CN110820547B - 墩梁复合锁定装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及桥梁安全技术领域，具体公开了墩梁复合锁定装置，包括速度锁定支座和粘滞阻尼器，速度锁定支座包括支座上板和支座下板，还包括固定座和触发单元，固定座固定连接在支座下板上，固定座采用磁性材质，固定座上设有通槽，粘滞阻尼器的活塞杆套在通槽内，活塞杆具有铁磁性质，粘滞阻尼器的油缸固定连接在支座上板上；触发单元包括上触发板和下触发板，上触发板固定连接在活塞杆上，支座下板上设有供下触发板滑动的凹槽，下触发板与凹槽之间连接有第一弹性件，上触发板能够抵压下触发板。本方案用以解决现有技术中桥墩和桥梁之间的固定支座上的粘滞阻尼器体积大，所带来的安装和维修不方便的问题。

Description

墩梁复合锁定装置

技术领域

本发明涉及桥梁安全技术领域，具体是墩梁复合锁定装置。

背景技术

连续梁桥为上部结构由连续跨过三个以上支座的梁体作为主要承重结构的桥梁，连续梁桥梁由多段桥梁组成，因连续梁桥梁的纵桥向需要释放梁体温度变形，所以相邻桥梁之间的连接采用活动支座支撑，每单个桥梁下还设置一个用于支撑桥梁的固定支座；在发生地震时，因地震惯性力的存在使得桥梁在活动支座上的位移加剧(纵向位移)，桥梁梁体受到的地震惯性力主要传递到固定支座上，固定支座容易损坏；现有技术中，为了减小固定支座所受的地震惯性力，一般在固定支座上增加粘滞阻尼器，然而为了保证粘滞阻尼器能发挥更大的减震作用，一般采用体积较大的粘滞阻尼器，但这种粘滞阻尼器因体积大，安装和拆卸维修均不方便。

发明内容

本发明意在提供墩梁复合锁定装置，以解决现有技术中桥墩和桥梁之间的固定支座上的粘滞阻尼器体积大，所带来的安装和维修不方便的问题。

为了达到上述目的，本发明的基础方案如下：

墩梁复合锁定装置，包括速度锁定支座和粘滞阻尼器，速度锁定支座包括支座上板和支座下板，支座上板与支座下板滑动连接，还包括固定座和触发单元，固定座固定连接在支座下板上，固定座采用磁性材质，固定座上设有通槽，粘滞阻尼器的活塞杆套在通槽内，活塞杆具有铁磁性质，粘滞阻尼器的油缸固定连接在支座上板上；触发单元包括上触发板和下触发板，上触发板固定连接在活塞杆上，支座下板上设有供下触发板竖向滑动的凹槽，下触发板与凹槽底部之间连接有第一弹性件，上触发板能够抵压下触发板。

本方案的技术原理以及相比于现有技术的有益效果：

采用本方案时，桥梁底部设有便于下触发板上升后插入的凹孔；在没有发生地震时，桥梁沿纵桥向移动，并带动粘滞阻尼器的油缸一起沿纵桥向移动，因移动较为平稳且移动幅度小，根据粘滞阻尼器的特性，活塞杆将不会移动，也即活塞杆与固定座在磁性作用下形成固定连接(活塞杆的材质具有铁磁性质)，上触发板抵压住下触发板，下触发板远离桥梁；当发生地震时，桥梁在地震惯性力下大幅度地沿纵桥向移动，粘滞阻尼器内的流体在活塞上的穿流速度低于油缸的移动速度，所以迫使活塞杆与油缸形成刚体一起沿纵桥向移动，此时活塞杆移动的力量大于固定座对活塞杆的磁性吸引力，活塞杆移动时带动上触发板也沿纵桥向移动，上触发板脱离抵压着的下触发板，下触发板则在第一弹性件的作用下快速向上弹起，使得下触发板直接插入到桥梁的凹孔内，桥梁通过下触发板与支座下板形成连接，支座下板又固定在桥墩上，因而桥墩、支座下板、下触发板和桥梁形成固定连接，直接阻碍桥梁的继续移动，避免因桥梁继续移动带来的更大损失和破坏。

此外，本方案相当于在现有技术仅仅依靠粘滞阻尼器进行桥梁锁定的基础上，还增加了一个由触发单元所带来的锁定结构，因而在达到与现有技术相同锁定效果的基础上，本方案的触发单元分担了粘滞阻尼器所需要承受的负荷，所以本方案中采用体积更小的粘滞阻尼器就能达到要求，相比于现有技术，仅仅通过增加简单的机械元件，就能使得所采用的粘滞阻尼器体积更小，降低了成本，更加便于安装和维修。

进一步，所述触发单元还包括楔杆，楔杆横向滑动连接在支座下板内，楔杆的一端设有楔面，下触发板上设有与楔面配合的楔槽，楔杆的另一端连接有刀片；支座下板内设有放置槽和位于放置槽下方的滑槽，放置槽与滑槽连通，放置槽内悬挂有装有若干阻挡块的悬挂袋，刀片位于悬挂袋的下方；还包括机械锁定单元，机械锁定单元包括锁定杆和固定连接在锁定杆上的挡板，锁定杆横向滑动连接在支座下板内，锁定杆能够在滑槽内横向滑动，挡板与滑槽内壁之间连接有第二弹性件，锁定杆的端部与桥梁固定连接。

有益效果：在地震时，下触发板向上移动，进而通过楔槽推动楔杆向悬挂袋一侧移动，楔杆上的刀片切割到悬挂袋，使得悬挂袋上的阻挡块从悬挂袋内下落至滑槽中，阻挡块将滑槽填满，进而阻碍第二弹性件的形变和锁定杆的移动，也即锁定杆将支座下板和桥梁形成了固定连接，进一步起到了在地震时对桥梁的锁定作用，阻碍桥梁继续移动的力量变得更大，进一步降低了地震过程中因桥梁大幅移动而带来的损失和破坏。

在本方案中，在前一方案的基础上增加了机械锁定单元，因而进一步分担了粘滞阻尼器的负荷，在使用时，可以将粘滞阻尼器只作为触发机械锁定单元和触发单元的主动件，因而可以将粘滞阻尼器的体积设置的更小，进一步降低粘滞阻尼器的成本。

进一步，所述锁定杆包括横杆和横杆两端的连杆，挡板固定连接在横杆中部，横杆横向滑动连接在支座下板内，连杆与横杆伸出支座下板的一端可拆卸连接，连杆远离横杆的一端与桥梁固定连接。

有益效果：在安装时横杆和连杆可以分开安装，等两者都安装好后，再将两者连接，这种方式便于施工。

进一步，所述支座下板上可拆卸连接有衬套，衬套的一端形成滑槽的内壁，横杆滑动连接在衬套内。

有益效果：当不需要对滑槽内的阻挡块进行清理时，衬套固定连接在支座下板上，并对横杆形成支撑；当需要对滑槽内的阻挡块进行清理时(也即发生地震后，阻挡块已经起到过作用而留在了滑槽内)，只需要将衬套从支座下板上取下，就可将滑槽内的阻挡块通过安装衬套的开口清理出来，使得清理阻挡块的工作更加简单。

进一步，所述衬套底部倾斜向上朝向滑槽；衬套底部的倾斜构造，使得衬套与滑槽接触的底部位置比衬套远离滑槽一端的底部位置更高，便于阻挡块从滑槽内滑落出来。

进一步，所述阻挡块为沙子；沙子体积小，在沙子从悬挂袋上下落至滑槽后，对第二弹性件质量的影响小，在后续从滑槽内清理沙子时，通过风力就可将沙子从滑槽内吹出，因而方便地震过后对墩梁复合锁定装置的恢复。

进一步，所述刀片呈弧形。

有益效果：因阻挡块通过悬挂袋悬挂，所以悬挂袋底部为弧形，刀片呈弧形正好使得在楔杆移动时，带动弧形的刀片直接与悬挂袋的弧形底部接触，两者接触的位置更长，因而能够在悬挂袋上开出更大的缺口，便于阻挡块的下落。

进一步，所述支座上板固定连接有球冠衬板，支座下板固定连接有球凹衬板，球冠衬板与球凹衬板之间连接有球形滑板。

有益效果：通过球冠衬板、球凹衬板和球形滑板实现支座上板与支座下板的滑动连接。

进一步，所述粘滞阻尼器为双活塞杆粘滞阻尼器；使得油缸两端伸出的活塞杆都能作为触发下触发板的主动件，相比于仅有一端伸出活塞杆相比，下触发板的数量多了一倍，有利于地震情况下下触发板对桥梁的锁定。

进一步，所述第一弹性件为弹簧；弹簧结构简单，成本低。

附图说明

图1为本发明实施例一的俯视图；

图2为图1本发明实施例一的A-A处的局部剖视图；

图3为图1本发明实施例一中支座上板与支座下板的连接关系正向剖视图；

图4为本发明实施例二的俯视图；

图5为图4本发明实施例二的B-B处的局部剖视图；

图6为图4本发明实施例二的C-C处的局部剖视图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

说明书附图中的附图标记包括：粘滞阻尼器1、固定座2、支座上板3、支座下板4、桥梁5、球冠衬板6、球凹衬板7、球形滑板8、桥墩9、活塞杆10、上触发板11、下触发板12、第一弹簧13、凹孔14、放置槽15、滑槽16、悬挂袋17、楔杆18、刀片19、横杆20、挡板21、连杆22、第二弹簧23、衬套24。

附图中箭头方向为纵桥向。

实施例一

实施例一基本如附图1至图3所示：

墩梁复合锁定装置，包括速度锁定支座、粘滞阻尼器1、固定座2和触发单元，速度锁定支座包括支座上板3和支座下板4，支座上板3与支座下板4滑动连接，具体连接方式为：支座上板3的上部与桥梁5固定连接(如螺栓连接)，支座上板3的底部通过螺钉固定连接有球冠衬板6，支座下板4的顶部通过螺钉连接有球凹衬板7，球冠衬板6与球凹衬板7之间连接有球形滑板8，速度锁定支座相当于一个球形支座，支座下板4的下部与桥墩9固定连接(如螺栓连接)；结合图1，粘滞阻尼器1为双活塞杆粘滞阻尼器1，粘滞阻尼器1有两个，分别安装在如图1所示的速度锁定支座的前后两侧。

固定座2通过螺栓连接在支座下板4上，固定座2采用磁性材质，固定座2上一体成型有通槽，粘滞阻尼器1的活塞杆10套在通槽内(图2中可见)，活塞杆10具有铁磁性质，粘滞阻尼器1的油缸通过螺栓连接在支座上板3上。

每个粘滞阻尼器1上都连接有两个触发单元，每个触发单元均包括上触发板11和下触发板12，上触发板11通过螺栓垂直连接在活塞杆10上，支座下板4上开设有供下触发板12竖向滑动的凹槽，下触发板12与凹槽底部之间连接有第一弹簧13，上触发板11能够抵压下触发板12。

桥梁5底部成型有便于下触发板12上升后插入的凹孔14(如图2中所示)。

具体实施过程如下：

在没有发生地震时，桥梁5沿纵桥向的左右移动，并带动粘滞阻尼器1的油缸一起沿纵桥向的左右移动，因移动较为平稳且移动幅度小，根据粘滞阻尼器1的特性，活塞杆10将不会移动，也即活塞杆10与固定座2在磁性作用下形成固定连接，上触发板11抵压住下触发板12，下触发板12远离桥梁5。

当发生地震时，桥梁5在地震惯性力下大幅度地沿纵桥向的左右移动，本实施例一中以向右移动为例，粘滞阻尼器1内的流体在活塞上的流动的速度低于油缸向右移动的速度，因而活塞左侧的流体迫使活塞杆10与油缸形成刚体而一起向纵桥向的右侧移动，此时活塞杆10向右移动的力量大于固定座2对活塞杆10的磁性吸引力，活塞杆10移动时带动上触发板11也向右移动，上触发板11脱离抵压着的下触发板12，下触发板12则在第一弹簧13的作用下快速向上弹起，使得下触发板12直接插入到桥梁5的凹孔14内，桥梁5通过下触发板12与支座下板4形成连接，支座下板4又固定在桥墩9上，因而桥墩9、支座下板4、下触发板12和桥梁5形成固定连接，直接阻碍桥梁5继续向右移动的趋势，避免因桥梁5继续移动带来的更大损失和破坏。

同理，在地震惯性力带动桥梁5沿纵桥向的向左移动时，活塞杆10一样会带动上触发板11脱离抵压着的下触发板12，使得下触发板12在第一弹簧13的作用下快速向上弹起，进而使得桥墩9、支座下板4、下触发板12和桥梁5依然能够形成固定连接，阻碍桥梁5继续向左移动的趋势，避免因桥梁5继续移动带来的更大损失和破坏。

本实施例一在现有技术仅仅依靠粘滞阻尼器1进行桥梁5锁定的基础上还增加了一个由触发单元所带来的锁定结构，因而在达到与现有技术相同锁定效果的基础上，本实施例一的触发单元分担了粘滞阻尼器1所需要承受的负荷，所以本实施例一中采用体积更小的粘滞阻尼器1就能达到要求，相比于现有技术，仅仅通过增加简单的机械元件，就能使得所采用的粘滞阻尼器1体积更小，降低了成本，更加便于安装和维修。

实施例二

实施例二基本如附图4至图6所示，实施例二在实施例一的基础上进行了如下改进：

支座下板4内开设有放置槽15和位于放置槽15下方的滑槽16，放置槽15与滑槽16连通，放置槽15内悬挂有装有沙子的悬挂袋17。

每个触发单元均还包括楔杆18，楔杆18横向滑动连接在支座下板4内，楔杆18的一端一体成型有楔面，下触发板12上一体成型有与楔面配合的楔槽，楔杆18的另一端连接有刀片19，刀片19的刀刃呈弧形，刀片19位于悬挂袋17的下方。

墩梁复合锁定装置还包括机械锁定单元，机械锁定单元包括横杆20、挡板21和两根连杆22，横杆20横向滑动连接在支座下板4内，挡板21通过螺栓固定连接在横杆20的中部，两根连杆22分别通过螺栓固定连接在横杆20的左右两端，连杆22的顶端插入到桥梁5内并与桥梁5形成固定连接，挡板21位于滑槽16内，挡板21与滑槽16内壁之间连接有第二弹簧23。

支座下板4通过压板和螺栓固定连接有两个衬套24，横杆20横向滑动连接在衬套24内，衬套24靠近滑槽16的一端形成滑槽16的内壁，衬套24底部倾斜向上朝向滑槽16。

具体实施过程如下：

在地震时，下触发板12向上移动，进而通过楔槽推动楔杆18向悬挂袋17一侧移动(图5中为右侧)，楔杆18上的刀片19切割到悬挂袋17，使得悬挂袋17上的沙子从悬挂袋17内下落至滑槽16中，沙子将滑槽16填满，进而阻碍第二弹簧23的形变和横杆20的移动，也即横杆20和连杆22将支座下板4和桥梁5形成了固定连接，进一步起到了在地震时对桥梁5的锁定作用，阻碍桥梁5继续向右移动的力量变得更大，进一步降低了地震过程中因桥梁5大幅移动而带来的损失和破坏。

在本实施例二中，在实施例一的基础上增加了机械锁定单元，因而进一步分担了粘滞阻尼器1的负荷，在使用时，可以将粘滞阻尼器1只作为触发机械锁定单元和触发单元的主动件，因而可以将粘滞阻尼器1的体积设置的更小，进一步降低粘滞阻尼器1的成本。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (10)

1.墩梁复合锁定装置，包括速度锁定支座和粘滞阻尼器，速度锁定支座包括支座上板和支座下板，支座上板与支座下板滑动连接，其特征在于：还包括固定座和触发单元，固定座固定连接在支座下板上，固定座采用磁性材质，固定座上设有通槽，粘滞阻尼器的活塞杆套在通槽内，活塞杆具有铁磁性质，粘滞阻尼器的油缸固定连接在支座上板上；触发单元包括上触发板和下触发板，上触发板固定连接在活塞杆上，支座下板上设有供下触发板竖向滑动的凹槽，下触发板与凹槽底部之间连接有第一弹性件，上触发板能够抵压下触发板；桥梁底部设有便于下触发板上升后插入的凹孔，在没有发生地震时，活塞杆与固定座在磁性作用下形成固定连接，上触发板抵压住下触发板，下触发板远离桥梁；发生地震时，活塞杆移动的力量大于固定座对活塞杆的磁性吸引力，活塞杆带动上触发板移动，上触发板脱离抵压着的下触发板，下触发板向上弹起，下触发板插入到桥梁的凹孔内。

2.根据权利要求1所述的墩梁复合锁定装置，其特征在于：所述触发单元还包括楔杆，楔杆横向滑动连接在支座下板内，楔杆的一端设有楔面，下触发板上设有与楔面配合的楔槽，楔杆的另一端连接有刀片；支座下板内设有放置槽和位于放置槽下方的滑槽，放置槽与滑槽连通，放置槽内悬挂有装有若干阻挡块的悬挂袋，刀片位于悬挂袋的下方；

还包括机械锁定单元，机械锁定单元包括锁定杆和固定连接在锁定杆上的挡板，锁定杆横向滑动连接在支座下板内，锁定杆能够在滑槽内横向滑动，挡板与滑槽内壁之间连接有第二弹性件，锁定杆的端部与桥梁固定连接。

3.根据权利要求2所述的墩梁复合锁定装置，其特征在于：所述锁定杆包括横杆和横杆两端的连杆，挡板固定连接在横杆中部，横杆横向滑动连接在支座下板内，连杆与横杆伸出支座下板的一端可拆卸连接，连杆远离横杆的一端与桥梁固定连接。

4.根据权利要求3所述的墩梁复合锁定装置，其特征在于：所述支座下板上可拆卸连接有衬套，衬套的一端形成滑槽的内壁，横杆滑动连接在衬套内。

5.根据权利要求4所述的墩梁复合锁定装置，其特征在于：所述衬套底部倾斜向上朝向滑槽。

6.根据权利要求5所述的墩梁复合锁定装置，其特征在于：所述阻挡块为沙子。

7.根据权利要求3所述的墩梁复合锁定装置，其特征在于：所述刀片呈弧形。

8.根据权利要求1所述的墩梁复合锁定装置，其特征在于：所述支座上板固定连接有球冠衬板，支座下板固定连接有球凹衬板，球冠衬板与球凹衬板之间连接有球形滑板。

9.根据权利要求1所述的墩梁复合锁定装置，其特征在于：所述粘滞阻尼器为双活塞杆粘滞阻尼器。

10.根据权利要求1所述的墩梁复合锁定装置，其特征在于：所述第一弹性件为弹簧。

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