CN109653082A - 一种双向功能分离型减震系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种双向功能分离型减震系统,包括支座减震机构、侧向减震机构、中间连接减震机构以及桥梁伸缩缝减振机构,支座减震机构用于梁体与桥墩之间的连接,侧向减震机构用于缓冲支座的横向力以及纵向力,中间连接减震机构一端与梁体连接,另一端与桥墩连接。本发明通过设置有支座减震机构、侧向减震机构、中间连接减震机构以及桥梁伸缩缝减振机构,能够多方位缓冲梁体受力状态,在竖向荷载、横向荷载以及纵向载荷的同时可实现一定程度的滑动和转动,在地震、强风或其它振动情况发生时,本发明的位移量超出正常环境下工作的范围,减震系统利用阻尼材料的特性提供一定的阻尼力,通过阻尼橡胶材料滞回耗能起到减震效果。

Description

一种双向功能分离型减震系统
技术领域
本发明涉及桥梁建造领域,具体的说是涉及一种双向功能分离型减震系统。
背景技术
桥梁,一般指架设在江河湖海上,使车辆行人等能顺利通行的构筑物。为适应现代高速发展的交通行业,桥梁亦引申为跨越山涧、不良地质或满足其他交通需要而架设的使通行更加便捷的建筑物。 桥梁一般由上部构造、下部结构、支座和附属构造物组成,上部结构又称桥跨结构,是跨越障碍的主要结构;下部结构包括桥台、桥墩和基础;支座为桥跨结构与桥墩或桥台的支承处所设置的传力装置;附属构造物则指桥头搭板、锥形护坡、护岸、导流工程等。
近年来,大跨度桥梁结构越来越多。如何提高桥梁结构抵抗地震的安全性以及释放这些结构在日常使用过程中产生的温度变形,各国学者对此进行了很多理论和技术研究。
减震技术作为一种能改善结构抗震性能、降低地震危害性的成熟可靠、行之有效的技术正越来越多地被应用于各类新建、改扩建、加固工程。隔震技术的推广应用得益于具有较大竖向承载能力、水平位移较大且可控制、具有可变的水平刚度等特性的减震座的研制应用。在实际使用中,地震、风振和其他设备振动都可能引起建筑结构自身的振动,这种振动可能导致结构的损伤累积,设备的不正常运行以及人体感觉不舒适等不良反应。
现有技术的桥梁减震支座通常采用低摩擦支座,设于梁体的支座下部,均为过多考虑纵向受力减震分析,当地震或其他因素导致桥梁产生晃动,其受力的方向是不确定的,因此现有技术的桥梁减震存在很大缺陷。
上述缺陷,值得改进。
发明内容
为了克服现有的技术的不足,本发明提供一种双向功能分离型减震系统。
本发明技术方案如下所述:
一种双向功能分离型减震系统,在桥梁上设置有支座减震机构、侧向减震机构、中间连接减震机构以及桥梁伸缩缝减振机构,
所述桥梁包括梁体以及桥墩,所述梁体下方设置有所述支座减震机构,所述支座减震机构用于所述梁体与所述桥墩之间的连接,将所述梁体承受的荷载和变形可靠地传递给所述桥墩;
所述侧向减震机构设于所述支座减震机构的侧部,且所述侧向减震机构的下部与所述桥墩固定连接,所述侧向减震机构用于缓冲所述支座减震机构的横向力以及纵向力;
所述中间连接减震机构一端与所述梁体连接,另一端与所述桥墩连接,所述中间连接减震机构用于所述梁体与所述桥墩之间的连接,用于部分缓冲所述梁体承受的荷载以及变形;
所述桥梁伸缩缝减振机构设于相邻梁体之间的伸缩缝两侧,并将两相邻的梁体连接起来,用于缓冲所述梁体的水平冲击力。
进一步的,所述支座减震机构包括滑动橡胶支座,所述滑动橡胶支座上部与所述梁体的底部固定连接,所述滑动橡胶支座下部与所述桥墩固定连接。
进一步的,所述侧向减震机构包括剪力销,所述剪力销包括左剪力销组以及右剪力销组,所述左剪力销组以及所述右剪力销组左右对称设置。
进一步的,所述剪力销设置有外侧向剪力销以及前向剪力销,所述外侧向剪力销设于所述支座减震机构的外侧位置,用于缓冲所述梁体桥墩连接部设防烈度内的横向作用;所述前向剪力销设置于所述支座减震机构的前侧位置,用于缓冲所述支座减震机构设防烈度内的纵向作用。
进一步的,所述外侧向剪力销、所述前向剪力销的底部均设于所述桥墩内或者紧固于所述桥墩上。
进一步的,所述外侧向剪力销、所述前向剪力销均与所述支座减震机构设置有剪力间隙。
进一步的,所述外侧向剪力销、所述前向剪力销均呈“C”型。
进一步的,所述中间连接减震机构设于所述左、右两所述支座减震机构的中部位置,所述中间连接减震机构与相邻两梁体连接,且所述中间连接减震机构通过螺栓分别与所述梁体以及所述桥墩固定连接。
进一步的,所述中间连接减震机构为高阻尼橡胶支座。
进一步的,所述桥梁伸缩缝减振机构包括拉杆、第一顶端滑套、第一套杆弹簧、第一套环、第二顶端滑套、第二套杆弹簧以及第二套环,所述拉杆两端分别设置有所述第一顶端滑套以及所述第二顶端滑套,且所述拉杆依次穿过所述第一套杆弹簧、所述第一套环、所述第二套环以及所述第二套杆弹簧,所述第一套杆弹簧的两端分别与所述第一顶端滑套以及所述第一套环固定连接,所述第二套杆弹簧的两端分别与所述第二顶端滑套以及所述第二套环固定连接。
根据上述方案的本发明,其有益效果在于,本发明通过设置有支座减震机构、侧向减震机构、中间连接减震机构以及桥梁伸缩缝减振机构,能够多方位缓冲梁体受力状态,在竖向荷载、横向荷载以及纵向载荷的同时可实现一定程度的滑动和转动,在地震、强风或其它振动情况发生时,本发明的位移量超出正常环境下工作的范围,减震系统开始工作,利用阻尼材料的特性提供一定的阻尼力,通过阻尼橡胶材料滞回耗能起到减震效果。
附图说明
图1为本发明的结构示意图一。
图2为本发明的结构示意图二。
图3为本发明的结构示意图三。
图4为本发明的结构示意图四。
图5为本发明的结构示意图五。
图6为本发明的结构示意图六。
图7为本发明的结构示意图七。
图8为本发明的结构示意图八。
图9为本发明的结构示意图九。
图10为本发明的结构示意图十。
图11为本发明中中间连接减震机构结构示意图。
在图中,1、第一梁体;2、第二梁体;3、桥墩;4、支座减震机构;5、侧向减震机构;51、外侧向剪力销;52、前向剪力销;53、剪力间隙;6、中间连接减震机构;61、螺栓;7、桥梁伸缩缝减振机构;71、拉杆;72、第一顶端滑套;73、第一套杆弹簧;74、第一套环;75、第二套环;76、第二套杆弹簧;77、第二顶端滑套。
具体实施方式
下面结合附图以及实施方式对本发明进行进一步的描述:
如图1-10所示,一种双向功能分离型减震系统,包括支座减震机构4、侧向减震机构5、中间连接减震机构6以及桥梁伸缩缝减振机构7,该系统安装于桥梁上,桥梁包括梁体以及桥墩3,梁体通过支座减震机构4与桥墩3固定连接。
具体为,梁体包括第一梁体1以及第二梁体2,第一梁体1以及第二梁体2通过桥墩3支撑以及连接,其中,桥墩3上设置有两组支座减震机构4,一组支座减震机构4与第一梁体1固定连接,另一组支座减震机构4与第二梁体固定连接。
支座减震机构4上部与梁体的下部固定连接,支座减震机构4下部与桥墩3固定连接,支座减震机构4用于梁体与桥墩3之间的连接,将梁体承受的荷载和变形可靠地传递给桥墩3;
侧向减震机构5设于支座减震机构4的侧部,且侧向减震机构5的下部与桥墩3固定连接,侧向减震机构5用于缓冲梁体桥墩连接部3的横向力以及纵向力;
中间连接减震机构6一端与梁体连接,另一端与桥墩3连接,中间连接减震机构6用于梁体与桥墩3之间的连接,能够部分缓冲所述梁体承受的荷载以及变形;
桥梁伸缩缝减振机构7设于相邻梁体之间的伸缩缝两侧,并将两相邻的梁体连接起来,用于缓冲梁体1的水平冲击力。
优选的,在某一具体实施例中,支座减震机构4包括滑动橡胶支座,滑动橡胶支座用于梁体与桥墩3之间的连接,具体为,桥墩3上并列设置有两组滑动橡胶支座,一组滑动橡胶支座的上部与第一梁体1固定连接,另一组滑动橡胶支座的上部与第二梁体2固定连接,滑动橡胶支座依靠橡胶的弹性和阻尼特性消除梁体与桥墩3之间的应力。
优选的,在某一具体实施例中,侧向减震机构5包括剪力销,剪力销包括左剪力销组以及右剪力销组,左剪力销组以及右剪力销组左右对称设置。
剪力销设置有外侧向剪力销51、前向剪力销52,外侧向剪力销51设于支座减震机构4的外侧位置,具体为,如在左部的支座减震机构4的左侧位置设置有一外侧向剪力销51,在右部的支座减震机构4的右侧位置设置有另一外侧向剪力销51,用于缓冲梁体桥墩连接部3设防烈度内的横向作用;前向剪力销52设置于支座减震机构4的前侧位置,用于缓冲梁体桥墩连接部3设防烈度内的纵向作用。
外侧向剪力销51、前向剪力销52的底部均设置在设于桥墩3内或者紧固于桥墩3上。
优选的,在某一具体实施例中,外侧向剪力销51、前向剪力销52均与支座减震机构4设置有剪力间隙53。通常,行车正常在桥梁上行驶,支座减震机构4自身会有一定的位移偏差,此时支座减震机构4与外侧向剪力销51、前向剪力销52之间保持有剪力间隙53,支座减震机构4不会触碰到外侧向剪力销51、前向剪力销52上;当地震时,或者桥梁受到巨大冲击时,此时梁体桥墩连接部3的位移偏差超出剪力间隙53,梁体桥墩连接部3与外侧向剪力销51或者前向剪力销52接触,梁体桥墩连接部3通过外侧向剪力销51或者前向剪力销52能够缓冲部分应力,起到减震效果。
如:当桥墩3与梁体受到纵向力时,剪力销在承载范围内能够消除部分纵向应力,当桥墩3与梁体受到向左应力时,左部的支座减震机构4的外侧向剪力销51会顶住左部支座减震机构4往左倾斜,通过左部支座减震机构4的外侧向剪力销51消除部分应力,保证桥梁支座的稳定性。
优选的,在某一具体实施例中,外侧向剪力销51、前向剪力销52均呈“C”型。
优选的,在某一具体实施例中,中间连接减震机构6设于左、右两支座减震机构4的中部位置,中间连接减震机构6分别与第一梁体1以及第二梁体2固定连接,且中间连接减震机构6通过螺栓61分别与梁体以及桥墩3固定连接。具体的,中间连接减震机构6下端通过螺栓61与桥墩3固定连接,中间连接减震机构6上端通过螺栓61分别与第一梁体11以及第二梁体12固定连接。
优选的,在某一具体实施例中,中间连接减震机构6为高阻尼橡胶支座。高阻尼橡胶支座具有以下优点:竖向承载力、水平恢复力、阻尼(吸能)三位一体;支座滞回特点(载荷-变形曲线)饱满、耗能显著;橡胶配方改进、等效阻尼比可达12%以上;维修管理成本低(无需其他阻尼装置);大震后残余变形极小,无需更换;高阻尼支座表面覆盖有橡胶保护层,保护内部橡胶不受臭氧、紫外线影响,具有更好的耐老化性,50年等效阻尼比降低不到2%;温度依存性较低,广泛用于不同气候地区;高阻尼橡胶与天然橡胶一样拥有比较优越的蠕变性能;环保无污染。
优选的,在某一具体实施例中,如图11所示,桥梁伸缩缝减振机构7包括拉杆71、第一顶端滑套72、第一套杆弹簧73、第一套环74、第二顶端滑套77、第二套杆弹簧73以及第二套环74,拉杆71两端分别设置有第一顶端滑套72以及第二顶端滑套77,且拉杆71依次穿过第一套杆弹簧73、第一套环74、第二套环75以及第二套杆弹簧76,第一套杆弹簧73的两端分别与第一顶端滑套72以及第一套环74固定连接,第二套杆弹簧76的两端分别与第二顶端滑套77以及第二套环固定75连接。
其中,相邻梁体1包括第一梁体11以及第二梁体12,第一套环74与第一梁体11固定连接,第二套环75与第二梁体12固定连接,拉杆71沿着第一套环74以及第二套环75进行左右移动。
第一顶端滑套72与第一梁体11固定连接,拉杆71沿着第一顶端滑套72进行左右移动,第二顶端滑套77与第二梁体12固定连接,拉杆71沿着第二顶端滑套77进行左右移动。
第一顶端滑套72与第二顶端滑套77、第一套杆弹簧73与第二套杆弹簧76、第一套环73与第二套环76均为左右对称设置。
优选的,在某一具体实施例中,第一顶端滑套72与第二顶端滑套77均为液压阻尼器,即在拉杆两端分别设置有液压阻尼器。
通过在拉杆上设置套杆弹簧以及套环,利用弹簧以及拉杆进行水平方向的转移分解,能够缓冲梁体水平方向的冲击应力,实现梁体之间应力释放,安全系数高,能够节省大量人力物力,降低工程造价。
本发明通过设置有支座减震机构、侧向减震机构、中间连接减震机构以及桥梁伸缩缝减振机构,能够多方位缓冲梁体受力状态,在竖向荷载、横向荷载以及纵向载荷的同时可实现一定程度的滑动和转动,在地震、强风或其它振动情况发生时,本发明的位移量超出正常环境下工作的范围,减震机构开始工作,利用阻尼材料的特性提供一定的阻尼力,通过阻尼橡胶材料滞回耗能起到减震效果。
应当理解的是,对本领域普通技术人员来说,可以根据上述说明加以改进或变换,而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
上面结合附图对本发明专利进行了示例性的描述,显然本发明专利的实现并不受上述方式的限制,只要采用了本发明专利的方法构思和技术方案进行的各种改进,或未经改进将本发明专利的构思和技术方案直接应用于其它场合的,均在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种双向功能分离型减震系统,其特征在于,在桥梁上设置有支座减震机构、侧向减震机构、中间连接减震机构以及桥梁伸缩缝减振机构,
所述桥梁包括梁体以及桥墩,所述梁体下方设置有所述支座减震机构,所述支座减震机构用于所述梁体与所述桥墩之间的连接,将所述梁体承受的荷载和变形可靠地传递给所述桥墩;
所述侧向减震机构设于所述支座减震机构的侧部,且所述侧向减震机构的下部与所述桥墩固定连接,所述侧向减震机构用于缓冲所述支座减震机构的横向力以及纵向力;
所述中间连接减震机构一端与所述梁体连接,另一端与所述桥墩连接,所述中间连接减震机构用于所述梁体与所述桥墩之间的连接,用于部分缓冲所述梁体承受的荷载以及变形;
所述桥梁伸缩缝减振机构设于相邻梁体之间的伸缩缝两侧,并将两相邻的梁体连接起来,用于缓冲所述梁体的水平冲击力。
2.根据权利要求1所述的双向功能分离型减震系统,其特征在于,所述支座减震机构包括滑动橡胶支座,所述滑动橡胶支座上部与所述梁体的底部固定连接,所述滑动橡胶支座下部与所述桥墩固定连接。
3.根据权利要求1所述的双向功能分离型减震系统,其特征在于,所述侧向减震机构包括剪力销,所述剪力销包括左剪力销组以及右剪力销组,所述左剪力销组以及所述右剪力销组左右对称设置。
4.根据权利要求3所述的双向功能分离型减震系统,其特征在于,所述剪力销设置有外侧向剪力销以及前向剪力销,所述外侧向剪力销设于所述支座减震机构的外侧位置,用于缓冲所述梁体桥墩连接部设防烈度内的横向作用;所述前向剪力销设置于所述支座减震机构的前侧位置,用于缓冲所述支座减震机构设防烈度内的纵向作用。
5.根据权利要求4所述的双向功能分离型减震系统,其特征在于,所述外侧向剪力销、所述前向剪力销的底部均设于所述桥墩内或者紧固于所述桥墩上。
6.根据权利要求4所述的双向功能分离型减震系统,其特征在于,所述外侧向剪力销、所述前向剪力销均与所述支座减震机构设置有剪力间隙。
7.根据权利要求4所述的双向功能分离型减震系统,其特征在于,所述外侧向剪力销、所述前向剪力销均呈“C”型。
8.根据权利要求1所述的双向功能分离型减震系统,其特征在于,所述中间连接减震机构设于所述左、右两所述支座减震机构的中部位置,所述中间连接减震机构与相邻两梁体连接,且所述中间连接减震机构通过螺栓分别与所述梁体以及所述桥墩固定连接。
9.根据权利要求1所述的双向功能分离型减震系统,其特征在于,所述中间连接减震机构为高阻尼橡胶支座。
10.根据权利要求1所述的双向功能分离型减震系统,其特征在于,所述桥梁伸缩缝减振机构包括拉杆、第一顶端滑套、第一套杆弹簧、第一套环、第二顶端滑套、第二套杆弹簧以及第二套环,所述拉杆两端分别设置有所述第一顶端滑套以及所述第二顶端滑套,且所述拉杆依次穿过所述第一套杆弹簧、所述第一套环、所述第二套环以及所述第二套杆弹簧,所述第一套杆弹簧的两端分别与所述第一顶端滑套以及所述第一套环固定连接,所述第二套杆弹簧的两端分别与所述第二顶端滑套以及所述第二套环固定连接。
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