CN111501528A - 桥梁的预压限位减隔震方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种桥梁的预压限位减隔震方法及装置，属于桥梁减震技术领域。预压限位减隔震方法，包括如下步骤：在桥墩与主梁之间设置预压弹簧，主梁通过预压弹簧沿预压弹簧的压缩方向作用在桥墩上，预压弹簧的预压力大于或等于桥墩与主梁之间摩擦力的1.5倍。预压限位减隔震装置，包括预压限位单元，预压限位单元包括预压弹簧及用于压缩预压弹簧的预压盒，预压弹簧与主梁之间设置有连接杆。本发明能够在地震较弱时，对主梁与桥墩进行限位，保持主梁与桥墩之间的结构刚度，使桥梁结构处于正常使用状态；在地震强度较大时，能够降低主梁与桥墩之间的水平刚度，减小桥梁的地震响应，地震结束后，使主梁与桥墩之间位置自动复位，保证桥梁的正常使用。

Description

桥梁的预压限位减隔震方法及装置

技术领域

本发明属于桥梁减震技术领域，涉及一种桥梁的预压限位减隔震方法及装置。

背景技术

在实际的生产生活中，大量中小跨径桥梁穿越高烈度地震区域。为了保证桥梁在遭遇地震灾害时的安全，一种方式是采用减隔震措施，即安装减隔震支座、各种阻尼耗能装置等；另一种是采用延性抗震设计，提高结构潜在区域的耗能能力和延性能力，并加装防落梁装置、加长主梁与桥墩的搭接长度等抗震措施。采用减隔震措施能够有效减小结构地震响应，但造价高昂，对于量大面广的中小桥梁，其经济性较差。并且现有减隔震装置大量使用橡胶类制品，其在野外的使用寿命也有限，势必增加养护和管理成本。采用延性抗震设计会造成部分桥墩在地震作用下损伤的缺陷，损伤后的桥梁震后不能自主复位，影响震后救援车辆的通行，且震后修复较为困难。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种桥梁的预压限位减隔震方法及装置，能够在地震中减少桥梁的地震响应，地震完后自动将墩梁复位。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

桥梁的预压限位减隔震方法，包括如下步骤：在桥墩与主梁之间设置预压弹簧，预压弹簧的压缩方向与桥墩的延伸方向相交，主梁通过预压弹簧沿预压弹簧的压缩方向作用在桥墩上，预压弹簧的预压力大于或等于桥墩与主梁之间摩擦力的1.5倍。

可选地，预压弹簧的压缩方向与桥墩的延伸方向垂直。

可选地，预压弹簧为金属螺旋弹簧、碟簧或者高分子弹簧。

桥梁的预压限位减隔震装置，包括预压限位单元，所述预压限位单元包括预压弹簧及用于压缩所述预压弹簧的预压盒，所述预压限位单元设置在桥墩与主梁之间，所述预压弹簧的压缩方向与桥墩的延伸方向相交；所述预压盒固定设置在桥墩上，所述预压弹簧设置在所述预压盒内，所述预压弹簧与主梁之间设置有连接杆，所述连接杆沿所述预压弹簧的预压方向设置，所述连接杆的一端作用在所述预压弹簧上，所述连接杆的另一端作用在主梁上，所述预压弹簧的预压力大于或等于桥墩与主梁之间摩擦力的1.5倍。

可选地，所述预压弹簧的压缩方向与桥墩的延伸方向垂直。

可选地，所述连接杆为两个，两个连接杆分别设置在所述预压弹簧的两端，所述预压弹簧的两端分别通过两个所述连接杆作用在主梁上。

可选地，桥墩靠近主梁的一面为顶面，顶面周边的面为侧面，所述预压盒固定设置在顶面或侧面上。

可选地，主梁上设置有限位挡块，所述连接杆远离所述预压弹簧的一端作用在所述限位挡块上。

可选地，主梁为两根，所述预压限位单元为两个，所述连接杆的一端连接在所述预压弹簧上，所述连接杆的另一端连接在主梁上，两个所述预压限位单元分别通过其连接杆连接在两根主梁上。

可选地，所述连接杆上靠近所述预压弹簧的一端上设置有往限位及复限位，所述往限位和所述复限位沿所述连接杆的延伸方向设置，所述预压弹簧设置在所述往限位与所述复限位之间，所述连接杆通过所述往限位和所述复限位对所述预压弹簧进行往复压缩。

本发明的有益效果在于：(1)在主梁与桥墩之间设置预压限位单元，预压限位单元能够在地震强度较小及如车辆通行等较小震动时，对主梁与桥墩进行限位，保持主梁与桥墩之间足够的结构刚度，使桥梁结构处于正常使用状态；(2)在地震强度较大时，预压限位单元能够进行压缩，降低主梁与桥墩之间水平刚度，显著减小桥梁的地震响应，防止桥梁在地震中破坏，地震结束后，预压限位单元能够使主梁与桥墩之间位置自动复位，保证桥梁的正常使用，降低震后桥梁修缮费用；(3)预压限位单元为机械结构，不受温度影响，减震性能稳定，结构可靠耐用，适于野外长使用寿命的桥梁使用，制造使用及维护成本低。

本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作优选的详细描述，其中：

图1为实施例1中桥梁的预压限位减隔震装置的结构示意图；

图2为实施例1中桥梁的预压限位减隔震装置的工作示意图；

图3为实施例2中桥梁的预压限位减隔震装置的结构示意图

图4为实施例2中桥梁的预压限位减隔震装置的工作示意图

图5为实施例3中桥梁的预压限位减隔震装置的结构示意图；

图6为实施例3中往限位的工作示意图；

图7为实施例3中复限位的工作示意图。

附图标记：预压弹簧1、预压盒2、桥墩3、主梁4、连接杆5、限位挡块6、往限位7、复限位8。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本发明的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

实施例1

请参阅图1～图2，为一种桥梁的预压限位减隔震装置，包括预压限位单元，预压限位单元包括预压弹簧1及用于压缩预压弹簧的预压盒2，预压限位单元设置在桥墩3与主梁4之间，预压弹簧1的压缩方向与桥墩3的延伸方向垂直。本实施例中，预压弹簧1为金属螺旋弹簧。

预压盒2固定设置在桥墩3上，桥墩3靠近主梁4的一面为顶面，对于连续梁桥，主梁4为1根，当桥墩3的顶面与主梁4之间具有较大安装空间时，可将预压限位单元安装在桥墩3的顶面与主梁4之间。

预压盒2固定设置在桥墩3的顶面上。预压弹簧1压缩设置在预压盒2内，预压弹簧1的预压力大于或等于桥墩3与主梁4之间摩擦力的1.5倍。预压弹簧1与主梁4之间设置有连接杆，连接杆5沿预压弹簧1的预压方向设置。预压盒2上开设有通孔，连接杆5的一端通过预压盒2上的通孔作用在预压弹簧1上，连接杆5的另一端作用在主梁4上。连接杆5为两个，两个连接杆5分别设置在预压弹簧1的两端，预压弹簧1的两端分别通过两个连接杆5作用在主梁4上。主梁4上设置有两个限位挡块6，预压限位单元设置在两个限位挡块6之间，连接杆5远离预压弹簧1的一端作用在限位挡块6上。

当地震强度较小，主梁4通过限位挡块6及连接杆5将作用力传递至预压弹簧1，主梁4沿预压弹簧1延伸方向所承受的力小于预压弹簧1的预压力，预压弹簧1不发生形变，桥墩3与主梁4之间的相对位置保持固定，使桥梁结构处于正常使用状态。

当地震强度较高，主梁4沿预压弹簧1延伸方向所承受的力大于预压力时，主梁4通过限位挡块6及连接杆5将作用力传递至预压弹簧1，主梁4沿预压弹簧1延伸方向所承受的力大于预压弹簧1的预压力，预压弹簧1进一步压缩，降低主梁4与桥墩3之间水平刚度，显著减小桥梁的地震响应，防止桥梁在地震中破坏；地震结束后，预压弹簧1的与压力大于桥墩3与主梁4之间摩擦力，在预压弹簧1的作用下，主梁4与桥墩5之间的相对位置复原，保证了桥梁的正常使用，降低震后桥梁修缮费用。

实施例2

请参阅图3～图4，桥墩3顶面周边的面为侧面，当桥墩3的顶面与主梁4之间的安装空间较小时，可将预压限位单元安装在桥墩3的侧面与主梁4之间。本实施例中，预压限位单元为两个，两个预压盒2分别设置在桥墩3对应的两个侧面上。两个预压弹簧1分别通过两个连接杆5作用在主梁4上的两个限位挡块6上。

实施例3

请参阅图5～图7，对于简支桥梁，主梁4为两根。预压限位单元为两个，连接杆5上靠近预压弹簧1的一端上设置有往限位7及复限位8，往限位7及复限位8沿连接杆5的延伸方向设置，预压弹簧1设置在往限位7与复限位8之间，连接杆5通过往限位7、复限位8对预压弹簧1进行往复压缩。预压盒2上设置有用于连接杆5通过的通孔。连接杆5的另一端连接在主梁4上，两个预压限位单元分别通过其连接杆5连接在两根主梁4上。

地震中，当主梁4向靠近桥墩3的方向运动时，往限位7对预压弹簧1进行压缩，降低主梁4与桥墩3之间水平刚度，地震结束后，预压弹簧1推动往限位7，使主梁4复位。当主梁4向远离桥墩3的方向运动时，复限位8对预压弹簧1进行压缩，降低主梁4与桥墩3之间水平刚度，地震结束后，预压弹簧1推动复限位8，使主梁4复位。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.桥梁的预压限位减隔震方法，其特征在于，包括如下步骤：

在桥墩与主梁之间设置预压弹簧，预压弹簧的压缩方向与桥墩的延伸方向相交，主梁通过预压弹簧沿预压弹簧的压缩方向作用在桥墩上，预压弹簧的预压力大于或等于桥墩与主梁之间摩擦力的1.5倍。

2.根据权利要求1所述的桥梁的预压限位减隔震方法，其特征在于：预压弹簧的压缩方向与桥墩的延伸方向垂直。

3.根据权利要求1所述的桥梁的预压限位减隔震方法，其特征在于：预压弹簧为金属螺旋弹簧、碟簧或高分子弹簧。

4.桥梁的预压限位减隔震装置，其特征在于：包括预压限位单元，所述预压限位单元包括预压弹簧及用于压缩所述预压弹簧的预压盒，所述预压限位单元设置在桥墩与主梁之间，所述预压弹簧的压缩方向与桥墩的延伸方向相交；

所述预压盒固定设置在桥墩上，所述预压弹簧设置在所述预压盒内，所述预压弹簧与主梁之间设置有连接杆，所述连接杆沿所述预压弹簧的预压方向设置，所述连接杆的一端作用在所述预压弹簧上，所述连接杆的另一端作用在主梁上；

所述预压弹簧的预压力大于或等于桥墩与主梁之间摩擦力的1.5倍。

5.根据权利要求4所述的桥梁的预压限位减隔震装置，其特征在于：所述预压弹簧的压缩方向与桥墩的延伸方向垂直。

6.根据权利要求4所述的桥梁的预压限位减隔震装置，其特征在于：所述连接杆为两个，两个连接杆分别设置在所述预压弹簧的两端，所述预压弹簧的两端分别通过两个所述连接杆作用在主梁上。

7.根据权利要求4所述的桥梁的预压限位减隔震装置，其特征在于：桥墩靠近主梁的一面为顶面，顶面周边的面为侧面，所述预压盒固定设置在顶面或侧面上。

8.根据权利要求4所述的桥梁的预压限位减隔震装置，其特征在于：主梁上设置有限位挡块，所述连接杆远离所述预压弹簧的一端作用在所述限位挡块上。

9.根据权利要求4所述的桥梁的预压限位减隔震装置，其特征在于：主梁为两根，所述预压限位单元为两个，所述连接杆的一端连接在所述预压弹簧上，所述连接杆的另一端连接在主梁上，两个所述预压限位单元分别通过其连接杆连接在两根主梁上。

10.根据权利要求4所述的桥梁的预压限位减隔震装置，其特征在于：所述连接杆上靠近所述预压弹簧的一端上设置有往限位及复限位，所述往限位和所述复限位沿所述连接杆的延伸方向设置，所述预压弹簧设置在所述往限位与所述复限位之间，所述连接杆通过所述往限位和所述复限位对所述预压弹簧进行往复压缩。

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