明的空中轨道中的防落梁缓冲系统，在梁体与靠近梁体的墩柱间设置防落梁缓冲装置，在地震情况下，用防落梁缓冲装置来限制梁体相对于墩柱的运动，避免空中轨道中出现落梁、支座失效和梁体碰撞损坏的现象，空中轨道的抗震性能更高，安全稳定性能更好。

附图说明

图1为本发明的防落梁缓冲装置装在梁体与靠近梁体的墩柱间的结构示意图。

图2为本发明的防落梁缓冲装置的结构示意图。

图3为缓冲器的剖切示意图。

具体实施方式

下面结合附图1至3对本发明的实施例做详细说明。

防落梁缓冲装置，包括带有弹性缓冲功能的缓冲组件1和链条2，其特征在于缓冲组件1的一端与链条2一端连接，缓冲组件1的另一端与梁体3固连，链条2的另一端与靠近梁体3的墩柱4固连，且缓冲组件1固连在梁体3的一端与链条2固连在墩柱4的一端不在同一高度，使所述的防落梁缓冲装置在梁体3和墩柱4之间呈倾斜状。

如图1所示，防落梁缓冲装置装在梁体3和靠近梁体3的墩柱之间，防落梁缓冲装置的一端与梁体3固定，另一端与墩柱4固定，两端的所在高度不同，使防落梁缓冲装置处于倾斜状，与平行梁体3方向的纵桥向、平行墩柱4方向的横桥向及重力方向都存在夹角，在正常状态下，链条2为不受力的松驰状态，可适应梁体与墩柱间支座的纵向及横向位移而引起的梁体3的位移，在地震情况下，首先，梁体与墩柱间支座的位移达到最大值，梁体随支座移动将链条拉直，然后链条拉紧缓冲组件1，缓冲组件1发生弹性缓冲变形，即降低梁体3的运动速度又消耗地震能量，从而防止梁体3沿纵桥向或横桥向发生脱落，而且在重力方向限制梁体3相对于墩柱4的上下跳动，避免梁体3与墩柱间的支座发生支座中间板与支座底盘脱离，防止支座在地震过程中失效。需要说明的是，图1中只示意出了墩柱4与位于其左侧的梁体3之间的防落梁缓冲装置，在实际结构中，梁体3和靠近梁体3的墩柱4之间均会安装防落梁缓冲装置，即在图1中的墩柱4与位于其右侧的梁体3之间也设置了防落梁缓冲装置，因此墩柱4两侧的梁体3的运动均受到防落梁缓冲装置的限制，可极大的减少梁体3间的碰撞破坏率。

具体的，所述的缓冲组件1包括用于固定在梁体3上的梁体连接件11和缓冲器12，所述的梁体连接件11上及缓冲器12的两端上均装有卸扣5，梁体连接件11上的卸扣5与缓冲器13一端的卸扣5互相垂直交扣，缓冲器12另一端的卸扣5与链条2的一端连接。所述的链条2的另一端通过墩柱连接件21与墩柱4固连，所述的墩柱连接件21固定在墩柱4上，墩柱连接件21上装有与链条2端部连接的卸扣5，墩柱连接件21在墩柱4上的高度高于梁体连接件11在梁体3上的高度。

从图2中可以看出，梁体连接件11与缓冲器12之间通过两个卸扣5垂直交扣连接，使缓冲器12的一端可在梁体连接件11上自由转动，链条2的一端与缓冲器12通过卸扣5连接，链条2的另一端与墩柱连接件21也通过卸扣5连接，使防落梁缓冲装置可朝任一方向拉紧梁体3，以限制地震情况下梁体3朝任一方向的移动。

具体的，如图3所示，所述的缓冲器12包括缸体12.1、设置在缸体12.1中的T字型的活塞12.2、弹簧12.3和连接件12.4，活塞12.2的棒体从缸体12.1的一侧穿出与卸扣5连接，连接件12.4焊接在缸体12.1的另一侧，弹簧12.3设置在缸体12.1中且套在活塞12.2的棒体上，活塞12.2沿缸体12.1轴向运动使弹簧12.3压缩或回弹。链条拉紧缓冲器12时，活塞12.2沿缸体12.1轴向运动，使弹簧12.3逐渐压缩，在压缩的过程中减缓梁体3的运动速度，并消耗地震能量，减轻地震对梁体3的影响，当地震消退后，弹簧12.3回弹，使活塞12.2回位到初始位置，从而带动梁体3回移到正常使用位置。

实际运用中，所述的弹簧12.3为由单片蝶形弹簧按一正一反的次序依次叠置组成的蝶簧。单片蝶形弹簧依次叠置组成的蝶簧，刚度大，缓冲吸振能力强，能小变形承受大载荷，可充分吸收地震能量，对梁体3间的撞冲进行缓冲。

所述的缸体12.1两侧分别具有与缸体12.1的内壁螺纹紧固配合的端盖12.11，所述的连接件12.4焊接在缸体12.1一侧的端盖12.11上。用端盖12.11来对缸体12.1的两侧进行封合，可方便活塞12.2和弹簧12.3的安装，即方便缓冲器12的组装，也可根据梁体3的抗震要求，在缸体12.1中设置厚度不同的单片蝶形弹簧。

在实际运动中，所述的链条2为由数个高强钢圈依次连接形成的圆环链条。高强钢圈与卸扣5连接，在保证链条2强度的同时，进一步增强防落梁缓冲装置的拉伸灵活性。

防落梁缓冲方法，其特征在于在梁体3与靠近梁体3的墩柱4之间设置以上所述的防落梁缓冲装置，用防落梁缓冲装置来防止梁体3沿纵桥向及横桥向从墩柱4上脱落，并对梁体3的运动进行缓冲，减轻梁体3之间的碰撞，降低因梁体间的碰撞造成的梁体破损率，限制梁体3沿重力方向的跳动，避免梁体3与墩柱4之间的支座的上下部分因梁体3的向上跳动而脱离失效，从而提高梁体3的抗震性能。

根据根据梁体3的抗震要求、重量和和尺寸确定设置在梁体3与靠近梁体3的墩柱4之间的防落梁缓冲装置的数量，且防落梁缓冲装置为偶数个，在梁体3的两侧对称分布，分布在梁体3同一侧的防落梁缓冲装置平行设置。从图1中可以看出防落梁缓冲装置分布在梁体3的前侧，在实际结构中，为了提高梁体的抗震性能，梁体3的后侧也设置了防落梁缓冲装置，前后侧的防落梁缓冲装置为对称分布，并且梁体3的前侧或后侧设置防落梁缓冲装置的数量为单个或多个，多个防落梁缓冲装置平行设置，在地震时多个防落梁缓冲装置同时分担梁体3的运动载荷，加强梁体3与墩柱4之间的结构稳定性，而防落梁缓冲装置的数量根据梁体的抗震要求、重量和尺寸来确定，梁体的抗震要求高，重量和尺寸大，则防落梁缓冲装置的数量相应增加，从而保证梁体在地震过程不因互相碰撞而破损，不发生防落现象。

另外，本发明还保护空中轨道中的防落梁缓冲系统，空中轨道包括用于悬挂空中列车的梁体3和固定在地面上用于悬挂梁体3的墩柱4，墩柱4沿空中列车运动轨道均匀隔离分布，梁体3沿空中列车运动轨道依次挂于墩柱4上，相邻的梁体3的端部挂在同一个墩柱4上，梁体3的端部与墩柱4的承重部位之间装有支座6，其特征在于所述的防落梁缓冲系统为在梁体3与靠近梁体3的墩柱4之间均安装以上所述的防落梁缓冲装置，且所述的防落梁缓冲装置在梁体3两侧对称分布，分布在梁体3同一侧的防落梁缓冲装置平行设置。空中列车悬挂在梁体3的底部，梁体3不仅通过支座6与墩柱4之间形成悬挂结构，而且通过防落梁缓冲装置将每个梁体3与靠近梁体3的墩柱从侧面连接，防止地震过程中梁体3发生脱落并缓冲梁体3间的碰撞，提高空中轨道的抗震性能，增加空中轨道的使用安全性和可靠性。

本发明的优点在于：

1、在梁体和墩柱之间设置倾斜的防落梁缓冲装置，在非地震状态下，防落梁缓冲装置中的链条为不受力的松驰状诚态，可适应梁体与墩柱间支座的纵向及横向位移，当发生地震时，梁体与墩柱间支座的纵、横向位移均达到最大值，链条首先被拉直，由于防落梁缓冲装置在梁体和墩柱之间呈倾斜状设置，即防落梁缓冲装置与纵桥向、横桥向和重力方向均存在夹角，无论梁体在那个方向上发生移动，链条都会拉紧缓冲组件通过缓冲组件的弹性缓冲功能减少梁体的移动速度、消耗地震能量。

2、在纵桥向，减缓梁体间的碰撞速度和冲撞力度，防止梁体间因碰撞造成破损，并防止梁体沿纵桥向从墩柱上脱落。

3、在横桥向，减缓梁体的运动速度，同时拉紧梁体减少梁体沿横桥向的位移，防止梁体沿横桥向从墩柱上脱落。

4、在重力方向，限制梁体的上下跳动，防止梁体与墩柱间的支座发生上下脱离而失效。

5、当地震消失后，缓冲组件回弹，使梁体回移到地震前的位置，梁体与墩柱间的位置恢复，梁体与墩柱间的支座也被回移至正常使用状态，梁体和支座均恢复正常使用，不受地震影响。

6、本发明的空中轨道中的防落梁缓冲系统，在梁体与靠近梁体的墩柱间设置防落梁缓冲装置，在地震情况下，用防落梁缓冲装置来限制梁体相对于墩柱的运动，避免空中轨道中出现落梁、支座失效和梁体碰撞损坏的现象，空中轨道的抗震性能更高，安全稳定性能更好。

以上结合附图对本发明的实施例的技术方案进行完整描述，需要说明的是所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

Claims (8)

1.防落梁缓冲装置，包括带有弹性缓冲功能的缓冲组件（1）和链条（2），其特征在于缓冲组件（1）的一端与链条（2）一端连接，缓冲组件（1）的另一端与梁体（3）固连，链条（2）的另一端与靠近梁体（3）的墩柱（4）固连，且缓冲组件（1）固连在梁体（3）的一端与链条（2）固连在墩柱（4）的一端不在同一高度，使所述的防落梁缓冲装置在梁体（3）和墩柱（4）之间呈倾斜状；

所述的缓冲组件（1）包括用于固定在梁体（3）上的梁体连接件（11）和缓冲器（12），所述的梁体连接件（11）上及缓冲器（12）的两端上均装有卸扣（5），梁体连接件（11）上的卸扣（5）与缓冲器（13）一端的卸扣（5）互相垂直交扣，缓冲器（12）另一端的卸扣（5）与链条（2）的一端连接；

所述的缓冲器（12）包括缸体（12.1）、设置在缸体（12.1）中的T字型的活塞（12.2）、弹簧（12.3）和连接件（12.4），活塞（12.2）的棒体从缸体（12.1）的一侧穿出与卸扣（5）连接，连接件（12.4）焊接在缸体（12.1）的另一侧，弹簧（12.3）设置在缸体（12.1）中且套在活塞（12.2）的棒体上，活塞（12.2）沿缸体（12.1）轴向运动使弹簧（12.3）压缩或回弹。

2.根据权利要求1所述的防落梁缓冲装置，其特征在于所述的链条（2）的另一端通过墩柱连接件（21）与墩柱（4）固连，所述的墩柱连接件（21）固定在墩柱（4）上，墩柱连接件（21）上装有与链条（2）端部连接的卸扣（5），墩柱连接件（21）在墩柱（4）上的高度高于梁体连接件（11）在梁体（3）上的高度。

3.根据权利要求1所述的防落梁缓冲装置，其特征在于所述的弹簧（12.3）为由单片蝶形弹簧按一正一反的次序依次叠置组成的蝶簧。

4.根据权利要求1所述的防落梁缓冲装置，其特征在于所述的缸体（12.1）两侧分别具有与缸体（12.1）的内壁螺纹紧固配合的端盖（12.11），所述的连接件（12.4）焊接在缸体（12.1）一侧的端盖（12.11）上。

5.根据权利要求1所述的防落梁缓冲装置，其特征在于所述的链条（2）为由数个高强钢圈依次连接形成的圆环链条。

6.防落梁缓冲方法，其特征在于在梁体（3）与靠近梁体（3）的墩柱（4）之间设置权利要求1至权利要求5任一项所述的防落梁缓冲装置。

7.根据权利要求6所述的防落梁缓冲方法，其特征在于根据梁体（3）的抗震要求、重量和尺寸确定设置在梁体（3）与靠近梁体（3）的墩柱（4）之间的防落梁缓冲装置的数量，且防落梁缓冲装置为偶数个，在梁体（3）的两侧对称分布，分布在梁体（3）同一侧的防落梁缓冲装置平行设置。

8.空中轨道中的防落梁缓冲系统，空中轨道包括用于悬挂空中列车的梁体（3）和固定在地面上用于悬挂梁体（3）的墩柱（4），墩柱（4）沿空中列车运动轨道均匀隔离分布，梁体（3）沿空中列车运动轨道依次挂于墩柱（4）上，相邻的梁体（3）的端部挂在同一个墩柱（4）上，梁体（3）的端部与墩柱（4）的承重部位之间装有支座（6），其特征在于所述的防落梁缓冲系统为在梁体（3）与靠近梁体（3）的墩柱（4）之间均安装权利要求1至权利要求5任一项所述的防落梁缓冲装置，且所述的防落梁缓冲装置在梁体（3）两侧对称分布，分布在梁体（3）同一侧的防落梁缓冲装置平行设置。