CN107974924A - 一种耗能自复位桥梁横向限位装置 - Google Patents

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冯海玉
邵志向
房永祥
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Abstract

本发明公开了一种耗能自复位桥梁横向限位装置，挡块内设有凹槽，第一钢板正对所述凹槽，菱形网的一端与第一钢板相连接，菱形网的另一端与所述凹槽的后侧相连接，横向刚性弹簧的一端与第一钢板相连接，横向刚性弹簧的另一端与所述凹槽的后侧相连接，且各横向刚性弹簧分布于菱形网的两侧；菱形网中各菱形连接器的连接杆中间销轴处设有纵向刚性弹簧；第一钢板的底部设置有滑键，盖梁上设置有与所述滑键相配合的键槽，使第一钢板可以在键槽内滑动；该装置能够在梁体受到地震或者横向干扰力作用时进行能量的耗散，并且干扰结束后梁体能够恢复初始位置。

Description

一种耗能自复位桥梁横向限位装置
技术领域
本发明属于桥梁抗震技术领域，涉及一种耗能自复位桥梁横向限位装置。
背景技术
近几十年来，我国桥梁现代化蓬勃发展，各种桥梁大量建造。当地震发生时，桥梁主梁会产生横向位移，甚至落梁。地震结束后，主梁均偏离原设计线方向，有一定的横向残留位移，使主梁受力更加不合理，影响结构安全性和使用性能。
以前公路及铁路规范对于桥梁限位及抗震没有要求，但是，随着国内经济的不断快速发展，对于桥梁的使用提出新的要求，不仅包括承载能力方面的要求，也包括使用性能以及抗震方面的新要求。
桥梁工程中，为了防止桥梁横向移位或落梁等震害，通常采用设置横向限位装置即防震挡块的抗震措施，但当遇到突发地震力或者横向作用力的时候，因横向限位装置设计不合理或者采用不恰当，就会发生上部结构落梁或者横向移位，甚至导致下部墩柱破坏的情形，从而使整座桥梁出现瘫痪状态，并且作用力结束后，梁体不能恢复，严重影响交通秩序，因此需要发明一种耗能自复位的横向限位装置。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种耗能自复位桥梁横向限位装置，该装置能够在梁体受到地震或者横向干扰力作用时进行能量的耗散，并且干扰结束后梁体能够恢复初始位置。
为达到上述目的，本发明所述的耗能自复位桥梁横向限位装置包括盖梁以及设置于盖梁上的挡块、梁体、菱形网及若干根横向刚性弹簧；
挡块上设有凹槽，第一钢板正对所述凹槽的开口位置，菱形网的一端与第一钢板相连接，菱形网的另一端与所述凹槽的后侧相连接，横向刚性弹簧的一端与第一钢板相连接，横向刚性弹簧的另一端与所述凹槽的后侧相连接，且各横向刚性弹簧分布于菱形网的两侧；
第一钢板的底部设置有滑键，盖梁上设置有与所述滑键相配合的键槽。
梁体内预埋有螺母，螺栓连接第一钢板与梁体内的螺母。
第一钢板与所述凹槽的前侧平行分布。
菱形网包括若干菱形连接器，第一钢板上固定有若干第二钢板，凹槽的后侧上设置有若干第三钢板，其中，一个菱形连接器对应一个第二钢板及一个第三钢板，菱形连接器的一端与对应第二钢板通过第一销轴连接，菱形连接器的另一端与对应第三钢板通过第二销轴相连接，各菱形连接器依次平行设置于凹槽之间，相邻两个菱形连接器之间通过第三销轴相连接。
菱形连接器由四根连接杆依次轴连接而成。
各菱形连接器内设置有纵向刚性弹簧，纵向刚性弹簧与凹槽的后侧相平行。
纵向刚性弹簧的端部通过角钢与菱形连接器的内壁相连接。
各第三钢板预埋在凹槽的后侧内。
各第二钢板焊接于第一钢板的侧面上。
梁体支撑于盖梁上的支座上。
本发明具有以下有益效果：
本发明所述的耗能自复位桥梁横向限位装置在具体操作时，菱形网可以受拉及受压，当梁体受到地震或者横向干扰力作用时，第一钢板底部的滑键在盖梁上的键槽内滑动，通过梁体两侧菱形网及横向刚性弹簧进行能量的耗散，从而对梁体的横向撞击起到一定的缓冲作用，同时由于菱形网及横向刚性弹簧具有一定的回复力，当梁体的干扰结束后，则在菱形网及横向刚性弹簧的作用下使第一钢板底部的滑键在盖梁上的键槽内滑动，从而使梁体恢复的初始位置，结构简单，操作方便，能够有效的对梁体进行保护，安全性较高。
附图说明
图1为本发明的剖面图；
图2为本发明的前视图；
图3为第一钢板2的结构示意图；
图4为键槽17的结构示意图；
图5为横向刚性弹簧4的竖向位置关系图；
图6为纵向刚性弹簧18的竖向位置关系图；
图7为第二钢板7与连接杆6的连接关系图；
图8为相邻菱形连接器13中间各连接杆中间销轴处的连接关系图；
图9为菱形连接器13两边各连接杆中间销轴处的连接关系图；
图10为挡块3的剖面图。
其中，1为梁体、2为第一钢板、3为挡块、4为横向刚性弹簧、5为第三销轴、6为连接杆、7为第二钢板、8为螺栓、9为螺母、10为角钢、11为第三钢板、12为第二销轴、13为菱形连接器、14为支座、15为盖梁、16为滑键、17为键槽、18为纵向刚性弹簧、19为第一销轴。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
参考图1至图9所示，本发明所述的耗能自复位桥梁横向限位装置包括盖梁15以及设置于盖梁15上的挡块3、梁体1、菱形网及若干根横向刚性弹簧4；挡块3上设有凹槽，第一钢板2正对所述凹槽，菱形网的一端与第一钢板2相连接，菱形网的另一端与所述凹槽的后侧相连接，横向刚性弹簧4的一端与第一钢板2相连接，横向刚性弹簧4的另一端与所述凹槽的后侧相连接，且各横向刚性弹簧4分布于菱形网的两侧；第一钢板2的底部设置有滑键16，盖梁15上设置有与所述滑键16相配合的键槽17；梁体1支撑于盖梁15上的支座14上。
梁体1内预埋有螺母9，螺栓8连接第一钢板2与梁体1内的螺母；第一钢板2与所述凹槽的前侧平行分布。
菱形网包括若干菱形连接器13，第一钢板2上固定有若干第二钢板7，所述凹槽的后侧上设置有若干第三钢板11，其中，一个菱形连接器13对应一个第二钢板7及一个第三钢板11，菱形连接器13的一端与对应第二钢板7通过第一销轴19连接，菱形连接器13的另一端与对应第三钢板11通过第二销轴12相连接，各菱形连接器13设置于所述凹槽之间，相邻两个菱形连接器13之间通过第三销轴5相连接；各第三钢板11的预埋在所述凹槽的后侧内；各第二钢板7焊接于第一钢板2的侧面上。
菱形连接器13由四根连接杆6依次轴连接而成；各菱形连接器13内设置有纵向刚性弹簧18，纵向刚性弹簧18与所述凹槽的后侧相平行；纵向刚性弹簧18的端部通过角钢10与菱形连接器13的内壁相连接。
第二钢板7及第三钢板11采用高速钢开孔器钻打孔，孔的直径略大于第一销轴19及第二销轴12的直径，第二钢板7与第一钢板2通过采用角焊缝的形式焊接。
角钢10与菱形连接器13中间销轴处转角之间的间距为20cm；横向刚性弹簧4竖向设置三根。
本发明的工作原理为：
在强烈地震或者横向力作用下，梁体1在横桥方向会产生较大位移，第一钢板2上的滑键16在盖梁15上的键槽17内滑动，从而使一侧的菱形网受拉，另一侧的菱形网受压。受压的一侧中，横向刚性弹簧4受压，纵向刚性弹簧受拉18，受拉的一侧中，横向刚性弹簧4受拉，纵向刚性弹簧18受压，由于横向刚性弹簧4及纵向刚性弹簧18的存在，对梁体1横向撞击起到一定的缓冲作用，并耗散大部分能量，同时，横向刚性弹簧4及纵向刚性弹簧均有恢复功能，使得梁体1在干扰结束后回到初始位置；另外，滑键16在键槽17内滑动，避免盖梁15受到第一钢板2的摩擦力。
本发明不限于上述最佳实施方式，任何人应该在得知在本发明的启示下做出结构变化，凡是与本发明具有相同或相近的技术方案，均落入本发明的保护范围之内。并且本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (10)

1.一种耗能自复位桥梁横向限位装置，其特征在于，包括盖梁(15)以及设置于盖梁(15)上的挡块(3)、梁体(1)、菱形网及若干根横向刚性弹簧(4)；
挡块(3)上设有凹槽，第一钢板(2)正对所述凹槽的开口位置，菱形网的一端与第一钢板(2)相连接，菱形网的另一端与所述凹槽的后侧相连接，横向刚性弹簧(4)的一端与第一钢板(2)相连接，横向刚性弹簧(4)的另一端与所述凹槽的后侧相连接，且各横向刚性弹簧(4)分布于菱形网的两侧；
第一钢板(2)的底部设置有滑键(16)，盖梁(15)上设置有与所述滑键(16)相配合的键槽(17)。
2.根据权利要求1所述的耗能自复位桥梁横向限位装置，其特征在于，梁体(1)内预埋有螺母(9)，螺栓(8)连接第一钢板(2)与梁体(1)内的螺母(9)。
3.根据权利要求1所述的耗能自复位桥梁横向限位装置，其特征在于，第一钢板(2)与所述凹槽的前侧平行分布。
4.根据权利要求1所述的耗能自复位桥梁横向限位装置，其特征在于，菱形网包括若干菱形连接器(13)，第一钢板(2)上固定有若干第二钢板(7)，所述凹槽的后侧上设置有若干第三钢板(11)，其中，一个菱形连接器(13)对应一个第二钢板(7)及一个第三钢板(11)，菱形连接器(13)的一端与对应第二钢板(7)通过第一销轴(19)连接，菱形连接器(13)的另一端与对应第三钢板(11)通过第二销轴(12)相连接，相邻两个菱形连接器(13)之间通过第三销轴(5)相连接。
5.根据权利要求1所述的耗能自复位桥梁横向限位装置，其特征在于，菱形连接器(13)由四根连接杆(6)依次轴连接而成。
6.根据权利要求5所述的耗能自复位桥梁横向限位装置，其特征在于，各菱形连接器(13)内设置有纵向刚性弹簧(18)，纵向刚性弹簧与所述凹槽的后侧相平行。
7.根据权利要求6所述的耗能自复位桥梁横向限位装置，其特征在于，纵向刚性弹簧(18)的端部通过角钢(10)与菱形连接器(13)的内壁相连接。
8.根据权利要求4所述的耗能自复位桥梁横向限位装置，其特征在于，各第三钢板(11)的预埋于所述凹槽的后侧内。
9.根据权利要求4所述的耗能自复位桥梁横向限位装置，其特征在于，各第二钢板(7)焊接于第一钢板(2)的侧面上。
10.根据权利要求1所述的耗能自复位桥梁横向限位装置，其特征在于，梁体(1)支撑于盖梁(15)上的支座(14)上。
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