CN111519517A - 一种铁路桥梁梁端横向位移协调装置 - Google Patents

一种铁路桥梁梁端横向位移协调装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种铁路桥梁梁端横向位移协调装置，包括：协调榫、位移限制装置、第一梁体和第二梁体，从而为地震时采用隔震体系的桥梁和采用抗震体系的桥梁提供移动的空间，有效的解决了采用隔震体系的桥梁和采用抗震体系的桥梁梁端正常情况需要同步水平位移，而地震情况下需要相对错动的矛盾。

Description

一种铁路桥梁梁端横向位移协调装置
技术领域
本发明属于桥梁建设技术领域，尤其涉及一种铁路桥梁梁端横向位移协调装置。
背景技术
在高速铁路桥梁工程设计时会涉及到一个桥墩两侧的两片梁采用不同的桥梁形式，如一侧采用横向宽度较大的大跨度钢结构桥梁，另一侧采用横向宽度较小的小跨度预应力混凝土梁，同时两类桥梁应用不同地震防御策略的情况，即一侧是梁底安装抗震支座的采用抗震体系的桥梁而另一侧是梁底安装隔震支座的采用隔震体系的桥梁。采用抗震体系的桥梁梁端只能在顺桥向移动，横桥向移动量较小。采用隔震体系的桥梁除了能在顺桥向移动，还能在横桥向移动。因此在正常使用情况下，在列车横向摇摆力、离心力和温度等作用下，桥墩两侧桥梁的横向变位值不同，使得桥面钢轨横向位移不同。特别是无砟轨道桥梁对相邻梁端两侧的钢轨支点处横向相对位移有很严格的要求，《铁路桥涵对设计规范》中规定“在列车横向摇摆力、离心力和温度作用下，高速铁路、城际铁路无砟轨道桥梁相邻端两侧的钢轨支点处横向相对位移不应大于1mm”。因此，需要使用技术手段，连接两片梁梁端，使他们在非地震工况下横向移动幅度一致。
但这样就产生新的问题，地震作用时，必须要采取措施使采用隔震体系的桥梁与采用抗震体系的桥梁的横向位移协调相脱离，让采用隔震体系的桥梁在横桥向自由移动，以消耗地震能量，又不影响采用抗震体系的桥梁。
发明内容
本发明提供一种铁路桥梁梁端横向位移协调装置，旨在解决目前的铁路桥梁梁端横向位移协调装置无法解决采用抗震体系的桥梁和采用隔震体系的桥梁梁端正常情况需要同步水平位移，而地震情况下需要相对错动的问题。
本发明是这样实现的，
一种铁路桥梁梁端横向位移协调装置，该铁路桥梁梁端横向位移协调装置包括：协调榫、位移限制装置、第一梁体和第二梁体；
其中，所述协调榫的前端侧面设置有滑动板；所述协调榫的后端与第二梁体固定连接；
所述位移限制装置包括：导向座、限制装置锚固、伸缩装置和顶推头；
所述导向座包括座体和调节环；所述调节环的后端通过螺纹安装于座体上；所述座体中设置有容纳腔；
所述限制装置锚固设置在所述导向座的座体的底部，所述座体通过所述限制装置锚固与第一梁体固定连接；
所述伸缩装置包括：伸缩筒、抗剪环和至少一个抗剪销；
所述抗剪环通过抗剪销销接于伸缩筒上；所述抗剪环的后端与所述导向座的调节环的前端抵接；
所述伸缩筒的前端与顶推头的后端固定连接，所述伸缩筒的后端插入导向座的容纳腔中；
所述顶推头的前端与所述滑动板的后端滑动连接，所述顶推头中设置有转动结构，使得所述顶推头的前端与后端可相对转动；
所述滑动板的前端与所述协调榫的前端固定连接。
进一步的，所述第一梁体为采用隔震体系的桥梁，所述第二梁体为采用抗震体系的桥梁。
进一步的，所述第一梁体为采用抗震体系的桥梁，所述第二梁体为采用隔震体系的桥梁。
进一步的，所述协调榫包括：滑动板、协调榫体和至少一个榫体锚固；：
所述协调榫体的前端侧面与所述滑动板的背面固定连接；
所述榫体锚固设置在所述协调榫体的后端；
所述榫体锚固的一端与所述协调榫体固定连接，另一端与所述第二梁体固定连接。
进一步的，所述榫体锚固均匀等间距设置于协调榫体远离第一梁体的一侧。
进一步的，榫体锚固一端与协调榫体通过固定板固定，且均匀等间距设置于协调榫体远离第一梁体的一侧，榫体锚固的另一端与第二梁体固定连接。
进一步的，一种铁路桥梁梁端横向位移协调装置，其特征在于：
所述顶推头中的转动结构为弹性元件。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明的一种铁路桥梁梁端横向位移协调装置，通过设置位移限制装置和协调榫，使得在正常情况下，第一梁体与第二梁体(例如，采用隔震体系的桥梁与采用抗震体系的桥梁)之间无横桥向(即图示中的上下方向)的相对错动，但能够实现顺桥向(即图示中的左右方向)的相对滑动；而在有地震发生时，使得第一梁体与第二梁体(例如，采用隔震体系的桥梁与采用抗震体系的桥梁)之间既可以在横桥向相对错动，也可以在顺桥向相对滑动，因而可以为地震时的采用隔震体系的桥梁和采用抗震体系的桥梁提供移动的空间，从而有效地解决了采用隔震体系的桥梁和采用抗震体系的桥梁的梁端在正常情况下需要同步水平位移，而在地震情况下则需要相对错动的矛盾。
附图说明
图1为本发明的具体实施例中的铁路桥梁梁端横向位移协调装置的结构示意图；
图2为本发明的具体实施例中的协调榫的结构示意图；
图3为本发明的具体实施例中的位移限制装置的结构示意图。
图4为本发明的具体实施例中的伸缩装置的结构示意图。
图5为本发明的具体实施例中的伸缩装置的剖面示意图。
图6为本发明的具体实施例中的导向座的结构示意图。
图7为本发明的具体实施例中的伸缩装置的原理示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
请参阅图1-7，本发明提供一种技术方案：一种铁路桥梁梁端横向位移协调装置，包括：协调榫11、位移限制装置12、第一梁体13(例如，采用隔震体系的桥梁)和第二梁体14(例如，采用抗震体系的桥梁)；
其中，所述协调榫11的前端侧面设置有滑动板110；所述协调榫11的后端与第二梁体14固定连接；
所述位移限制装置12包括：导向座21、限制装置锚固22、伸缩装置23和顶推头24；
所述导向座21包括座体211和调节环212；所述调节环212的后端通过螺纹安装于座体211上；所述座体211中设置有容纳腔213；
所述限制装置锚固22设置在所述导向座21的座体211的底部，所述座体211通过所述限制装置锚固22与第一梁体13固定连接；
所述伸缩装置23包括：伸缩筒231、抗剪环232和至少一个抗剪销233；
所述抗剪环232通过抗剪销233销接于伸缩筒231上；所述抗剪环232的后端与所述导向座21的调节环212的前端抵接；
所述伸缩筒231的前端与顶推头24的后端固定连接，所述伸缩筒231的后端插入导向座21的容纳腔213中；
所述顶推头24的前端与所述滑动板110的后端滑动连接，所述顶推头24中设置有转动结构，使得所述顶推头24的前端与后端可相对转动；
所述滑动板110的前端与所述协调榫11的前端固定连接。
另外，作为示例，在本发明的一个较佳的具体实施例中，所述第一梁体13可以是采用隔震体系的桥梁，所述第二梁体14可以是采用抗震体系的桥梁。
此外，在本发明的技术方案中，所述第二梁体14也可以是桥台或其他横桥向位移较小的桥梁构件。
另外，在本发明的另一个较佳的具体实施例中，也可以是：所述第一梁体13为采用抗震体系的桥梁，所述第二梁体14为采用隔震体系的桥梁。
在本发明的技术方案中，在安装位移限制装置时，可以提前进行预紧(例如，通过旋转位移限制装置的导向座上的调节环，调整调节环的位置，使得调节环的前端与抗剪环的后端紧密接触)，为顶推头提供推力，将滑动板的前端紧密地抵接在协调榫上，保证位移限位装置与协调榫间的紧密贴合。由于位移限制装置前端的顶推头能够相对于协调榫发生转动，且滑动板可以沿顺桥向(即图示中的左右方向)滑动，但不能在横桥向(即图示中的上下方向)错动，因此在非地震情况下，所述位移限制装置与协调榫紧密接触，从而使得第一梁体与第二梁体(例如，采用隔震体系的桥梁与采用抗震体系的桥梁)之间无横桥向的相对错动，但能够实现顺桥向的相对滑动，因而可以实现对横桥向错动的限制，达到限制采用隔震体系的桥梁和采用抗震体系的桥梁之间发生横桥向位移的目的。而在发生地震的情况下，采用抗震体系的桥梁和采用隔震体系的桥梁之间将会发生相对错动趋势，因而使得位移限制装置中的伸缩装置中的抗剪销在地震力的作用下被剪断，因此使得伸缩筒可在导向座的座体中的容纳腔中滑动(如图7所示)，使得位移限制装置与协调榫放松接触，从而使得第一梁体与第二梁体(例如，采用隔震体系的桥梁与采用抗震体系的桥梁)之间既可以在横桥向相对错动，也可以在顺桥向相对滑动，因而可以为地震时的采用隔震体系的桥梁和采用抗震体系的桥梁提供移动的空间，从而有效地解决了采用隔震体系的桥梁和采用抗震体系的桥梁的梁端在正常情况下需要同步水平位移，而在地震情况下则需要相对错动的矛盾。
因此可知，本发明中的铁路桥梁梁端横向位移协调装置具有地震识别功能，可以在非地震工况下使位移限制装置与协调榫紧密接触，使连接的两片梁相近的梁端横向位移协调，即具有较小的相对横向错动，同时能够释放顺桥向作用力，从而实现横桥向错动的限制，而在地震工况下使位移限制装置与协调榫放松接触，从而使采用隔震体系的桥梁和采用抗震体系的桥梁横桥向相对错动。
另外，作为示例，在本发明的一个较佳的具体实施例中，所述协调榫11包括：滑动板110、协调榫体111和至少一个榫体锚固112；
所述协调榫体111的前端侧面与所述滑动板110的背面固定连接；
所述榫体锚固112设置在所述协调榫体111的后端；
所述榫体锚固112的一端与所述协调榫体111固定连接，另一端与所述第二梁体14(例如，采用抗震体系的桥梁)固定连接。
进一步的，所述榫体锚固112均匀等间距设置于协调榫体111远离第一梁体13(例如，采用隔震体系的桥梁)的一侧。
另外，作为示例，在本发明中的另一个具体实施方式中，榫体锚固112一端与协调榫体111通过固定板固定，且均匀等间距设置于协调榫体111远离第一梁体13(例如，采用隔震体系的桥梁)的一侧，榫体锚固112另一端与第二梁体14(例如，采用抗震体系的桥梁)固定连接。因此，通过该榫体锚固112可以将第二梁体14与协调榫11连接在一起，从而方便协调第一梁体13与第二梁体14。
另外，在本发明的技术方案中，协调榫具有很大的刚度，而且可以使用多种结构形式。具体的结构形式可以根据实际应用环境中的受力情况，通过计算结果预先确定，使其具备足够的横向刚度和强度。
另外，在本发明的技术方案中，所述榫体锚固也可以有多种结构形式。具体的结构形式可以根据实际应用环境，通过计算结果预先确定，使其能保证协调榫整体与采用抗震体系的桥梁牢固连接。
另外，在本发明的技术方案中，所述抗剪销的截面大小可以根据地震数据预先进行计算并确定。
另外，作为示例，在本发明的一个较佳的具体实施例中，所述顶推头24中的转动结构可以是弹性元件。
本发明的工作原理及使用流程：本发明的铁路桥梁梁端横向位移协调装置安装好后，当没有地震发生时，位移限制装置中的滑动板的前端紧密地抵接在协调榫上，位移限制装置前端的顶推头能够相对于协调榫发生转动，且滑动板可以沿顺桥向滑动，但不能在横桥向错动，从而使得第一梁体与第二梁体(例如，采用隔震体系的桥梁与采用抗震体系的桥梁)之间无横桥向的相对错动，但能够实现顺桥向的相对滑动；而当地震发生时，位移限制装置中的抗剪销将在地震力的作用下被剪断，使得伸缩筒可在导向座的座体中的容纳腔中滑动，从而使得第一梁体与第二梁体(例如，采用隔震体系的桥梁与采用抗震体系的桥梁)之间既可以在横桥向相对错动，也可以在顺桥向相对滑动，因而可以为地震时的采用隔震体系的桥梁和采用抗震体系的桥梁提供移动的空间，从而有效地解决了采用隔震体系的桥梁和采用抗震体系的桥梁的梁端在正常情况下需要横线共同位移(即同步水平位移)，而在地震情况下则需要相对错动的矛盾。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种铁路桥梁梁端横向位移协调装置，其特征在于，该铁路桥梁梁端横向位移协调装置包括：协调榫、位移限制装置、第一梁体和第二梁体；
其中，所述协调榫的前端侧面设置有滑动板；所述协调榫的后端与第二梁体固定连接；
所述位移限制装置包括：导向座、限制装置锚固、伸缩装置和顶推头；
所述导向座包括座体和调节环；所述调节环的后端通过螺纹安装于座体上；所述座体中设置有容纳腔；
所述限制装置锚固设置在所述导向座的座体的底部，所述座体通过所述限制装置锚固与第一梁体固定连接；
所述伸缩装置包括：伸缩筒、抗剪环和至少一个抗剪销；
所述抗剪环通过抗剪销销接于伸缩筒上；所述抗剪环的后端与所述导向座的调节环的前端抵接；
所述伸缩筒的前端与顶推头的后端固定连接，所述伸缩筒的后端插入导向座的容纳腔中；
所述顶推头的前端与所述滑动板的后端滑动连接，所述顶推头中设置有转动结构，使得所述顶推头的前端与后端可相对转动；
所述滑动板的前端与所述协调榫的前端固定连接。
2.如权利要求1所述的一种铁路桥梁梁端横向位移协调装置，其特征在于：
所述第一梁体为采用隔震体系的桥梁，所述第二梁体为采用抗震体系的桥梁。
3.如权利要求1所述的一种铁路桥梁梁端横向位移协调装置，其特征在于：
所述第一梁体为采用抗震体系的桥梁，所述第二梁体为采用隔震体系的桥梁。
4.如权利要求1所述的一种铁路桥梁梁端横向位移协调装置，其特征在于，所述协调榫包括：滑动板、协调榫体和至少一个榫体锚固；：
所述协调榫体的前端侧面与所述滑动板的背面固定连接；
所述榫体锚固设置在所述协调榫体的后端；
所述榫体锚固的一端与所述协调榫体固定连接，另一端与所述第二梁体固定连接。
5.如权利要求4所述的一种铁路桥梁梁端横向位移协调装置，其特征在于：
所述榫体锚固均匀等间距设置于协调榫体远离第一梁体的一侧。
6.如权利要求5所述的一种铁路桥梁梁端横向位移协调装置，其特征在于：
榫体锚固一端与协调榫体通过固定板固定，且均匀等间距设置于协调榫体远离第一梁体的一侧，榫体锚固的另一端与第二梁体固定连接。
7.如权利要求1所述的一种铁路桥梁梁端横向位移协调装置，其特征在于：
所述顶推头中的转动结构为弹性元件。
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