CN108166380B - 用于拱桥的六边形减震装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于拱桥的六边形减震装置，包括拱桥体、桥台、设置于桥台上用于斜向支撑拱桥体的混凝土防震挡块和固定设置于混凝土防震挡块的插孔内的减震组件；所述减震组件包括正六边形的外层套箍、正六边形的中层套箍、支撑设置于外层套箍与中层套箍之间的阻尼装置和以可自转的方式固定于中层套箍内壁的支撑辊，所述拱桥体的拱脚固定设置有可插入混凝土防震挡块的插孔且断面为正六边形的内层芯棒，所述内层芯棒与支撑辊滑动配合；能够有效提高拱桥的抗震性能，同时，保证拱桥的稳固性，并且减震机构结构简单，安装方便，拱桥的使用寿命长。
Description
技术领域
本发明涉及桥梁领域，具体涉及一种用于拱桥的六边形减震装置。
背景技术
拱桥指的是在竖直平面内以拱作为结构主要承重构件的桥梁，拱桥是向上凸起的曲面，其最大主应力沿拱桥由面作用，沿拱桥垂直方向的最小主应力为亨，拱桥为桥梁的基本体系之一，建筑历史悠久外形优美，古今中外名桥遍布各地，在桥梁建筑中占有重要地位，它适用于跨越公路或铁路桥，尤宜跨越河道，又因其造型美观，也常用于城市、风景区的桥梁建筑；而现有的大形拱桥的拱脚与桥台之间一般为固定连接，而这种刚性连接的结构不利于抗震，针对于抗震，现有技术中通常在拱桥上设置减震阻尼装置，而现有的减震阻尼装置安装后不能兼顾拱桥整体的稳定性和减震阻尼的高效性，使得拱桥的抗震性能差，不利于提高拱桥的使用寿命。
因此，为解决以上问题，需要一种用于拱桥的六边形减震装置，能够有效提高拱桥的抗震性能，同时，保证拱桥的稳固性，并且减震机构结构简单，安装方便，拱桥的使用寿命长。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是克服现有技术中的缺陷，提供用于拱桥的六边形减震装置，能够有效提高拱桥的抗震性能，同时，保证拱桥的稳固性，并且减震机构结构简单，安装方便，拱桥的使用寿命长。
本发明的用于拱桥的六边形减震装置，包括拱桥体、桥台、设置于桥台上用于斜向支撑拱桥体的混凝土防震挡块和固定设置于混凝土防震挡块的插孔内的减震组件；所述减震组件包括正六边形的外层套箍、正六边形的中层套箍、支撑设置于外层套箍与中层套箍之间的阻尼装置和以可自转的方式固定于中层套箍内壁的支撑辊，所述拱桥体的拱脚固定设置有可插入混凝土防震挡块的插孔且断面为正六边形的内层芯棒，所述内层芯棒与支撑辊滑动配合。
进一步，所述阻尼装置包括多个沿中层套箍外壁周向间隔并别分布的阻尼橡胶条。
进一步，所述阻尼橡胶条的断面为矩形。
进一步，所述支撑辊通过固定于中层套箍内壁的安装座固定，所述中层套箍内壁的各面均设置有支撑辊且单面内壁沿中层套箍轴向设置多个支撑辊。
进一步，所述内层芯棒为正六边形管。
进一步，所述减震组件为多个，多个减震组件之间以无间隙并列设置。
进一步，还包括用于驱动内层芯棒插入插孔的驱动机构，所述拱脚垂直于支撑面的方向设置有断面为正六边形的容纳孔，所述内层芯棒适形内套于容纳孔内，所述驱动机构包括座筒、驱动杆和扭力传动绳，所述座筒以径向间隔且同轴的方式固定设置于中层套箍内，所述驱动杆通过第一螺纹副螺纹内套于座筒内且驱动杆前端伸出座筒形成芯棒驱动柱，所述芯棒驱动柱的半径大于驱动杆的半径，所述内层芯棒的中腔为圆柱腔且该圆柱腔通过第二螺纹副螺纹外套于芯棒驱动柱，所述扭力传动绳一端固定于驱动杆的下端面，另一端穿出桥台形成扭力输入端，所述第一螺纹副螺纹的螺距小于第二螺纹副螺纹的螺距。
本发明的有益效果是：本发明公开的一种用于拱桥的六边形减震装置，通过取消原有拱桥拱脚的固结状态，而赋予其一定的自由度，从而既保证拱桥正常运营工作状态下的受力要求，又能够在振动条件下释放地震波产生的能量，保证桥梁自身结构安全，该构造由防震挡块、外层套箍、阻尼装置、中层套箍、支撑辊、内层芯棒几部分组成，拱桥正常运营状态下，拱圈内力以压力为主，减震组件的各层紧密贴合，承受桥梁荷载作用，地震等自然灾害下，桥梁结构产生大幅振动，通过该装置产生微幅错位，振动结束后即恢复原位；能够有效提高拱桥的抗震性能，同时，保证拱桥的稳固性，并且减震机构结构简单，安装方便，拱桥的使用寿命长；且吊装方便，施工周期短。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述：
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明中减震组件的断面示意图；
图3为本发明中减震组件的轴向剖面示意图；
图4为本发明中混凝土防震挡块支撑面的示意图；
图5为本发明中安装连接的结构示意图；
图6为图5中A处放大图。
具体实施方式
图1为本发明的结构示意图，图2为本发明中减震组件的断面示意图，图3为本发明中减震组件的轴向剖面示意图，图4为本发明中混凝土防震挡块支撑面的示意图，图5为本发明中安装连接的结构示意图，图6为图5中A处放大图，如图所示，本实施例中的用于拱桥的六边形减震装置，包括拱桥体8、桥台7设置于桥台7上用于斜向支撑拱桥体8的混凝土防震挡块和固定设置于混凝土防震挡块的插孔内的减震组件；所述减震组件包括正六边形的外层套箍2、正六边形的中层套箍4、支撑设置于外层套箍2与中层套箍之间的阻尼装置和以可自转的方式固定于中层套箍内壁的支撑辊5，所述拱桥体8的拱脚1固定设置有可插入混凝土防震挡块的插孔且断面为正六边形的内层芯棒6，所述内层芯棒6与支撑辊5滑动配合；取消拱桥拱脚1与桥台7之间固结状态，保证拱脚1处不发生过大错位，对拱轴线的整体线形起到基本的保障作用；而外层套箍2设计为正六边形结构，类似蜂窝结构的正六边形是覆盖二维平面的最佳拓扑结构，这种结构有着优秀的几何力学性能，能够做到平面空间最大效率的利用，并最大程度上减小对原截面的削减作用，多个外层套箍2之间组合外形不会产生锐角，因此混凝土骨料能够充分填充装置缝隙，保证混凝土与减震组件的粘结良好；阻尼装置赋予内层芯棒6沿拱圈法线方向的自由度，地震条件下允许桥梁产生微幅地摆动，从而释放地震能量，避免对拱圈结构产生破坏，通过自身的不均匀变形调节中层套箍的角度，使中层套箍与内层芯棒6角度一致，保证结构的灵活有效性；通过支撑辊5与内层芯棒6相接触，保证内层芯棒6能够产生内层芯棒6向的位移；而内层芯棒6预埋在拱圈拱脚1截面，嵌入中层套箍中，与支撑辊5接触，正常运营状态下，其底面与桥台7截面相接触，协助抵抗拱圈压力，地震状况下，拱圈拱脚1可与桥台7接触面微微分离，不致是拱圈结构产生破坏。
本实施例中，所述阻尼装置包括多个沿中层套箍4外壁周向间隔并别分布的阻尼橡胶条3；单个内侧面均匀间隔设置三条阻尼橡胶条3，所述阻尼橡胶条3的断面为矩形，保证阻尼系数适中，同时，阻尼力合力稳定。
本实施例中，所述支撑辊5通过固定于中层套箍4内壁的安装座固定，所述中层套箍4内壁的各面均设置有支撑辊5且单面内壁沿中层套箍4轴向设置多个支撑辊5；所述内层芯棒6为正六边形管；整体支撑稳定，而内层芯棒6为正六边形管，利于内层芯棒6稳定预埋固定于拱脚1，固定强度高。
本实施例中，所述减震组件为多个，多个减震组件之间以无间隙并列设置；多个减震组件形成n行×m列的矩阵，该排列结构利于减小多个插孔对混凝土防震挡块支撑面的影响，保证抗震强度高且使用寿命长。
本实施例中，还包括用于驱动内层芯棒插入插孔的驱动机构，所述拱脚1垂直于支撑面的方向设置有断面为正六边形的容纳孔9，所述内层芯棒适形内套于容纳孔9内，所述驱动机构包括座筒10、驱动杆11和扭力传动绳12，所述座筒10以径向间隔且同轴的方式固定设置于中层套箍内，所述驱动杆11通过第一螺纹副螺纹内套于座筒10内且驱动杆11前端伸出座筒10形成芯棒驱动柱13，所述芯棒驱动柱13的半径大于驱动杆11的半径，所述内层芯棒的中腔为圆柱腔且该圆柱腔通过第二螺纹副螺纹外套于芯棒驱动柱13，所述扭力传动绳12一端固定于驱动杆11的下端面，另一端穿出桥台形成扭力输入端；如图所示，座筒10短于中层套箍，所述中层套箍的下端和座筒10的下端均固定于一环形底板，利于同轴性，安装时，先将拱桥体吊装至两桥台之间，而内层芯棒位于容纳孔9内，驱动杆11位于座筒10内，然后在桥台外部利用现有机械驱动扭力传动绳12自转，并驱动驱动杆11转动并伸出中层套箍，所述第一螺纹副螺纹的螺距小于第二螺纹副螺纹的螺距，使芯棒驱动柱13通过第二螺纹副驱动内层芯棒克服支撑辊轴向阻力插入插孔，保证安装精度和牢固性，安装方便，施工进度快，当然，多个减震组件对应多条扭力传动绳12，所述扭力传动绳12内套于一导向管中，当然，扭力传动绳12为现有技术中能实现本发明的所有绳体结构，比如柔性高强度塑料绳或钢铰绳等，在此不再赘述。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (7)
1.一种用于拱桥的六边形减震装置，其特征在于：包括拱桥体、桥台、设置于桥台上用于斜向支撑拱桥体的混凝土防震挡块和固定设置于混凝土防震挡块的插孔内的减震组件；所述减震组件包括正六边形的外层套箍、正六边形的中层套箍、支撑设置于外层套箍与中层套箍之间的阻尼装置和以可自转的方式固定于中层套箍内壁的支撑辊，所述拱桥体的拱脚固定设置有可插入混凝土防震挡块的插孔且断面为正六边形的内层芯棒，所述内层芯棒与支撑辊滑动配合。
2.根据权利要求1所述的用于拱桥的六边形减震装置，其特征在于：所述阻尼装置包括多个沿中层套箍外壁周向间隔并别分布的阻尼橡胶条。
3.根据权利要求2所述的用于拱桥的六边形减震装置，其特征在于：所述阻尼橡胶条的断面为矩形。
4.根据权利要求1所述的用于拱桥的六边形减震装置，其特征在于：所述支撑辊通过固定于中层套箍内壁的安装座固定，所述中层套箍内壁的各面均设置有支撑辊且单面内壁沿中层套箍轴向设置多个支撑辊。
5.根据权利要求1所述的用于拱桥的六边形减震装置，其特征在于：所述内层芯棒为正六边形管。
6.根据权利要求1所述的用于拱桥的六边形减震装置，其特征在于：所述减震组件为多个，多个减震组件之间以无间隙并列设置。
7.根据权利要求5所述的用于拱桥的六边形减震装置，其特征在于：还包括用于驱动内层芯棒插入插孔的驱动机构，所述拱脚垂直于支撑面的方向设置有断面为正六边形的容纳孔，所述内层芯棒适形内套于容纳孔内，所述驱动机构包括座筒、驱动杆和扭力传动绳，所述座筒以径向间隔且同轴的方式固定设置于中层套箍内，所述驱动杆通过第一螺纹副螺纹内套于座筒内且驱动杆前端伸出座筒形成芯棒驱动柱，所述芯棒驱动柱的半径大于驱动杆的半径，所述内层芯棒的中腔为圆柱腔且该圆柱腔通过第二螺纹副螺纹外套于芯棒驱动柱，所述扭力传动绳一端固定于驱动杆的下端面，另一端穿出桥台形成扭力输入端，所述第一螺纹副螺纹的螺距小于第二螺纹副螺纹的螺距。
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