CN111519518A - 一种防止横向偏移的防落梁装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及桥梁技术领域，具体公开了一种防止横向偏移的防落梁装置，包括主梁、用于支撑所述主梁的桥墩以及设置在所述主梁和桥墩之间的旋转耗能装置，所述主梁的底部设置有弧形的凸起，所述桥墩的上端开设有环槽，所述凸起与所述环槽滑动配合；所述旋转耗能装置为若干组，旋转耗能装置沿所述环形导轨的外侧从头到尾依次连接，每一组旋转耗能装置的滑块与所述环形导轨之间滑动配合。本发明装置用于安装在桥墩和桥梁之间，通过对主梁弧形位移的一个限制耗能，从而防止桥梁之间在横向发生过大的位移，解决在地震作用下桥梁减震耗能防落梁的作用。

Description

一种防止横向偏移的防落梁装置

技术领域

本发明涉及桥梁技术领域，具体公开了一种防止横向偏移的防落梁装置。

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。防落梁是桥梁结构里面用来抗震，防止梁体坠落或脱开的连接措施构造，从历次强烈破坏性地震灾害中可以看出，桥梁梁体自身因直接的地震动力而毁坏的现象极为少见，但因支承长度不足、支承连接件失效等引起的落梁、主梁的移动、扭曲、裂缝等现象常有发生，其中落梁现象极为严重。防落梁是桥梁结构里面用来抗震，防止梁体坠落或脱开的连接措施构造做法。

目前的许多做法是在主梁之间增加防落梁构造来防止主梁纵向或者横向的位移。主梁横向的位移，大多数体现为主梁以其一端为支点，另一端旋转导致其在横向分量上的位移，现有技术中一些防落梁构造措施不能有效地对主梁横向的位移量进行限制，容易导致桥梁横向落梁的发生。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种防止横向偏移的防落梁装置，用于安装在桥墩和桥梁之间，通过对主梁弧形位移的一个限制耗能，从而防止桥梁之间在横向发生过大的位移，解决在地震作用下桥梁减震耗能防落梁的作用。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种防止横向偏移的防落梁装置，包括主梁、用于支撑所述主梁的桥墩以及设置在所述主梁和桥墩之间的旋转耗能装置，所述主梁的底部设置有弧形的凸起，所述桥墩的上端开设有环槽，所述凸起与所述环槽滑动配合；所述旋转耗能装置为若干组，所述旋转耗能装置包括滑块、旋转阻尼器、转动杆、偏转连接杆、第一联动杆、第二联动杆以及支撑连接杆，所述旋转阻尼器固定于所述滑块，所述转动杆的一端与所述旋转阻尼器传动配合，所述转动杆的另一端固定连接至所述支撑连接杆，所述支撑连接杆呈竖直布置，所述支撑连接杆的上端与主梁固定连接，所述偏转连接杆固定连接至所述转动杆的中部，相邻两旋转耗能装置的偏转连接杆之间通过第一联动杆或者第二联动杆连接，所述第一联动杆和第二联动杆间隔交替布置，所述偏转连接杆上开设有用于连接所述第一联动杆的第一连接部以及用于连接所述第二联动杆的第二连接部，所述第一联动杆和第二联动杆均与偏转连接杆铰接，所述桥墩的上部外侧固设有一环形导轨，所述述旋转耗能装置沿所述环形导轨的外侧从头到尾依次连接，每一组旋转耗能装置的滑块与所述环形导轨之间滑动配合。

进一步，位于首端的滑块向外延伸有第一挡板，所述第一挡板上固设有第一连接座，与位于尾端的滑块向外延伸有第二挡板，所述第二挡板上固设有第二连接座，所述第一连接座和第二连接座之间设置有调频质量阻尼器。

进一步，所述第一联动杆和第二联动杆均水平布置，所述第一联动杆位于所述第二联动杆的上方，位于初始状态时，所述偏转连接杆与竖直方向的角度为35～65°。

进一步，所述环形导轨包括左半圆导轨和右半圆导轨，所述左半圆导轨和右半圆导轨互相配合形成所述环形导轨，所述左半圆导轨和右半圆导轨结构相同且相对于其连接平面镜像对称。

进一步，所述左半圆导轨和右半圆导轨均包括中部环板、环形上连接板和环形下连接板，所述环形上连接板和环形下连接板分别设置在中部环板的上下两端，所述环形上连接板和环形下连接板沿中部环板的径向向外延伸形成所述环形导轨，所述环形上连接板和环形下连接板上均开设有若干与桥墩固定连接的沉头孔。

进一步，所述偏转连接杆包括偏转杆体和螺栓，所述偏转杆体的一端开设有与所述转动杆的通孔，所述通孔上开设有一开口，所述开口的两侧壁上对应开设有螺纹孔，所述螺纹孔与所述螺栓配合使所述开口闭合将所述偏转杆体与转动杆紧固。

进一步，所述支撑连接杆包括支撑杆体，所述支撑杆体呈L型，所述支撑杆体的竖直段上开设有与所述转动杆固定连接的连接孔，所述支撑杆体的水平段上开设有与所述主梁固定连接的连接孔。

进一步，所述第一联动杆和第二联动杆的结构相同，均包括联动杆体、第一销轴支座、第二销轴支座、第一球头销和第二球头销，所述第一销轴支座和第二销轴支座分别与联动杆体的两端螺纹连接，所述第一销轴支座和第二销轴支座分别与第一球头销和第二球头销配合，所述第一球头销和第二球头销分别固定在所述第一连接部和第二连接部内。

进一步，所述旋转耗能装置还包括复位扭簧，所述复位扭簧套设在所述转动杆的外侧，所述复位扭簧的一端与所述旋转阻尼器的端面固定连接，所述复位扭簧的另一端与所述偏转连接杆的端面固定连接，所述复位扭簧用于所述偏转连接杆在偏转后进行复位。

本方案的工作原理及有益效果在于：

本发明一种防止横向偏移的防落梁装置，包括主梁、用于支撑所述主梁的桥墩以及设置在所述主梁和桥墩之间的旋转耗能装置，所述主梁的底部设置有弧形的凸起，所述桥墩的上端开设有环槽，所述凸起与所述环槽滑动配合；当地震发生时，主梁以一端为支点，然后另一端通过环槽与凸起的配合，环槽起到一个导向的作用，使其弧形呈一定的规则变化，从而在桥墩上以圆弧形的方式进行位移，由于主梁和桥墩之间设置旋转耗能装置，旋转耗能装置可以用于对主梁的弧形位移进行一个耗能，抵抗其位移，通过规则变化后再进行抵抗变形，有利于改善受力，使得旋转耗能装置的耗能利用可以达到最大化，节约了成本。

本发明装置中，支撑连接杆呈竖直布置，主梁上的扭矩通过支撑连接杆传递至转动杆，转动杆转动从而通过旋转阻尼器进行耗能，达到减震耗能的目的，相邻两旋转耗能装置的偏转连接杆之间通过第一联动杆或者第二联动杆连接，从而将各个旋转耗能装置紧密联系到一起，在其中一个旋转耗能装置作用时，其中一个偏转连接杆可带动其余偏转连接杆联动，实现了功能耗能的功能，其实耗能效果更好，防止落梁的发生。

本发明装置所述第一联动杆和第二联动杆间隔交替布置，节省了偏转连接杆的连接空间，防止干涉，使其更容易偏转。所述述旋转耗能装置沿所述环形导轨的外侧从头到尾依次连接，每一组旋转耗能装置的滑块与所述环形导轨之间滑动配合，可以方便滑块的更滑，采用滑动配合，在旋转耗能装置中偏转连接杆达到偏转极限时，滑块可通过转动杆带动沿着环形轨道移动，通过滑块与环形导轨之间的摩擦作用，也能起到一定的摩擦耗能作用，同时不会因为达到极限损伤旋转耗能装置，达到保护的目的。

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

图1为本发明防落梁装置的结构示意图；

图2为本发明旋转耗能装置的布置示意图；

图3为图2在A处的放大图；

图4为图2的仰视图；

图5为本实施例凸起的结构示意图；

图6为本实施例桥墩的结构示意图；

图7为本实施例桥墩的俯视图。

附图中标记如下：主梁1、桥墩2、旋转耗能装置3、滑块31、旋转阻尼器32、转动杆33、偏转连接杆34、偏转杆体341、螺栓342、开口343、第一联动杆35、第二联动杆36、联动杆体361、第一销轴支座362、第二销轴支座363、第一球头销364、第二球头销365、支撑连接杆37、支撑杆体371、环形导轨4、左半圆导轨41、右半圆导轨42、中部环板411、环形上连接板412、环形下连接板413、第一挡板5、第一连接座6、第二挡板7、第二连接座8、调频质量阻尼器9、沉头孔10、复位扭簧11、凸起12、环槽13、容纳槽14。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

本发明一种防止横向偏移的防落梁装置，包括主梁1、用于支撑所述主梁1的桥墩2以及设置在所述主梁1和桥墩2之间的旋转耗能装置3，所述主梁1的底部设置有弧形的凸起12，所述桥墩2的上端开设有环槽13，所述凸起12与所述环槽13滑动配合；所述旋转耗能装置3为若干组，所述旋转耗能装置3包括滑块31、旋转阻尼器32、转动杆33、偏转连接杆34、第一联动杆35、第二联动杆36以及支撑连接杆37，所述旋转阻尼器32固定于所述滑块31，所述转动杆33的一端与所述旋转阻尼器32传动配合，所述转动杆33的另一端固定连接至所述支撑连接杆37，所述支撑连接杆37呈竖直布置，所述支撑连接杆37的上端与主梁1固定连接，所述偏转连接杆34固定连接至所述转动杆33的中部，相邻两旋转耗能装置3的偏转连接杆34之间通过第一联动杆35或者第二联动杆36连接，所述第一联动杆35和第二联动杆36间隔交替布置，本处所述的交替布置指的是，两者不会连续布置。如图2所示，一共13组旋转耗能装置3，但是首尾的两旋转耗能装置3互不相干，从首端的旋转耗能装置3的连接开始，按照第二联动杆36—第一联动杆35—第二联动杆36—第一联动杆35……的方式进行布置为所述的间隔交替布置。采用此种方式，可以节省了偏转连接杆34的连接空间，防止干涉，通过错位的受力布置，使其更容易偏转。

本实施例中，所述偏转连接杆34上开设有用于连接所述第一联动杆35的第一连接部以及用于连接所述第二联动杆36的第二连接部，所述第一联动杆35和第二联动杆36均与偏转连接杆34铰接，所述桥墩2的上部外侧固设有一环形导轨4，所述述旋转耗能装置3沿所述环形导轨4的外侧从头到尾依次连接，每一组旋转耗能装置3的滑块31与所述环形导轨4之间滑动配合。

本发明一种防止横向偏移的防落梁装置，包括主梁1、用于支撑所述主梁1的桥墩2以及设置在所述主梁1和桥墩2之间的旋转耗能装置3，所述主梁1的底部设置有弧形的凸起12，所述桥墩2的上端开设有环槽13，所述凸起12与所述环槽13滑动配合；当地震发生时，主梁1以一端为支点，然后另一端通过环槽13与凸起12的配合，环槽13起到一个导向的作用，使其弧形呈一定的规则变化，从而在桥墩2上以圆弧形的方式进行位移，由于主梁1和桥墩2之间设置旋转耗能装置3，旋转耗能装置3可以用于对主梁1的弧形位移进行一个耗能，抵抗其位移，通过规则变化后再进行抵抗变形，有利于改善受力，使得旋转耗能装置3的耗能利用可以达到最大化，节约了成本。

本发明装置中，支撑连接杆37呈竖直布置，主梁1上的扭矩通过支撑连接杆37传递至转动杆33，转动杆33转动从而通过旋转阻尼器32进行耗能，达到减震耗能的目的，相邻两旋转耗能装置3的偏转连接杆34之间通过第一联动杆35或者第二联动杆36连接，从而将各个旋转耗能装置3紧密联系到一起，在其中一个旋转耗能装置3作用时，其中一个偏转连接杆34可带动其余偏转连接杆34联动，实现了耗能的功能，其实耗能效果更好，防止落梁的发生。

本发明装置所述第一联动杆35和第二联动杆36间隔交替布置，节省了偏转连接杆34的连接空间，防止干涉，使其更容易偏转。所述述旋转耗能装置3沿所述环形导轨4的外侧从头到尾依次连接，每一组旋转耗能装置3的滑块31与所述环形导轨4之间滑动配合，可以方便滑块31的更滑，采用滑动配合，在旋转耗能装置3中偏转连接杆34达到偏转极限时，滑块31可通过转动杆33带动沿着环形轨道移动，通过滑块31与环形导轨4之间的摩擦作用，也能起到一定的摩擦耗能作用，同时不会因为达到极限损伤旋转耗能装置3，达到保护的目的。

本实施例中，位于首端的滑块31向外延伸有第一挡板5，所述第一挡板5上固设有第一连接座6，与位于尾端的滑块31向外延伸有第二挡板7，所述第二挡板7上固设有第二连接座8，所述第一连接座6和第二连接座8之间设置有调频质量阻尼器9。通过早第一挡板5和第二挡板7上设置调频质量阻尼器9，可以在滑块31沿着环形导轨4转动时，通过首尾传递，依然可以触发调频质量阻尼器9工作，起到减震耗能的目的，从而约束了主梁1的转动位移，限制桥梁发生落梁的破坏。。

本实施例中，所述第一联动杆35和第二联动杆36均水平布置，所述第一联动杆35位于所述第二联动杆36的上方，位于初始状态时，所述偏转连接杆34与竖直方向的角度为35～65°。使第一联动杆35和第二联动杆36达到一个最佳的受力效果，不会因为突然的转动受力造成的第一联动杆35和第二联动杆36的硬性破坏，节约了维护成本，提高了装置的寿命。

本实施例中，所述环形导轨4包括左半圆导轨41和右半圆导轨42，所述左半圆导轨41和右半圆导轨42互相配合形成所述环形导轨4，所述左半圆导轨41和右半圆导轨42结构相同且相对于其连接平面镜像对称。通过设置左半圆导轨41和右半圆导轨42，可以便于环形导轨4安装在桥墩2上，本实施例桥墩2开设有容易安装所述环形导轨4的容纳槽14，采用此种方式，可以将环形导轨4内嵌在桥墩2的外壁表面内，结构更为稳定。

本实施例中，以左半圆导轨41为例，所述左半圆导轨41包括中部环板411、环形上连接板412和环形下连接板413，所述环形上连接板412和环形下连接板413分别设置在中部环板411的上下两端，所述环形上连接板412和环形下连接板413沿中部环板411的径向向外延伸形成所述环形导轨4，所述环形上连接板412和环形下连接板413上均开设有若干与桥墩2固定连接的沉头孔10，通过设置沉头孔10，可以让连接螺钉埋入环形导轨4内，从而不会影响滑块31的滑动，滑块31设置在环形导轨4内后，其上侧表面、底面以及下侧表面均可与环形导轨4滑动连接，可以达到充分耗能的目的。

本实施例中，所述偏转连接杆34包括偏转杆体341和螺栓342，所述偏转杆体341的一端开设有与所述转动杆33的通孔，所述通孔上开设有一开口343，所述开口343的两侧壁上对应开设有螺纹孔，所述螺纹孔与所述螺栓342配合使所述开口343闭合将所述偏转杆体341与转动杆33紧固，通过采用通孔与转动杆33配合，可以方便偏转杆体341与杆体的拆卸，在地震发生前，随时对偏转杆体341的偏转角度进行调整，从而方便更换维护。

本实施例中，所述支撑连接杆37包括支撑杆体371，所述支撑杆体371呈L型，所述支撑杆体371的竖直段上开设有与所述转动杆33固定连接的连接孔，所述支撑杆体371的水平段上开设有与所述主梁1固定连接的连接孔，采用L型的支撑杆体371，可以同时达到支撑和连接的作用，简化了结构，方便主梁1在其转动周向的传递受力。

本实施例中，所述第一联动杆35和第二联动杆36的结构相同，以第二联动杆36为例，包括联动杆体361、第一销轴支座362、第二销轴支座363、第一球头销364和第二球头销365，所述第一销轴支座362和第二销轴支座363分别与联动杆体361的两端螺纹连接，所述第一销轴支座362和第二销轴支座363分别与第一球头销364和第二球头销365配合，所述第一球头销364和第二球头销365分别固定在所述第一连接部和第二连接部内。所述旋转耗能装置3还包括复位扭簧11，所述复位扭簧11套设在所述转动杆33的外侧，所述复位扭簧11的一端与所述旋转阻尼器32的端面固定连接，所述复位扭簧11的另一端与所述偏转连接杆34的端面固定连接，所述复位扭簧11用于所述偏转连接杆34在偏转后进行复位，可以使偏转连接杆34恢复到原有状态，重新做好应对余震的准备。

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本发明的实用性。

Claims (9)

1.一种防止横向偏移的防落梁装置，其特征在于：包括主梁、用于支撑所述主梁的桥墩以及设置在所述主梁和桥墩之间的旋转耗能装置，所述主梁的底部设置有弧形的凸起，所述桥墩的上端开设有环槽，所述凸起与所述环槽滑动配合；所述旋转耗能装置为若干组，所述旋转耗能装置包括滑块、旋转阻尼器、转动杆、偏转连接杆、第一联动杆、第二联动杆以及支撑连接杆，所述旋转阻尼器固定于所述滑块，所述转动杆的一端与所述旋转阻尼器传动配合，所述转动杆的另一端固定连接至所述支撑连接杆，所述支撑连接杆呈竖直布置，所述支撑连接杆的上端与主梁固定连接，所述偏转连接杆固定连接至所述转动杆的中部，相邻两旋转耗能装置的偏转连接杆之间通过第一联动杆或者第二联动杆连接，所述第一联动杆和第二联动杆间隔交替布置，所述偏转连接杆上开设有用于连接所述第一联动杆的第一连接部以及用于连接所述第二联动杆的第二连接部，所述第一联动杆和第二联动杆均与偏转连接杆铰接，所述桥墩的上部外侧固设有一环形导轨，所述述旋转耗能装置沿所述环形导轨的外侧从头到尾依次连接，每一组旋转耗能装置的滑块与所述环形导轨之间滑动配合。

2.根据权利要求1所述的防止横向偏移的防落梁装置，其特征在于：位于首端的滑块向外延伸有第一挡板，所述第一挡板上固设有第一连接座，与位于尾端的滑块向外延伸有第二挡板，所述第二挡板上固设有第二连接座，所述第一连接座和第二连接座之间设置有调频质量阻尼器。

3.根据权利要求2所述的防止横向偏移的防落梁装置，其特征在于：所述第一联动杆和第二联动杆均水平布置，所述第一联动杆位于所述第二联动杆的上方，位于初始状态时，所述偏转连接杆与竖直方向的角度为35～65°。

4.根据权利要求1所述的防止横向偏移的防落梁装置，其特征在于：所述环形导轨包括左半圆导轨和右半圆导轨，所述左半圆导轨和右半圆导轨互相配合形成所述环形导轨，所述左半圆导轨和右半圆导轨结构相同且相对于其连接平面镜像对称。

5.根据权利要求4所述的防止横向偏移的防落梁装置，其特征在于：所述左半圆导轨和右半圆导轨均包括中部环板、环形上连接板和环形下连接板，所述环形上连接板和环形下连接板分别设置在中部环板的上下两端，所述环形上连接板和环形下连接板沿中部环板的径向向外延伸形成所述环形导轨，所述环形上连接板和环形下连接板上均开设有若干与桥墩固定连接的沉头孔。

6.根据权利要求1所述的防止横向偏移的防落梁装置，其特征在于：所述偏转连接杆包括偏转杆体和螺栓，所述偏转杆体的一端开设有与所述转动杆的通孔，所述通孔上开设有一开口，所述开口的两侧壁上对应开设有螺纹孔，所述螺纹孔与所述螺栓配合使所述开口闭合将所述偏转杆体与转动杆紧固。

7.根据权利要求1所述的防止横向偏移的防落梁装置，其特征在于：所述支撑连接杆包括支撑杆体，所述支撑杆体呈L型，所述支撑杆体的竖直段上开设有与所述转动杆固定连接的连接孔，所述支撑杆体的水平段上开设有与所述主梁固定连接的连接孔。

8.根据权利要求1所述的防止横向偏移的防落梁装置，其特征在于：所述第一联动杆和第二联动杆的结构相同，均包括联动杆体、第一销轴支座、第二销轴支座、第一球头销和第二球头销，所述第一销轴支座和第二销轴支座分别与联动杆体的两端螺纹连接，所述第一销轴支座和第二销轴支座分别与第一球头销和第二球头销配合，所述第一球头销和第二球头销分别固定在所述第一连接部和第二连接部内。

9.根据权利要求1所述的防止横向偏移的防落梁装置，其特征在于：所述旋转耗能装置还包括复位扭簧，所述复位扭簧套设在所述转动杆的外侧，所述复位扭簧的一端与所述旋转阻尼器的端面固定连接，所述复位扭簧的另一端与所述偏转连接杆的端面固定连接，所述复位扭簧用于所述偏转连接杆在偏转后进行复位。

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