CN108442242B - 一种桥梁高度智能调节减振支座 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种桥梁高度智能调节减振支座，其特征在于所述减振支座包括自上而下依次设置的支座上钢板、上台座、下台座以及支座下钢板，所述上台座底部中央设有一多面体凸台，所述下台座上部中央对称设置有两个滑动承台，两个所述滑动承台组合而成的上表面呈与所述凸台下表面相适配的凹面，各所述滑动承台分别具有一个可驱动其在水平方向上移动的磁力装置。本发明的优点是：支座结构设计合理、构造简单，能够有效减轻桥梁的振动，避免外力对桥梁造成损害，提高了桥梁的安全性；还可通过内置的电磁体与永磁体调节桥梁的高度，智能方便。

Description

一种桥梁高度智能调节减振支座

技术领域

本发明涉及桥梁减振技术领域，具体涉及一种桥梁高度智能调节减振支座。

背景技术

随着交通运输业的发展，人们对出行道路的要求越来越高，在道路建设中，桥梁建设是重中之重。桥梁在外部振动的作用下会引起自身的振动，这种振动经常会导致桥梁结构上的损伤，久而久之，这种损伤会直接影响桥梁的安全性和使用寿命，严重威胁人民的生命以及财产安全。

目前，隔振、能耗减振技术逐步引起世界各国的重视并广泛应用于建筑结构和桥梁结构。现有的桥梁减振系统中常见的有橡胶支座和弹簧支座，能够减轻外力引起的振动对桥梁结构造成的危害。橡胶支座和弹簧支座虽然造价低廉，但是减振功能不够明显，仅能起到单一的减振效果。

发明内容

本发明的目的是根据上述现有技术的不足之处，提供了一种桥梁高度智能调节减振支座，该减振支座通过上台座和下台座之间的凹凸面设置，能够有效减少桥梁的振动，并在支座内部设置的电磁体和永磁体，可以方便地通过调节励磁线圈中的电流大小来调节桥梁的高度。

本发明目的实现由以下技术方案完成：

一种桥梁高度智能调节减振支座，其特征在于所述减振支座包括自上而下依次设置的支座上钢板、上台座、下台座以及支座下钢板，所述上台座底部中央设有一多面体凸台，所述下台座上部中央对称设置有两个滑动承台，两个所述滑动承台组合而成的上表面呈与所述凸台下表面相适配的凹面，各所述滑动承台分别具有一个可驱动其在水平方向上移动的磁力装置。

所述滑动承台的下表面与所述下台座之间滑动设置，所述滑动承台与所述多面体凸台之间的滑动接触面呈斜向设置，两个所述滑动承台通过相向移动或相背移动使所述多面体凸台在所述滑动接触面上移动以调节所述多面体凸台的高度。

两个所述滑动承台的外侧分别设置有一固定承台，所述固定承台的底部固定设置于所述下台座上、顶部具有用于临时支撑所述上台座的承台面；所述固定承台与所述滑动承台之间存在供所述滑动承台水平移动的冗余空间。

所述磁力装置包括设置于所述固定承台上的电磁体以及设置于所述滑动承台上的永磁体，所述电磁体包括铁芯与缠绕在所述铁芯上的励磁线圈。

所述支座上钢板与所述上台座之间以及所述支座下钢板与所述下台座之间均设置有减振垫片。

所述固定承台的承台面上设置有减振垫片。

所述减振垫片为锌铝合金减振阻尼垫片。

所述支座上钢板与所述上台座之间设置有限位装置，所述限位装置包括设置在所述支座上钢板底部两端的两个限位凹槽以及在所述上台座顶部两端对应所述限位凹槽的位置设置的与其相适配的限位凸块。

所述支座下钢板与所述下台座之间设置有限位装置，所述限位装置包括设置在所述支座下钢板顶部两端的两个限位凹槽以及在所述下台座底部两端对应所述限位凹槽的位置设置的与其相适配的限位凸块。

所述支座上钢板通过钢筋植入梁体与桥梁固定连接，所述支座下钢板与桥墩固定连接。

本发明的优点是：减振支座结构设计合理、构造简单，能够有效减轻桥梁的振动，避免外力对桥梁造成损害，提高了桥梁的安全性和使用寿命；还可通过内置的电磁体与永磁体调节桥梁的高度，智能方便。

附图说明

图1为本发明中桥梁高度智能调节减振支座的竖向截面结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图通过实施例对本发明的特征及其它相关特征作进一步详细说明，以便于同行业技术人员的理解：

如图1，图中标记1-13b分别为：支座上钢板1、上台座2、下台座3、支座下钢板4、多面体凸台5、滑动承台6a、滑动承台6b、固定承台7、电磁体8、铁芯8a、励磁线圈8b、永磁体9、减振垫片10、限位凹槽11a、限位凸块11b、限位凹槽12a、限位凸块12b、滑动层13a、滑动层13b。

实施例：如图1所示，本实施例具体涉及一种桥梁高度智能调节减振支座，该减震支座包括自上而下依次设置的支座上钢板1、上台座2、下台座3以及支座下钢板4，上台座2底部中央设有一多面体凸台5，下台座3上部中央对称设置有滑动承台6a和滑动承台6b，下台座3的顶部两端还设置有固定承台7，滑动承台6a和滑动承台6b中均设置有永磁体9，固定承台7内设置有由铁芯8a和励磁线圈8b组成的电磁体8，通过调节励磁线圈8b中电流的大小可实现桥梁高度的智能调控。桥梁产生振动，多面体凸台5在受力往下运动时滑动承台6a和6b将其承接并向两侧滑动，由于电磁体和永磁体之间磁浮力的存在，使起到缓冲减振的作用。

如图1所示，减振支座的竖向截面呈矩形，其具体结构包括自上而下依次设置的支座上钢板1、上台座2、下台座3以及支座下钢板4；上台座2的底部中央为一多面体凸台5，多面体凸台5的竖向截面呈一矩形和一倒置梯形组合而成的形状；下台座3的上部中央与多面体凸台5相对应的位置对称设置有滑动承台6a和滑动承台6b，滑动承台6a和滑动承台6b的上表面呈与多面体凸台5下表面相适配的凹面，滑动承台6a和滑动承台6b的竖向截面呈“L”字型与三角形组合而成的形状，能够起到承接多面体凸台5的作用；多面体凸台5和滑动承台6a的两个接触面互相平行，多面体凸台5和滑动承台6b的两个接触面也互相平行，滑动承台6a和滑动承台6b在接触面上具有滑动层13b，多面体凸台5在受力迫使其向下运动时可在滑动层13b上滑动，将所受的力传递至滑动承台6a和滑动承台6b，实现竖向力向横向力的转化，与磁浮力动态平衡以起到减振的作用。

如图1所示，下台座3的顶部两端对称设置有两个固定承台7，两个固定承台7呈开口相向的槽型，起到对滑动承台6a和滑动承台6b以及多面体凸台5进行限位的作用，此外，当桥梁受到突加的强大作用力或者多面体凸台5发生破损而无法接触到滑动承台6a和滑动承台6b时，固定承台7可起到支撑上台座2的作用，防止减振支座损坏、桥梁骤降而发生坍塌事故等。下台座3的上表面为滑动层13a，滑动承台6a和滑动承台6b可在滑动层13a上滑动。

如图1所示，两个固定承台7的槽内均固定对称设置有电磁体8，电磁体8包括铁芯8a以及缠绕在铁芯8a上的励磁线圈8b，滑动承台6a和滑动承台6b靠近两个电磁体8的一侧内均固定设置有永磁体9，永磁体9的材料可以是天然磁石也可以是人造磁铁。在减振支座工作时，对电磁体8上的励磁线圈8b接通电流，使电磁体8产生的极性与永磁体9的极性相同，由于同性相斥原理，永磁体9被排斥进而使滑动承台6a受到电磁体8施加的水平向右的磁力，同理，滑动承台6b也受到电磁体8施加的水平向左的磁力，使得滑动承台6a和滑动承台6b相向运动，两者之间的距离逐步变小，通过与多面体凸台5的接触面施加给多面体凸台5一个向上的作用力，使多面体凸台5沿着滑动层13b不断地被抬升，桥梁的高度也因此升高，当多面体凸台5受到的重力和向上的作用力大小相等时，多面体凸台5停止上升达到稳定状态。调节励磁线圈8b中的电流大小可控制产生的磁力的大小，进而控制多面体凸台5上升的高度，从而实现桥梁高度的智能调控。

如图1所示，支座上钢板1和上台座2之间设置有限位装置，限位装置包括设置在支座上钢板1底部两端的两个限位凹槽11a以及在上台座2顶部两端对应限位凹槽11a的位置设置的与其相适配的限位凸块11b，通过限位凹槽11a和限位凸块11b之间的凹凸设置，可实现对上台座2的限位作用。同理，支座下钢板4和下台座3之间同样设置有限位装置，限位装置包括设置在支座下钢板4顶部两端的两个限位凹槽12a以及在下台座3底部两端对应限位凹槽12a的位置设置的与其相适配的限位凸块12b，通过限位凹槽12a和限位凸块12b之间的凹凸设置，可实现对下台座3的有效限位。

如图1所示，支座上钢板1和上台座2之间的的接触面、支座下钢板4和下台座3之间的接触面以及固定承台7的顶部均设置有减振垫片10，减振垫片10是由具有弹性和阻尼特性的一种或多种弹性材料、黏弹性材料和阻尼材料所构成，能够在支座上钢板1和上台座2之间、上台座2和固定承台7之间以及下台座3和支座下钢板4之间起到减缓振动的效果，还可起到增加摩擦力的作用，限制相邻两部件之间发生横向位移，并且减轻了相邻两部件的接触面的磨损。本实施例中减振垫片具体采用锌铝合金减振阻尼垫片。

在使用前，支座上钢板1通过加插钢筋植入梁体与桥梁固定连接，支座下钢板4与桥墩固定连接。

如图1所示，本实施例中桥梁高度智能调节减振支座的具体工作原理为：

（1）支座的减振工作原理

当桥梁承受重大压力引起振动时，通过上台座2底部中央的多面体凸台5和滑动承台6a以及滑动承台6b的凹凸面互相配合，起到减缓压力和振动的效果。具体的，桥梁承受的重大压力通过支座上钢板1传递给上台座2，迫使上台座2底部中央的多面体凸台5向下运动，滑动承台6a和滑动承台6b承接住多面体凸台5，使其沿着滑动层13b下滑；在这过程中，多面体凸台5施加给滑动承台6a一个向左的作用分力，施加给滑动承台6b一个向右的作用分力，使得滑动承台6a和滑动承台6b沿着滑动层13a往相反的方向运动，两个横向分力分别与磁浮力实现动态平衡，减轻桥梁振动；同时多面体凸台5向下的作用分力被均分到滑动承台6a和滑动承台6b上，从而实现了对桥梁压力的分压缓冲作用，从而减轻桥梁的震动。此外，由于支座上钢板1和上台座2之间、下台座3和支座下钢板4之间以及固定承台7顶部设置有减振垫片10，同样可起到减振缓冲的效果，还可限制两相邻部件的相对位移以及接触面的磨损。当桥梁承受的压力过大或多面体凸台5或者滑动承台6a和滑动承台6b出现破损而无法有效承接时，固定承台7可以起到备用的支撑上台座2的作用，防止桥梁损坏。本实施例中支座通过将两种减振方式组合使用以吸收更多的振动能量，从而具备了优良的减振性能和安全性能。

（2）支座的智能调节桥梁高度工作原理

当需要对桥梁的高度进行调节时，对电磁体8中的励磁线圈8b接通电流，注意接通电流的方向使电磁体8产生的极性与永磁体9的极性相同，由于同性相斥原理，永磁体9被排斥使滑动承台6a和滑动承台6b分别受到电磁体8施加的水平向右和水平向左的磁力，迫使滑动承台6a和滑动承台6b在滑动层13a上相向运动，逐步缩小两者之间的距离，并通过与多面体凸台5的接触面共同施加给多面体凸台5一个向上的分力，而水平方向上的分力大小相等方向相反相互抵消，从而使多面体凸台5沿着滑动层13b不断地被抬升，桥梁的高度因此升高，当多面体凸台5受到的重力和施加的向上的作用力大小相等时，多面体凸台5停止上升达到稳定状态。通过调节励磁线圈8b中接通的电流的大小可以调节电磁体8产生的磁力的大小进而控制桥梁的高度，实现桥梁高度的智能调节。具体的，当桥梁的高度需要继续升高时，增大励磁线圈8b中接通的电流，使电磁体8产生的磁力增大，多面体凸台5被抬升的高度增加，故桥梁的高度也得以升高；反之，当桥梁的高度需要下降使，减小励磁线圈8b中接通的电流，使电磁体8产生的磁力减小，多面体凸台5被抬升的高度减小，故桥梁的高度也得以降低。

本实施例的有益效果是：支座结构设计合理、构造简单，能够有效减轻桥梁的振动，避免外力对桥梁造成损害，提高了桥梁的安全性和使用寿命；还可通过内置的电磁体与永磁体调节桥梁的高度，智能方便。

Claims (7)

1.一种桥梁高度智能调节减振支座，其特征在于所述减振支座包括自上而下依次设置的支座上钢板、上台座、下台座以及支座下钢板，所述上台座底部中央设有一多面体凸台，所述下台座上部中央对称设置有两个滑动承台，两个所述滑动承台组合而成的上表面呈与所述凸台下表面相适配的凹面，各所述滑动承台分别具有一个可驱动其在水平方向上移动的磁力装置；

所述滑动承台的下表面与所述下台座之间滑动设置，所述滑动承台与所述多面体凸台之间的滑动接触面呈斜向设置，两个所述滑动承台通过相向移动或相背移动使所述多面体凸台在所述滑动接触面上移动以调节所述多面体凸台的高度；

两个所述滑动承台的外侧分别设置有一固定承台，所述固定承台的底部固定设置于所述下台座上、顶部具有用于临时支撑所述上台座的承台面；所述固定承台与所述滑动承台之间存在供所述滑动承台水平移动的冗余空间；

所述支座上钢板与所述上台座之间以及所述支座下钢板与所述下台座之间均设置有减振垫片。

2.根据权利要求1所述的一种桥梁高度智能调节减振支座，其特征在于所述磁力装置包括设置于所述固定承台上的电磁体以及设置于所述滑动承台上的永磁体，所述电磁体包括铁芯与缠绕在所述铁芯上的励磁线圈。

3.根据权利要求1所述的一种桥梁高度智能调节减振支座，其特征在于所述固定承台的承台面上设置有减振垫片。

4.根据权利要求1或3所述的一种桥梁高度智能调节减振支座，其特征在于所述减振垫片为锌铝合金减振阻尼垫片。

5.根据权利要求1所述的一种桥梁高度智能调节减振支座，其特征在于所述支座上钢板与所述上台座之间设置有限位装置，所述限位装置包括设置在所述支座上钢板底部两端的两个限位凹槽以及在所述上台座顶部两端对应所述限位凹槽的位置设置的与其相适配的限位凸块。

6.根据权利要求1所述的一种桥梁高度智能调节减振支座，其特征在于所述支座下钢板与所述下台座之间设置有限位装置，所述限位装置包括设置在所述支座下钢板顶部两端的两个限位凹槽以及在所述下台座底部两端对应所述限位凹槽的位置设置的与其相适配的限位凸块。

7.根据权利要求1所述的一种桥梁高度智能调节减振支座，其特征在于所述支座上钢板通过钢筋植入梁体与桥梁固定连接，所述支座下钢板与桥墩固定连接。