CN108625277B - 一种减震结构及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种减震结构及其施工方法。本发明的减震结构包括液压减震组件和减震单元，液压减震组件利用液压进行减震，减震单元以阵列的方式设置在桥墩的上表面，并且多个减震单元之间互相独立且互不影响。液压减震组件上还设置有报警灯，当液压减震组件承受超限载荷或变形时能够发出报警信号，提醒桥梁维护人员，提高了桥梁的安全性。此外，通过多个独立设置的减震单元和液压减震组件的协同作用，进一步提高了整个减震结构的减震性能，解决了现有技术中减震结构不能主动提醒维护人员其减震性能以及减震结构减震效果不好的技术问题，并且本发明的减震结构较为简单，施工方便，可靠性高，经济性好，具有广泛推广的前景。

Description

一种减震结构及其施工方法

技术领域

本发明涉及桥梁施工领域和水利施工领域，特别涉及一种减震结构及其施工方法。

背景技术

在桥梁工程施工和水利工程施工中，架设桥梁时通常在桥墩与桥面之间设置减震结构，从而对桥面的重力载荷进行减震。现有技术中，通常在桥墩的上表面和桥面的下表面之间设置由弹簧组成的减震结构，这种减震结构具有结构简单，减震良好的优点，但是在桥面重力载荷的长时间作用下，设置在桥墩与桥面之间的减震结构会产生不可逆的形变并且在承受超限的瞬时重力载荷时无法发出报警信号，导致减震结构的减震效果大大降低。现有技术中，通常需要桥梁维护人员携带专业设备对减震结构的减震性能进行定期检测，而目前的桥墩都较高，这就需要维护人员携带专业设备进行高空作业，导致检测效率低且危险性较大。此外，现有技术中的减震结构通常只包括若干个弹簧，利用弹簧进行减震，而桥面的重力载荷是实时变化的，仅利用若干个弹簧进行减震会导致弹簧的寿命降低，严重时会发生减震失效的安全事故。

发明内容

本发明的主要目的在于，针对上述现有技术中的不足，提供一种用于桥梁的减震结构，该减震结构包括液压减震组件和减震单元，结合了液压和弹簧进行复合减震，并且还设置有报警灯，当减震结构承受超限的重力载荷以及由于长期形变产生不可逆的改变而即将失效时，能够通过报警灯发出报警信号，提醒维护人员及时对减震结构进行检修。此外，本发明还包括阵列式减震单元，每个减震单元互不影响，提高了减震效果。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种减震结构，包括桥墩、桥面、固定件和设置在桥墩与桥面之间的减震结构，减震结构包括依次由下至上设置的基座、减震基底、液压减震组件、第二减震连接层、减震单元、第一减震连接层，其中基座通过固定件安装在桥墩的上表面，基座上面固定设置减震基底，减震基底上面固定安装液压减震组件，液压减震组件上面固定连接第二减震连接层，第二减震连接层上面设置多个减震单元并且每个减震单元独立设置，每个减震单元之间互相不影响，多个减震单元上面设置第一减震连接层，其中液压减震组件包括依次由下至上设置的螺母、底座、液压油、活塞头、活塞杆以及垫层，底座通过螺母将液压减震组件安装在减震基底上，垫层固定连接活塞杆和第二减震连接层，垫层下方设置动触点，活塞杆的侧面设置报警灯和静触点，动触点和静触点相接触后能够点亮报警灯，减震单元包括依次由下至上设置的多个弹性件、活动端头、壳体、活动连杆以及垫片，其中每个弹性件的一端固定连接在第二减震连接层的上表面，另一端固定连接活动端头的下表面，活动端头和活动连杆连接，活动连接的上端通过垫片连接第一减震连接层，弹性件、活动端头和活动连杆的一部分均设置在壳体内。

进一步地，活动连杆与壳体的空隙中还设置有若干个滚珠。

进一步地，活塞杆的两侧均设置动触点、静触点和报警灯。

进一步地，第二减震连接层的横截面为矩形或圆形，多个减震单元均匀阵列式分布在第二减震连接层的上表面。

本发明的技术方案还包括上述减震结构的施工方法，其包括如下步骤：

S1、架设桥墩和桥面，保持桥面与桥墩之间的距离能够恰好容纳基座、减震基底、液压减震组件、第二减震连接层、减震单元以及第一减震连接层，并清理桥面的下表面和桥墩的上表面；

S2、从桥墩由下至上依次安装基座、减震基底、液压减震组件、第二减震连接层、减震单元以及第一减震连接层；

S3、在安装液压减震组件时，先用螺母安装底座，然后根据压力计算结果填充适量的液压油，当液压油填充完毕后，利用活塞头密封液压油并进行密封性测试，将显色试剂涂覆在活塞头的侧面，利用显色试剂检验活塞头的密封性。当密封性检测合格后，依次安装活塞杆和垫层，同时在活塞杆上设置报警灯、动触点以及静触点并对报警灯、动触点以及静触点进行电连接检测，确保动触点和静触点接触时能够点亮报警灯，并且使动触点与静触点之间保持预定距离；

S4、当液压减震组件完成安装后，再安装第二减震连接层，然后在第二减震连接层的上表面安装多个减震单元，并根据第二减震连接层的横截面形状，选择合适的均匀阵列形式，然后在减震单元的上面通过第一减震连接层连接桥面的下表面，从而完成减震结构的施工。

S5、当完成减震结构的施工后，对桥墩、桥面 以及减震结构进行整体性检测，确保安装到位。

另外，在本发明所述技术方案中，凡未做特别说明的，均可采用本领域中的常规手段来实现本技术方案。

本发明具有以下优点：相比于现有技术，本发明的减震结构包括液压减震组件和减震单元，液压减震组件利用液压进行减震，减震单元以阵列的方式设置在桥墩的上表面，并且多个减震单元之间互相独立且互不影响。液压减震组件上还设置有报警灯，当液压减震组件承受超限载荷或变形时能够发出报警信号，提醒桥梁维护人员，提高了桥梁的安全性。此外，通过多个独立设置的减震单元和液压减震组件的协同作用，进一步提高了整个减震结构的减震性能，解决了现有技术中减震结构不能主动提醒维护人员其减震性能以及减震结构减震效果不好的技术问题，并且本发明的减震结构较为简单，施工方便，可靠性高，经济性好，具有广泛推广的前景。

附图说明

图1是本发明的减震结构的结构示意图；

图2是本发明的液压减震组件的结构放大示意图；

图3是本发明的减震单元的结构放大示意图。

图中：1、桥墩；2、桥面；3、基座；4、减震基底；5、液压减震组件；6、第二减震连接层；7、减震单元；8、第一减震连接层；9、固定件；10、垫层；11、活塞杆；12、活塞头；13、液压油；14、底座；15、螺母；16、动触点；17、静触点；18、报警灯；19、垫片；20、活动连杆；21、壳体；22、弹性件；23、活动端头；24滚珠。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明。如附图1-3所示，本发明的减震结构包括桥墩1、桥面2 、固定件9，减震结构设置在桥墩1的上表面与桥面2 的下表面之间，减震结构包括依次由下至上设置的基座3、减震基底4、液压减震组件5、第二减震连接层6、减震单元7、第一减震连接层8。其中基座3通过固定件9安装在桥墩1的上表面，基座3上面固定设置减震基底4，减震基底4上面固定安装液压减震组件5。由于液压减震组件5为多个，并且包括依次由下至上设置的螺母15、底座14、液压油13、活塞头12、活塞杆11以及垫层10，因此必须设置相应的安装结构来安装液压减震组件5，例如基座3和减震基底4，其中基座3为无弹性或弹性很低的材料制成，例如钢、铁、木材等材料，基座3的形状与桥墩1的横截面相适应，当桥墩1的横截面为方形或圆形时（即方形桥墩1或圆柱形桥墩1），基座3的下表面形状也为方形或圆形。减震基底4采用具有一定弹性的材料制成以实现软连接，例如可采用橡胶制作减震基底4。当采用橡胶制作减震基底4时，应采用硬橡胶，而不宜采用较软的橡胶，因为减震基底4首要作用是基底，其需要一定的刚性和支撑性，而软橡胶弹性较强，其支撑性和刚性不佳。液压减震组件5包括依次由下至上设置的螺母15、底座14、液压油13、活塞头12、活塞杆11以及垫层10，底座14通过螺母15将液压减震组件5安装在减震基底4上，垫层10固定连接活塞杆11和第二减震连接层6。液压减震组件5的液压油13封装在外壳中活塞头12也安装在外壳中，并且外壳的底部与底座14固定连接。由于液压油13为液体，因此必须设置外壳来容纳液压油13，外壳也构成盛装液压油13的液压缸缸体，液压减震组件5的外壳的具体结构和设置方式均为现有技术中液压缸的设置方式，在此不再赘述。由于液压油13在压缩到一定程度即不可再被压缩，因此当液压油13压缩到不可压缩状态时，表明液压减震组件5的已达到最大承载能力，已经处于工作极限状态，若此时在继续进行压缩，则容易导致液压减震组件5的外壳破损，造成液压油13外泄，不仅污染环境而且会造成液压减震组件5永久性失效，并且由于在桥墩1的上表面均匀设置若干个液压减震组件5，由于桥面2 重力载荷并不是均匀垂直向下施加，因此极易造成某一个液压减震组件5破裂，而当某一个液压减震组件5破裂，其高度会瞬间降低，这就会瞬间造成桥面2 向下塌陷，这是极其危险的事故。因此，为了能实时提醒桥梁维护人员液压减震组件5的工作状态，本发明还巧妙的设置了报警灯18。在垫层10下方设置动触点16，活塞杆11的两侧面均设置报警灯18和静触点17，动触点16和静触点17相接触后能够点亮报警灯18，其中报警灯18、动触点16和静触点17均电连接至电源，此处的电源可以是桥面2 路灯的电源，也可以是桥面2 其他用电设备的电源，亦或者是太阳能电源。当采用太阳能电源时，在桥墩1的侧面均匀包覆设置软性太阳能发电膜，在桥墩1侧面挂设蓄电池，报警灯18、动触点16和静触点17均电连接至蓄电池，太阳能发电膜将太阳能转化为电能，然后将电能储存在蓄电池中以持续提供电能。为了节省能源，报警灯18采用LED光源，并且应采用红色LED或黄色LED，从而更加醒目的提醒维护人员液压减震结构的工作状态。为了在液压减震组件5的上方再设置多个减震单元7，因此设置垫层10，利用垫层10将活塞杆11与第二减震连接层6相互连接，从而使桥面2 的重力载荷能够均匀向下传递。液压减震组件5上面固定连接第二减震连接层6，第二减震连接层6上面设置多个减震单元7并且每个减震单元7独立设置，每个减震单元7之间互相不影响，多个减震单元7上面设置第一减震连接层8。第一减震层与第二减震层之间安装若干个减震单元7，第一减震连接层8与第二减震连接层6均采用硬橡胶，其具有一定的刚性以保证减震结构整体的刚性，从而避免减震结构整体较软。减震单元7包括依次由下至上设置的多个弹性件22、活动端头23、壳体21、活动连杆20以及垫片19，其中每个弹性件22的一端固定连接在第二减震连接层6的上表面，另一端固定连接活动端头23的下表面，活动端头23和活动连杆20连接，活动连接的上端通过垫片19连接第一减震连接层8，弹性件22、活动端头23和活动连杆20的一部分均设置在壳体21内。其中弹性件22是弹簧，优选地采用硬弹簧，减震单元7通过活动连杆20向下施加重力载荷，活动连杆20的下端连接活动端头23，活动端头23的下端连接弹性件22，弹性件22的下端连接在第二减震连接层6的上表面，为了保证活动连杆20呈直线运动，将活动连杆20、活动端头23以及弹性件22设置在壳体21内，并且壳体21的高度能够容纳至少三分之一的活动连杆20，利用壳体21对活动连杆20的上下直线运动进行限位，而活动连杆20与壳体21的空隙之间还设置多个滚珠24从而减小活动连杆20与壳体21的摩擦，提高减震单元7的使用寿命。此外，为了提高减震效果，在第二减震连接层6的上表面以阵列的形式设置多个减震单元7，第二减震连接层6的横截面为矩形或圆形以适应桥墩1的横截面形状，提高美观的同时更加均匀地向下传递重力载荷，多个减震单元7均匀阵列式分布在第二减震连接层6的上表面并且每个减震单元7之间互相独立设置，互不影响。也就是说，每个减震单元7的弹性件22的形变与其他减震单元7的弹性件22是否形变没有关联关系，每个减震单元7的弹性件22的压缩量只与其受到的重力载荷有关。通过独立设置减震单元7，避免了现有技术中心弹簧之间互相影响导致的整体失效问题。换句话说，当本发明的多个减震单元7里某一个或某几个减震单元7失效时，其他减震单元7依然能够正常工作，最大程度上保证了减震单元7的可靠性，从而提高了减震结构的整体可靠性。本发明的减震结构的工作原理为：桥面2 上的重力载荷首先向下传递给第一减震连接层8，第一减震连接层8将重力载荷传递给减震单元7进行初级减震，然后传递给第二减震连接层6，由第二减震连接层6传递给液压减震组件5，由液压减震组件5进行次级减震，最后通过减震基底4和基座3传递给桥墩1，并且当液压减震组件5达到最大压缩量（即最大减震量）时，报警灯18发出红色或黄色的提醒光，表示整个减震结构已处于极限工作状态，提醒维护人员检修减震结构或提醒管控人员限制桥面2 重力载荷的继续增加，例如当报警灯18亮起时，管控人员实施交通管制，限制更多的车辆驶入桥面2 ，从而提高桥梁的安全性。

此外，本发明还同时公开了上述减震结构的施工方法，其包括如下步骤：

S1、架设桥墩1和桥面2 ，保持桥面2 与桥墩1之间的距离能够恰好容纳基座3、减震基底4、液压减震组件5、第二减震连接层6、减震单元7以及第一减震连接层8，并清理桥面2 的下表面和桥墩1的上表面；

S2、从桥墩1由下至上依次安装基座3、减震基底4、液压减震组件5、第二减震连接层6、减震单元7以及第一减震连接层8；

S3、在安装液压减震组件5时，先用螺母15安装底座14，然后根据压力计算结果填充适量的液压油13，当液压油13填充完毕后，利用活塞头12密封液压油13并进行密封性测试，将显色试剂涂覆在活塞头12的侧面，利用显色试剂检验活塞头12的密封性。当密封性检测合格后，依次安装活塞杆11和垫层10，同时在活塞杆11上设置报警灯18、动触点16以及静触点17并对报警灯18、动触点16以及静触点17进行电连接检测，确保动触点16和静触点17接触时能够点亮报警灯18，并且使动触点16与静触点17之间保持预定距离；

S4、当液压减震组件5完成安装后，再安装第二减震连接层6，然后在第二减震连接层6的上表面安装多个减震单元7，并根据第二减震连接层6的横截面形状，选择合适的均匀阵列形式，然后在减震单元7的上面通过第一减震连接层8连接桥面2 的下表面，从而完成减震结构的施工；

S5、当完成减震结构的施工后，对桥墩1、桥面2以及减震结构进行整体性检测，确保安装到位。

通过上述施工方法，施工人员能够将本发明的减震结构安装在桥墩1与桥面2 之间，利用本发明的减震结构消耗桥面2 向桥墩1传递的重力载荷，保证桥墩1的稳定。此外，该施工方法简单明确，施工步骤清晰，施工难度低，有利于本发明的减震结构被广泛推广，推广难度低。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (1)

1.一种减震结构的施工方法，所述减震结构包括桥墩（1）、桥面（2）、固定件（9）和设置在所述桥墩（1）与所述桥面（2）之间的减震装置，其特征在于：减震装置包括依次由下至上设置的基座（3）、减震基底（4）、液压减震组件（5）、第二减震连接层（6）、减震单元（7）、第一减震连接层（8），其中所述基座（3）通过所述固定件（9）安装在所述桥墩（1）的上表面，所述基座（3）上面固定设置所述减震基底（4），所述减震基底（4）上面固定安装所述液压减震组件（5），所述液压减震组件（5）上面固定连接所述第二减震连接层（6），所述第二减震连接层（6）上面设置多个所述减震单元（7）并且每个所述减震单元（7）独立设置，每个所述减震单元（7）之间互相不影响，多个所述减震单元（7）上面设置所述第一减震连接层（8），其中所述液压减震组件（5）包括依次由下至上设置的螺母（15）、底座（14）、液压油（13）、活塞头（12）、活塞杆（11）以及垫层（10），所述底座（14）通过所述螺母（15）将所述液压减震组件（5）安装在所述减震基底（4）上，所述垫层（10）固定连接所述活塞杆（11）和所述第二减震连接层（6），所述垫层（10）下方设置动触点（16），所述活塞杆（11）的侧面设置报警灯（18）和静触点（17），所述动触点（16）和所述静触点（17）相接触后能够点亮所述报警灯（18），所述减震单元（7）包括依次由下至上设置的多个弹性件（22）、活动端头（23）、壳体（21）、活动连杆（20）以及垫片（19），其中每个所述弹性件（22）的一端固定连接在所述第二减震连接层（6）的上表面，另一端固定连接所述活动端头（23）的下表面，所述活动端头（23）和所述活动连杆（20）连接，活动连接的上端通过所述垫片（19）连接所述第一减震连接层（8），所述弹性件（22）、所述活动端头（23）和所述活动连杆（20）的一部分均设置在所述壳体（21）内，所述活塞杆（11）的两侧均设置所述动触点（16）、所述静触点（17）和所述报警灯（18），多个所述减震单元（7）均匀阵列式分布在所述第二减震连接层（6）的上表面，所述活动连杆（20）与所述壳体（21）的空隙中还设置有若干个滚珠（24）；所述第二减震连接层（6）的横截面为矩形或圆形；

所述施工方法包括如下步骤：

S1、架设所述桥墩（1）和所述桥面（2），保持所述桥面（2）与所述桥墩（1）之间的距离能够恰好容纳所述基座（3）、所述减震基底（4）、所述液压减震组件（5）、所述第二减震连接层（6）、所述减震单元（7）以及所述第一减震连接层（8），并清理所述桥面（2）的下表面和所述桥墩（1）的上表面；

S2、从所述桥墩（1）由下至上依次安装所述基座（3）、所述减震基底（4）、所述液压减震组件（5）、所述第二减震连接层（6）、所述减震单元（7）以及所述第一减震连接层（8）；

S3、在安装所述液压减震组件（5）时，先用所述螺母（15）安装所述底座（14），然后根据压力计算结果填充适量的所述液压油（13），当所述液压油（13）填充完毕后，利用所述活塞头（12）密封所述液压油（13）并进行密封性测试，将显色试剂涂覆在所述活塞头（12）的侧面，利用显色试剂检验所述活塞头（12）的密封性，

当密封性检测合格后，依次安装所述活塞杆（11）和所述垫层（10），同时在所述活塞杆（11）上设置所述报警灯（18）、所述动触点（16）以及所述静触点（17）并对所述报警灯（18）、所述动触点（16）以及所述静触点（17）进行电连接检测，确保所述动触点（16）和所述静触点（17）接触时能够点亮所述报警灯（18），并且使所述动触点（16）与所述静触点（17）之间保持预定距离；

S4、当所述液压减震组件（5）完成安装后，再安装所述第二减震连接层（6），然后在所述第二减震连接层（6）的上表面安装多个所述减震单元（7），并根据所述第二减震连接层（6）的横截面形状，选择合适的均匀阵列形式，然后在所述减震单元（7）的上面通过所述第一减震连接层（8）连接所述桥面（2）的下表面，从而完成减震结构的施工；

S5、当完成减震结构的施工后，对所述桥墩（1）、所述桥面（2） 以及减震结构进行整体性检测，确保安装到位。

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