CN109594466B - 一种能够有效耗能的防落梁构造 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种能够有效耗能的防落梁构造，包括箱梁，所述箱梁为从上到下依次叠加的多层结构，相邻的层与层之间通过抽屉式结构或者滑轨式结构这种能够相对滑动的结构连接，箱梁的每一层设置成能够对横向位移进行耗能的三层横向耗能结构。本发明创造的箱梁设置成多层结构，能够有效的对箱梁的纵向位移进行耗能，同时每一层箱梁又设置成三层横向耗能结构，能够有效的对箱梁的横向位移进行耗能，横向和纵向的有效耗能有效的保证了桥梁的稳定性。

Description

一种能够有效耗能的防落梁构造

技术领域

本发明属于桥梁领域，涉及一种能够有效耗能的防落梁构造。

背景技术

当桥梁遭受强烈地震时，桥梁将在瞬间承受很大荷载，从而产生较大位移，产生的位移超过了梁的搁置长度或因挡块强度不足时会造成落梁，落梁会带来不可挽回的严重损失。限制位移最直接的方法之一是采用限位措施，使上部结构的振动受到约束。目前的通用做法是在桥梁的墩台顶部设置横向防震挡块，箱梁之间设置防落梁链或拉杆，但当遭受较强的地震作用时，常见的防震措施仍不足以阻止纵向落梁和横向落梁。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种桥梁结构，以限制桥梁因地震产生的横向及纵向位移，保证其在地震作用下的预期性能。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种能够有效耗能的防落梁构造，包括箱梁，所述箱梁为从上到下依次叠加的多层结构，相邻的层与层之间通过抽屉式结构或者滑轨式结构这种能够相对滑动的结构连接，箱梁的每一层分别设置成能够对横向位移进行耗能的三层横向耗能结构。

进一步的，箱梁设置成三层结构，箱梁包括从上到下依次设置的上层梁、中间梁和下层梁，上层梁与中间梁之间、中间梁与下层梁之间通过彼此相互扣合的轨道连接，轨道的端头处设置有限位块，上层梁、中间梁和下层梁靠近限位桥墩的一端分别与限位桥墩之间通过阻尼器连接。

进一步的，靠近所述限位块的下一层梁的轨道内还设置有与上一层梁相对应的缓冲装置。

进一步的，三层横向耗能结构的上层结构为一体的箱梁层，三层横向耗能结构的中间层结构为与箱梁层相配合的一对横向滑动层，横向滑动层之间通过阻尼器连接，横向滑动层拼接后与箱梁层相配合，横向滑动层的下方为纵向滑动层，纵向滑动层的下端为与下层箱梁上端的箱梁层相配合的轨道。

进一步的，横向滑动层的上端面为台阶结构，两个横向滑动层的台阶结构拼接为与箱梁层的下端面的凸块相配合的凹槽，凸块嵌合在拼接成的凹槽内，凸块的横向方向的两个端面分别与对应的横向滑动层的台阶侧端面之间通过阻尼器连接。

进一步的，横向滑动层与纵向滑动层之间通过相互扣合的横向轨道连接，轨道的端头处设置有限位块。横向滑动层与纵向滑动层之间能够横向相对移动。

进一步的，还包括阈值启动机构，阈值启动机构包括用于测量地震等级或者箱梁的纵向、横向振动幅度的装置，还包括执行机构，执行机构能够将箱梁固定为一体也能够使得箱梁之间发生横向或者纵向位移，当地震等级或箱梁的纵向横向振动幅度达到某个阈值时，箱梁的层与层之间、箱梁层与横向滑动层之间、横向滑动层与纵向滑动层之间才能够相对错位移动，进行地震的吸能；达不到指定阈值时，整个箱梁在执行机构的固定下仍然为相对固定的一体结构。

进一步的，阈值启动机构包括地震检测仪、控制器和层与层之间的液压缸，地震检测仪和液压缸分别与控制器连接，控制器控制液压缸的伸缩，液压缸的缸体分别固定在中间梁和下层梁的箱梁层的上部，液压缸的伸缩端能够分别伸入到上层梁和中间梁的箱梁层、横向滑动层和纵向滑动层内部进行固定。

进一步的，箱梁端头处设置有限位桥墩，所述限位桥墩上设有隔挡体及伸缩机构，所述隔挡体沿箱梁横向方向设置并将两纵向相接的箱梁隔挡开来，所述伸缩机构设置在隔挡体的侧面处，所述箱梁通过伸缩机构设置在限位桥墩上。

进一步的，限位桥墩上设有凹槽，所述伸缩机构设置在凹槽内，伸缩机构至少包括三个拉伸块，各拉伸块依次叠放且彼此间通过轨道连接，轨道端头处设有限位块。

本发明的有益效果在于：

(1)本发明创造的箱梁设置成多层结构，能够有效的对箱梁的纵向位移进行耗能，同时每一层箱梁又设置成三层横向耗能结构，能够有效的对箱梁的横向位移进行耗能，横向和纵向的有效耗能有效的保证了桥梁的稳定性；

(2)箱梁及限位桥墩上对应设有限位构造，具体包括隔挡体、伸缩机构、阻尼器及挡块，通过彼此间的相互嵌合及隔挡实现了箱梁在限位桥墩上的横纵向约束，有效防止了地震中箱梁在横向与纵向方向的落梁，从而使桥梁在地震后仍能够继续使用，保持通畅，降低甚至消除了因地震带来的人员伤害及财产损失。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明：

图1为本发明创造的纵向移动工作原理图；

图2为本发明创造的每层箱梁的结构示意图；

图3为本发明创造的横向移动工作原理图；

图4为本发明创造的阈值启动机构的结构示意图；

图5为本发明创造的结构示意图。

附图标记说明：1、箱梁；11、上层梁；12、中间梁；13、下层梁；14、箱梁层；141、凸块；15、横向滑动层；16、纵向滑动层；2、限位桥墩；21、隔挡体；22、挡块；3、伸缩机构；4、阻尼器；5、阈值启动机构。

具体实施方式

下面将结合附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述。

如图所示，一种能够有效耗能的防落梁构造，包括箱梁1及设置在箱梁1端头处的限位桥墩2，限位桥墩2上设有隔挡体21及伸缩机构3，隔挡体21沿箱梁1横向方向设置并将两纵向相接的箱梁1隔挡开来，伸缩机构3设置在隔挡体21的侧面处，箱梁1通过伸缩机构3设置在限位桥墩2上。

具体的，箱梁1底面与伸缩机构3顶面连接，伸缩机构3底面与限位桥墩2连接，隔挡体21从端头处将纵向相接的箱梁1隔挡开来，有效防止了因地震造成的箱梁1纵向位移传递；实现了箱梁1与限位桥墩2间的纵向约束，伸缩机构3实现了箱梁1与限位桥墩2间的柔性连接，实现了箱梁1在限位桥墩2上的纵向变形吸能，防止了纵向落梁。

本实施例中的限位桥墩2上设有凹槽，伸缩机构3设置在凹槽内，且伸缩机构3顶面与凹槽上平面相平，这样，箱梁1既与限位桥墩2直接搭接，又能在伸缩机构3作用下有一定纵向位移，结构稳定性更好。

本实施例中的伸缩机构3由三个拉伸块组成，各拉伸块沿高度方向依次叠放且彼此间通过相互扣合的轨道连接，轨道端头处设有限位块。即通过推拉动作，可实现伸缩机构3的延长及缩短。因地震造成的箱梁1纵向位移可通过伸缩机构3耗能，伸缩机构3在允许箱梁1与限位桥墩2之间产生一定的纵向位移的前提下，保证箱梁1仍通过伸缩机构3搭接在限位桥墩2上，从而实现箱梁1不落梁。

本实施例中箱梁1与伸缩机构3间固结，伸缩机构3底部与限位桥墩2间固结，可有效保证结构可靠性。当然，根据实际情况，箱梁1与伸缩机构3间也可采用轨道连接，同样，伸缩机构3底部与限位桥墩2间也可采用轨道连接。

作为上述方案的进一步改进，各拉伸块与限位桥墩2之间连接有阻尼器4，箱梁1的腹板与限位桥墩2的隔挡体21间连接有阻尼器4。具体的，阻尼器4杆状部件设置在箱梁1腹板端头及拉伸块端头处，阻尼器4套筒状部件布设在限位桥墩2中，通过阻尼器4的纵向变形起到耗能作用，减小限位桥墩2与箱梁1拉伸块之间的纵向相对位移。

作为上述方案的进一步改进，箱梁1为从上到下依次叠加的多层结构，箱梁1至少为两层结构，相邻的层与层之间通过抽屉式结构或者滑轨式结构这种能够相对滑动的结构连接，这种滑动式结构能够使相邻的上、下层之间相对错位移动从而对箱梁1发生的纵向位移进行耗能。

本实施例中，箱梁1设置成三层结构，箱梁1包括从上到下依次设置的上层梁11、中间梁12和下层梁13，上层梁11与中间梁12之间、中间梁12与下层梁13之间通过彼此相互扣合的轨道连接，轨道的端头处设置有限位块，靠近限位块的下一层梁的轨道内还设置有与上一层梁相对应的缓冲装置，缓冲装置可以为橡胶块或者弹簧等。上层梁11、中间梁12和下层梁13靠近限位桥墩2的一端分别与限位桥墩2之间通过阻尼器4连接。

作为上述方案的进一步改进，为了解决箱梁1横向位移的耗能，上层梁11、中间梁12和下层梁13均采用上、下叠加设置的三层结构，上层结构为一体的箱梁层14，中间层结构为与箱梁层14相配合的一对横向滑动层15，横向滑动层15之间通过阻尼器4连接，横向滑动层15拼接后与箱梁层14相配合。横向滑动层15的下方为纵向滑动层16，纵向滑动层16的下端为与下层箱梁1上端的箱梁层14相配合的轨道。

横向滑动层15的上端面为台阶结构，两个横向滑动层15的台阶结构拼接为与箱梁层14的下端面的凸块141相配合的凹槽，凸块141嵌合在拼接成的凹槽内。凸块141的横向方向的两个端面分别与对应的横向滑动层15的台阶侧端面之间通过阻尼器4连接。具体的阻尼器4杆状部件设置在凸块141内，阻尼器4套筒状部件布设在横向滑动层15的上台阶中，通过阻尼器4的纵向变形起到耗能作用，减小箱梁层14与横向滑动层15之间的相对位移。两个横向滑动层15下台阶相对的端面通过阻尼器4连接。具体的阻尼器4杆状部件设置在一个横向滑动层15的下台阶内，阻尼器4套筒状部件固定在另外一个横向滑动层15的下台阶内。

横向滑动层15与纵向滑动层16之间通过相互扣合的轨道连接，轨道的端头处设置有限位块。横向滑动层15与纵向滑动层16之间能够横向相对移动。

作为上述方案的进一步改进，本实施例中还设置有阈值启动机构5，阈值启动机构5包括用于测量地震等级或者箱梁1的纵向、横向振动幅度的装置，还包括执行机构，当地震等级或箱梁1的纵向横向振动幅度达到某个阈值时，箱梁1的层与层之间、箱梁层14与横向滑动层15之间、横向滑动层15与纵向滑动层16之间才能够相对错位移动，进行地震的吸能；达不到指定阈值时，整个箱梁1仍然为相对固定的一体结构。

具体的，本实施例中阈值启动机构5包括地震检测仪、控制器和层与层之间的液压缸，地震检测仪和液压缸分别与控制器连接，液压缸的缸体分别固定在中间梁12和下层梁13的箱梁层14的上部，液压缸的伸缩端能够分别伸入到上层梁11和中间梁12的箱梁层14、横向滑动层15和纵向滑动层16内部，伸缩端能够穿过纵向滑动层16伸入到横向滑动层15和箱梁层14内进行固定。初始状态，伸缩端插入到上层的箱梁1内，将相邻的层的箱梁1进行固定，当地震检测仪检测到地震信号时，地震检测仪将检测的地震信号传递给控制器，控制器判断地震等级，当地震等级大于预设的地震等级时，控制器控制液压缸的伸缩杆回缩到下层的箱梁1内，相邻的两层箱梁1之间能够相对滑动，对箱梁1的纵向或者横向位移进行耗能。

箱梁1采用多层的结构，当箱梁1发生纵向位移时，相邻层的箱梁1之间发生相对滑动，对箱梁1的纵向位移进行耗能，同时保证最上层的箱梁1不发生落梁。每层箱梁1分别采用拼接的横向滑动层15与箱梁层14和纵向滑动层16配合的的三层结构，当箱梁1发生横向位移时，横向滑动层15相对于纵向滑动层16横向位移，同时箱梁层14也发生横向位移，横向滑动层15之间的阻尼器4断开，箱梁层14带着一个横向滑动层15朝向一侧滑动，由于横向滑动层15设置有两个，即使箱梁层14发生横向位移，箱梁层14仍然搭接在另一个横向滑动层15上，防止箱梁1发生横向落梁。

作为上述方案的进一步改进，还可在箱梁1与伸缩机构3、伸缩机构3与限位桥墩2及各拉伸块间的轨道上设置橡胶垫，以增加彼此间的摩擦力，进而提高变形吸能能力。

本实施例中还包括防止箱梁1横向落梁的挡块22，挡块22沿箱梁1横向方向设置在限位桥墩2两端。挡块22与限位桥墩2间刚性连接，通过挡块22减小箱梁1与限位桥墩2之间的相对横向位移。

最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。

Claims (9)

1.一种能够有效耗能的防落梁构造，其特征在于：包括箱梁(1)，所述箱梁(1)为从上到下依次叠加的多层结构，相邻的层与层之间通过抽屉式结构或者滑轨式结构这种能够相对滑动的结构连接，箱梁(1)的每一层分别设置成能够对横向位移进行耗能的三层横向耗能结构；

三层横向耗能结构的上层结构为一体的箱梁层(14)，三层横向耗能结构的中间层结构为与箱梁层(14)相配合的一对横向滑动层(15)，横向滑动层(15)之间通过阻尼器(4)连接，横向滑动层(15)拼接后与箱梁层(14)相配合，横向滑动层(15)的下方为纵向滑动层(16)，纵向滑动层(16)的下端为与下层箱梁(1)上端的箱梁层(14)相配合的轨道。

2.根据权利要求1所述的能够有效耗能的防落梁构造，其特征在于：箱梁(1)设置成三层结构，箱梁(1)包括从上到下依次设置的上层梁(11)、中间梁(12)和下层梁(13)，上层梁(11)与中间梁(12)之间、中间梁(12)与下层梁(13)之间通过彼此相互扣合的轨道连接，轨道的端头处设置有限位块，上层梁(11)、中间梁(12)和下层梁(13)靠近限位桥墩(2)的一端分别与限位桥墩(2)之间通过阻尼器(4)连接。

3.根据权利要求2所述的能够有效耗能的防落梁构造，其特征在于：靠近所述限位块的下一层梁的轨道内还设置有与上一层梁相对应的缓冲装置。

4.根据权利要求1所述的能够有效耗能的防落梁构造，其特征在于：横向滑动层(15)的上端面为台阶结构，两个横向滑动层(15)的台阶结构拼接为与箱梁层(14)的下端面的凸块(141)相配合的凹槽，凸块(141)嵌合在拼接成的凹槽内，凸块(141)的横向方向的两个端面分别与对应的横向滑动层(15)的台阶侧端面之间通过阻尼器(4)连接。

5.根据权利要求1所述的能够有效耗能的防落梁构造，其特征在于：横向滑动层(15)与纵向滑动层(16)之间通过相互扣合的横向轨道连接，轨道的端头处设置有限位块，横向滑动层(15)与纵向滑动层(16)之间能够横向相对移动。

6.根据权利要求1所述的能够有效耗能的防落梁构造，其特征在于：还包括阈值启动机构(5)，阈值启动机构(5)包括用于测量地震等级或者箱梁(1)的纵向、横向振动幅度的装置，还包括执行机构，执行机构能够将箱梁(1)固定为一体也能够使得箱梁(1)之间发生横向或者纵向位移，当地震等级或箱梁(1)的纵向横向振动幅度达到某个阈值时，箱梁(1)的层与层之间、箱梁层(14)与横向滑动层(15)之间、横向滑动层(15)与纵向滑动层(16)之间才能够相对错位移动，进行地震的吸能；达不到指定阈值时，整个箱梁(1)在执行机构的固定下仍然为相对固定的一体结构。

7.根据权利要求6所述的能够有效耗能的防落梁构造，其特征在于：阈值启动机构(5)包括地震检测仪、控制器和层与层之间的液压缸，地震检测仪和液压缸分别与控制器连接，控制器控制液压缸的伸缩，液压缸的缸体分别固定在中间梁(12)和下层梁(13)的箱梁层(14)的上部，液压缸的伸缩端能够分别伸入到上层梁(11)和中间梁(12)的箱梁层(14)、横向滑动层(15)和纵向滑动层(16)内部进行固定。

8.根据权利要求1所述的能够有效耗能的防落梁构造，其特征在于：箱梁(1)端头处设置有限位桥墩(2)，所述限位桥墩(2)上设有隔挡体(21)及伸缩机构(3)，所述隔挡体(21)沿箱梁(1)横向方向设置并将两纵向相接的箱梁(1)隔挡开来，所述伸缩机构(3)设置在隔挡体(21)的侧面处，所述箱梁(1)通过伸缩机构(3)设置在限位桥墩(2)上。

9.根据权利要求8所述的能够有效耗能的防落梁构造，其特征在于：限位桥墩(2)上设有凹槽，所述伸缩机构(3)设置在凹槽内，伸缩机构(3)至少包括三个拉伸块，各拉伸块依次叠放且彼此间通过轨道连接，轨道端头处设有限位块。

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