CN107447645A - 一种基于缠绕索放大机制的lock‑up减震装置 - Google Patents

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Abstract

一种基于缠绕索放大机制的lock‑up减震装置，其特征在于：左拉索(1)一端固定在连接件上；另一端在左摩擦轴(3)上缠绕数圈后，并和双向lock‑up装置(5)一端连接，双向lock‑up装置另一端再和右拉索(2)连接，右拉索(2)在右摩擦轴(4)上缠绕数圈后，最后固定在另一连接件上；两个对称布置的摩擦轴支架和lock‑up装置支架固定在活动墩(9)顶上，左摩擦轴和右摩擦轴与摩擦轴支架刚接，双向lock‑up装置与lock‑up装置支架刚接；两个对称布置的连接件固定在梁体上；左拉索与左摩擦轴互相垂直，右拉索与右摩擦轴互相垂直；双向lock‑up装置与左摩擦轴和右摩擦轴均互相垂直。本发明提供一种靠惯性激活摩擦锁死的、造价低廉、耐久性好、便于检查与维护的减震装置。

Description

一种基于缠绕索放大机制的lock-up减震装置
技术领域
本发明涉及一种连续梁桥利用活动墩潜能的减震装置，适用于铁路桥、公路桥、城市高架桥以及各种大型连续梁结构减震或抗震加固，能够使活动墩在突发地震作用下与固定墩协同受力，提高结构的整体抗震性能，属于桥梁建筑领域。
背景技术
为降低连续梁桥的地震响应，提高连续梁桥的抗震性能，通常对连续梁桥采用减、隔震支座和粘滞阻尼器等减震措施，如铅芯橡胶支座、粘滞阻尼器等。但目前的常规方案都没有改变连续梁桥固定墩单独承受纵向地震荷载，其他各活动墩的既有抗震能力并没有得到发挥和利用的状态。近年来，有学者提出了lock-up装置，lock-up是一种速度激发型的液压缓冲装置，该装置在结构受到冲击荷载时能够迅速锁定，从技术角度考虑，可以实现各墩协同受力，但当前的大部分lock-up装置为了实现较大的锁定荷载，结构尺寸往往较大，导致整体装置成本高昂，而且后期的检查与维护烦杂，运营及维护成本高，因此在桥梁抗震中的应用受到一定限制。本发明为一种基于缠绕索放大机制的 lock-up减震装置，具有如下优点：
1)在正常车辆制动荷载作用下，摩擦索与摩擦轴之间的摩擦锁死力配合双向lock-up装置一起限制连续梁体与固定墩之间的纵向相对位移，满足正常使用需求。
2)在地震发生时，拉索与摩擦筒之间的摩擦锁死，提供一个很大的摩擦力，使得传递到双向lock-up装置上的力较小且可控，拉索与摩擦筒配合双向lock-up装置一起，使连续梁桥各活动墩与固定墩协调受力，减少支座损伤。
3)由于摩擦索与摩擦轴之间提供了较大的摩擦锁死力，使得传递到双向lock-up装置上的力大大减小，从而很大程度上地减小双向lock-up装置的结构规格和尺寸，并且在缩减体积的同时，也有效控制了整体装置的造价。
4)与原有的活动墩桥梁支座分开，避免因安装减震装置对支座自身造成先天损害。
5)本发明支座具有结构简单，造价低廉，检查维修方便等优点。
发明内容
本发明的目的是提供一种靠惯性激活摩擦锁死的、造价低廉、耐久性好、便于检查与维护的新型大吨位连续梁桥基于缠绕索放大机制的lock-up减震装置，利用本发明，可以克服现有减隔震装置及既有技术上存在的上述缺点和不足；地震突发时，可使连续梁桥各活动墩与固定墩协调受力，解决了常规设计中连续梁桥的固定墩在纵向地震作用下单独受力，其抗震需求和桥梁上部结构纵向位移过大等问题。利用本发明，可以为连续梁桥抗震设计及抗震加固提供一种新的设计理念和技术保障，适用于新建桥梁抗震设计及旧桥抗震加固。
一种基于缠绕索放大机制的lock-up减震装置，其特征在于：左拉索(1)一端固定在连接件(8)上，另一端在左摩擦轴(3)上缠绕数圈后，并和双向lock-up装置(5) 一端连接，双向lock-up装置(5)另一端再和右拉索(2)连接，右拉索(2)在右摩擦轴(4)上缠绕数圈后，最后固定在另一连接件(8)上；
两个对称布置的摩擦轴支架(6)和lock-up装置支架(7)固定在活动墩(9)顶上，左摩擦轴(3)和右摩擦轴(4)分别与两个对称布置的摩擦轴支架(6)刚接，双向lock-up 装置(5)与lock-up装置支架(7)刚接；两个对称布置的连接件(8)固定在梁体(10) 上；左拉索(1)与左摩擦轴(2)互相垂直，右拉索(2)与右摩擦轴(4)互相垂直；双向lock-up装置(5)与左摩擦轴(3)和右摩擦轴(4)均互相垂直。
进一步，双向lock-up装置(5)，由两端带钢环(12)的拉杆(13)、套筒(14)、带有联通孔(16)的活塞(15)、液压油(17)五部分组成。两端的钢环(12)分别与左拉索(1)和右拉索(2)连接。拉杆(13)与活塞(15)刚接一体。套筒(14)与拉杆(13)、活塞(15)之间不固定，但构成一封闭舱体，保证液压油(17)不泄露。
再进一步，活动墩(9)上设置1个或多个基于缠绕索放大机制的lock-up减震装置，本发明一种基于缠绕索放大机制的lock-up减震装置与原有滑动支座(11)分离，避免因安装减震装置对滑动支座(11)自身造成先天损害。
本装置的施工过程概括如下，在顺桥向原有滑动支座旁安装一个或几个基于缠绕索放大机制的lock-up减震装置，与原来的活动墩支座分离。其中保证缠绕在摩擦轴上的拉索一端与梁体固定连接，另一端与双向lock-up装置固定连接，各支架与墩顶固定连接。具体的连接工艺，不做限定。
本发明的积极效果是：研发一种靠惯性激活摩擦锁死的、造价低廉、耐久性好、便于检查与维护的新型大吨位连续梁桥基于缠绕索放大机制的lock-up减震装置，利用惯性力激活的摩擦锁死原理，一方面使双向lock-up装置的结构规格和尺寸大大减小，有效控制了整体装置的造价，另一方面使活动墩的抗震能力得到发挥，避免固定墩单独受力。本发明适用于铁路桥、公路桥、城市高架桥以及各种大型连续梁结构建筑物新建或加固。
附图说明
图1(a)、(b)、(c)分别是本发明的主视图、顺桥向侧视图以及俯视图。
图2是本发明的三维视图。
图3是双向lock-up装置构造图。
具体实施方式
以下结合实例及附图作进一步详述，但不做为对本发明的限定。
本实例的结构如图1、2、3所示，一种基于缠绕索放大机制的lock-up减震装置。其中：1、左拉索；2、右拉索；3、左摩擦轴；4、右摩擦轴；5、双向lock-up装置；6、摩擦轴支架；7、lock-up装置支架；8、连接件；9、活动墩；10、梁体；11、滑动支座； 12、钢环；13、拉杆；14、套筒；15、活塞；16联通孔；17、液压油。
一种基于缠绕索放大机制的lock-up减震装置，左拉索(1)一端固定在连接件(8)上。另一端在左摩擦轴(3)上缠绕数圈后，和双向lock-up装置(5)一端上小环连接，双向lock-up装置(5)另一端小环再和右拉索(2)连接，拉索(2)在右摩擦轴(4) 上缠绕数圈后，最后固定在连接件(8)上。
摩擦轴支架(6)和lock-up装置支架(7)固定在活动墩(9)顶上，左摩擦轴(3) 和右摩擦轴(4)与摩擦轴支架(6)刚接，双向lock-up装置(5)与lock-up装置支架 (7)刚接。两个对称布置的连接件(8)固定在梁体(10)上；左拉索(1)与左摩擦轴(2)互相垂直，右拉索(2)与右摩擦轴(4)互相垂直。双向lock-up装置(5)与摩擦轴(2)，(4)互相垂直。
进一步，双向lock-up装置(5)，由两端带钢环(12)的拉杆(13)、套筒(14)、带有联通孔(16)的活塞(15)、液压油(17)五部分组成。两端小环(12)分别于左拉索(1)和右拉索(2)连接。拉杆(13)与活塞(15)刚接一体。套筒(14)与拉杆 (13)、活塞(15)之间不固定，但构成一封闭舱体，保证液压油(17)不泄露。
再进一步，活动墩(9)上设置1个或多个基于缠绕索放大机制的lock-up减震装置。本发明一种基于缠绕索放大机制的lock-up减震装置与原有滑动支座(11)分离，避免因安装减震装置对滑动支座(11)自身造成先天损害。
所述装置的工作原理如下：
1)正常状态下，环境温度的变化会引起梁体(10)和活动墩(9)之间的变位需求，由于发生相对位移的速度很缓慢，左拉索(1)与左摩擦轴(3)、右拉索(2)和右摩擦轴(4)之间虽然存在互相摩擦，但摩擦力很小，双向lock-up装置(5)的作用力也很小，三者对梁体(10)和活动墩(9)之间的限制可以忽略，确保了正常使用状态下梁体(10)和活动墩(9)之间因温度变化引起的变位需求。
2)地震发生时，梁体(10)和活动墩(9)之间欲发生快速的相对位移，进而在左拉索(1)和右拉索(2)中引起较大的拉力。通过优化左拉索(1)在左摩擦轴(3)和右拉索(2)在右摩擦轴(4)的缠绕圈数等方式，使得地震时，拉索(1)、(2)与摩擦轴(3)、(4)相互锁死，配合双向lock-up装置(5)限制梁体(10)和各活动墩(9) 之间的相互变位，使各活动墩(9)与固定墩共同承担纵向地震荷载，达到提高连续梁桥整体抗震性能的目的。
3)通过调节拉索(1)、(2)与各摩擦筒之间的缠绕圈数等，还可以保证各活动墩在参与受力时不发生破坏，起到能力保护的作用。
本发明的积极效果是：研发一种靠惯性激活摩擦锁死的、造价低廉、耐久性好、便于检查与维护的新型大吨位连续梁桥基于缠绕索放大机制的lock-up减震装置，利用惯性力激活的摩擦锁死原理，一方面使双向lock-up装置的结构规格和尺寸大大减小，有效控制了整体装置的造价，另一方面使活动墩的抗震能力得到发挥，避免固定墩单独受力。本发明适用于铁路桥、公路桥、城市高架桥以及各种大型连续梁结构建筑物新建或加固。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明做任何形式上的限制，任何未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质，在本发明的精神和原则之内所作的的任何修改、等同变化与修饰，都应视为本发明方案的技术范畴，均应包含在本发明的保护范围内。

Claims (3)

1.一种基于缠绕索放大机制的lock-up减震装置，其特征在于：左拉索(1)一端固定在连接件上；另一端在左摩擦轴(3)上缠绕数圈后，并和双向lock-up装置(5)一端连接，双向lock-up装置(5)另一端再和右拉索(2)连接，右拉索(2)在右摩擦轴(4)上缠绕数圈后，最后固定在另一连接件上；
两个对称布置的摩擦轴支架和lock-up装置支架(7)固定在活动墩(9)顶上，左摩擦轴(3)和右摩擦轴(4)分别与两个对称布置的摩擦轴支架(6)刚接，双向lock-up装置(5)与lock-up装置支架(7)刚接；两个对称布置的连接件固定在梁体(10)上；左拉索(1)与左摩擦轴(2)互相垂直，右拉索(2)与右摩擦轴(4)互相垂直；双向lock-up装置(5)与左摩擦轴(3)和右摩擦轴(4)均互相垂直。
2.根据权利要求1所述装置，其特征在于：
双向lock-up装置(5)，由两端带钢环的拉杆(13)、套筒(14)、带有联通孔(16)的活塞(15)、液压油(17)五部分组成；两端的钢环分别与左拉索(1)和右拉索(2)连接；拉杆(13)与活塞(15)刚接一体；套筒(14)与拉杆(13)、活塞(15)之间不固定，但构成一封闭舱体，保证液压油(17)不泄露。
3.根据权利要求1所述装置，其特征在于：
活动墩(9)上设置1个或多个基于缠绕索放大机制的lock-up减震装置。
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