CN111549653A - 一种预制箱梁用多级抗震防落梁装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及桥梁领域，具体公开了一种预制箱梁用多级抗震防落梁装置，所述防落梁装置设置在相邻两箱梁之间，所述防落梁装置包括筒体、左拉杆、右拉杆、左磁性组件、右磁性组件、左限位板以及右限位板，所述筒体呈圆筒状结构且其两端分别通过左端盖和右端盖封闭，所述筒体内填充有阻尼液，所述左磁性组件和右磁性组件相互之间磁性连接，所述左限位板和右限位板之间固定连接有记忆合金连接筋。本发明装置通过多级的耗能设计，可以对桥梁进行多级抗震，既可以适应于小震时低幅振动作用，也能适应于大震时的高幅振动的耗散，降低了设计成本，使其更符合实际需要。

Description

一种预制箱梁用多级抗震防落梁装置
技术领域
本发明涉及桥梁技术领域，具体公开了一种预制箱梁用多级抗震防落梁装置。
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。防落梁构造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，目前的通用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。
结构振动问题逐渐成为桥梁、工业和民用建筑结构设计中的关键问题。交通荷载在桥梁结构上产生竖向振动，地震荷载在建筑结构中产生水平振动，这些振动会导致结构的提前损伤和倒塌。尤其是地震荷载，具有不可预测的特点。现有桥梁的抗震构造措施中，如果在桥梁建设初期，防落梁阻尼刚度设计过大，则在遇到频率较高的小地震载荷时，会将地震载荷频繁地作用于防落梁结构，造成桥梁的小部分位移，使得后续防落梁结构的使用功能受到限制，如果防落梁阻尼刚度设计过小，在遇到较大的地震载荷时，则耗能减震的效果不太明显，不能起到防落梁的作用。我国《公路桥梁抗震设计细则》将设计地震分为两个等级：工程场地重现期较短的e1地震和工程场地重现期较长的e2地震作用；并基于“小震不坏、中震可修、大震不倒”的分类设防抗震设计原则来实施抗震设计。因此，为了贯彻执行这些原则，急需提供一种预制箱梁用多级抗震防落梁装置，可以适应于小震时低幅振动作用，也能适应于大震时的高幅振动的耗散，在遇到高频小幅度地震时，具有良好的耗能效果。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种预制箱梁用多级抗震防落梁装置，通过多级的耗能设计，可以对桥梁进行多级抗震，既可以适应于小震时低幅振动作用，也能适应于大震时的高幅振动的耗散，降低了设计成本，使其更符合实际需要。
为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种预制箱梁用多级抗震防落梁装置，所述防落梁装置设置在相邻两箱梁之间，所述防落梁装置包括筒体、左拉杆、右拉杆、左磁性组件、右磁性组件、左限位板以及右限位板，所述筒体呈圆筒状结构且其两端分别通过左端盖和右端盖封闭，所述筒体内填充有阻尼液，所述左磁性组件和右磁性组件相互之间磁性连接，所述左磁性组件和右磁性组件分别滑动设置于筒体的中部且将所述筒体分为左阻尼腔和右阻尼腔，所述左拉杆的一端与所述左磁性组件固定连接，另一端向左伸出所述筒体的左端盖后与左箱梁连接，所述右拉杆的一端与所述右磁性组件固定连接，另一端向右伸出所述筒体的右端盖后与相邻的右箱梁连接，所述左限位板滑动设置于所述左端盖和左磁性组件之间，所述左限位板上开设有若干连通所述左阻尼腔的第一通孔，所述左磁性组件上开设有连通左阻尼腔和右阻尼腔的第二通孔，所述右限位板上开设有若干连通所述右阻尼腔的第三通孔，所述右磁性组件上开设有连通左阻尼腔和右阻尼腔的四通孔，所述左限位板和右限位板之间固定连接有记忆合金连接筋。
进一步，所述左磁性组件和右磁性组件的结构形状相同且相对于筒体的中心对称，所述左磁性组件包括壳体以及设置在所述壳体内的电磁铁，所述壳体和电磁铁上开设有供所述记忆合金连接筋通过的过孔，所述电磁铁通过导线连接至电源，所述左拉杆的中心开设有用于所述导线通过的通道。
进一步，所述壳体包括底壳和盖体，所述盖体与所述底壳可拆卸连接，所述壳体与盖体之间设置有一空心螺钉，所述空心螺钉与所述过孔螺纹连接。
进一步，所述左拉杆通过左连接组件与所述左箱梁连接，所述右拉杆通过右连接组件与所述右箱梁连接，所述左连接组件和右连接组件的结构形状相同，所述左连接组件包括上限位座、下限位座以及设置在上限位座和下限位座之间的挡板，所述左拉杆连接至所述挡板。
进一步，所述左拉杆和右拉杆的结构形状相同且相对于筒体的中心对称，所述左拉杆的端部开设有第一台阶和第二台阶，所述挡板的中心开设有中心孔，所述左拉杆穿过所述中心孔，所述挡板可滑动地设置在第一台阶和第二台阶之间。
进一步，所述筒体的外侧螺纹连接有临时限位钉，所述临时限位钉的端部与所述左限位板或右限位板的外圆周抵接用于其临时限位。
进一步，所述左端盖和右端盖分别与所述筒体螺纹连接。
进一步，所述左箱梁与所述筒体之间设置有左支撑板，所述左箱梁与所述筒体之间设置有右支撑板，所述筒体的底部设置在下支撑板，所述下支撑板为弧度与筒体的外侧相适应的弧形板，所述下支撑板安装在所述桥墩上。
本方案的工作原理及有益效果在于：
本发明预制箱梁用多级抗震防落梁装置，一级耗能通过左磁性组件和右磁性组件之间的磁性连接力实现，可以应对小型地震或者余震的情况，使得本装置在受到小型地震时，结构能持续保持稳定，箱梁之间不会发生位移，不会破坏箱梁或者本装置的内部结构，从而在应对频率较高的小地震后，依然可以在后续继续使用，为后续的地震做准备，满足交通的需要。
本发明中，所述左磁性组件和右磁性组件分别滑动设置于筒体的中部且将所述筒体分为左阻尼腔和右阻尼腔，当桥梁受到中型地震的激励时，左磁性组件和右磁性组件的磁性作用力已经不能满足要求，左磁性组件和右磁性组件分开，两者相对移动从而压缩阻尼液，阻尼器从左磁性组件和右磁性组件上的通孔溢出，达到阻碍其运动从而耗散能量的作用，本发明通过阻尼液耗散能量实现二级耗能，能良好地运用于中震的情景，耗散能量更为平稳，能良好地对箱梁进行一个保护，达到中震不修的目的。
本发明中，如果桥梁受到大型地震的激励时，左磁性组件和右磁性组件相对移动后分别与左限位板和右限位板接触，带动左限位板和右限位板移动，由于左限位板和右限位板之间固定连接有记忆合金连接筋，两者在持续移动过程中，可以拉动记忆合金连接筋变形，记忆合金连接筋变形后对地震进行耗能减震实现三级耗能，由于其耗能特性、形状记忆效应、超弹性效应以及高阻尼特性，能应对大型地震的情况，耗能效果更好。
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为本发明装置的结构示意图；
图2为本发明装置的连接示意图；
图3为本发明左磁性组件的结构示意图；
图4为本发明左限位板的结构示意图；
图5为本发明下支撑板的结构示意图。
附图中标记如下：筒体1、左拉杆2、右拉杆3、左磁性组件4、第二通孔41、壳体42、底壳421、盖体422、电磁铁43、过孔44、空心螺钉45、右磁性组件5、第三通孔51、左限位板6、第一通孔61、右限位板7、第四通孔71、左端盖8、右端盖9、左箱梁10、右箱梁11、记忆合金连接筋12、导线13、电源14、过道15、左连接组件16、上限位座161、下限位座162、挡板163、第一台阶17、第二台阶18、中心孔19、临时限位钉20、左支撑板21、右支撑板22、下支撑板23。
具体实施方式
下面通过具体实施方式进一步详细说明：
本发明一种预制箱梁用多级抗震防落梁装置，所述防落梁装置设置在相邻两箱梁之间，所述防落梁装置包括筒体1、左拉杆2、右拉杆3、左磁性组件4、右磁性组件5、左限位板6以及右限位板7，所述筒体1呈圆筒状结构且其两端分别通过左端盖8和右端盖9封闭，所述筒体1内填充有阻尼液，所述左磁性组件4和右磁性组件5相互之间磁性连接，所述左磁性组件4和右磁性组件5分别滑动设置于筒体1的中部且将所述筒体1分为左阻尼腔和右阻尼腔，所述左拉杆2的一端与所述左磁性组件4固定连接，另一端向左伸出所述筒体1的左端盖8后与左箱梁10连接，所述右拉杆3的一端与所述右磁性组件5固定连接，另一端向右伸出所述筒体1的右端盖9后与相邻的右箱梁11连接，所述左限位板6滑动设置于所述左端盖8和左磁性组件4之间，所述左限位板6上开设有若干连通所述左阻尼腔的第一通孔61，所述左磁性组件4上开设有连通左阻尼腔和右阻尼腔的第二通孔41，所述右限位板7上开设有若干连通所述右阻尼腔的第三通孔51，所述右磁性组件5上开设有连通左阻尼腔和右阻尼腔的四通孔，所述左限位板6和右限位板7之间固定连接有记忆合金连接筋12。
本实施例中，一级耗能通过左磁性组件4和右磁性组件5之间的磁性连接力实现，可以应对小型地震或者余震的情况，使得本装置在受到小型地震时，结构能持续保持稳定，箱梁之间不会发生位移，不会破坏箱梁或者本装置的内部结构，从而在应对频率较高的小地震后，依然可以在后续继续使用，为后续的地震做准备，满足交通的需要。所述左磁性组件4和右磁性组件5分别滑动设置于筒体1的中部且将所述筒体1分为左阻尼腔和右阻尼腔，当桥梁受到中型地震的激励时，左磁性组件4和右磁性组件5的磁性作用力已经不能满足要求，左磁性组件4和右磁性组件5分开，两者相对移动从而压缩阻尼液，阻尼器从左磁性组件4和右磁性组件5上的通孔溢出，达到阻碍其运动从而耗散能量的作用，本发明通过阻尼液耗散能量实现二级耗能，能良好地运用于中震的情景，耗散能量更为平稳，能良好地对箱梁进行一个保护，达到中震不修的目的。如果桥梁受到大型地震的激励时，左磁性组件4和右磁性组件5相对移动后分别与左限位板6和右限位板7接触，带动左限位板6和右限位板7移动，由于左限位板6和右限位板7之间固定连接有记忆合金连接筋12，两者在持续移动过程中，可以拉动记忆合金连接筋12变形，记忆合金连接筋12变形后对地震进行耗能减震实现三级耗能，由于其耗能特性、形状记忆效应、超弹性效应以及高阻尼特性，能应对大型地震的情况，耗能效果更好。
本实施例中，所述左磁性组件4和右磁性组件5的结构形状相同且相对于筒体1的中心对称，以所述左磁性组件4为例，所述左磁性组件4包括壳体42以及设置在所述壳体42内的电磁铁43，所述壳体42和电磁铁43上开设有供所述记忆合金连接筋12通过的过孔44，所述电磁铁43通过导线13连接至电源14，所述左拉杆2的中心开设有用于所述导线13通过的通道，可以理解，一级耗能需要需要较小的力时，本发明电源14可以采用可变电流电源14改变电流，从而改变电磁铁43的磁力，根据现场需要即可。
本实施例中，所述壳体42包括底壳421和盖体422，所述盖体422与所述底壳421可拆卸连接，所述壳体42与盖体422之间设置有一空心螺钉45，所述空心螺钉45与所述过孔44螺纹连接，本实施例中，空心螺钉45的头部起到限位的作用，远端与底壳421螺纹连接，中心通孔处用于阻尼液的流通，通过采用空心螺钉45，可以用于壳体42与电磁铁43之间的定位，拆卸和使用均比较方便。
本实施例中，所述左拉杆2通过左连接组件16与所述左箱梁10连接，所述右拉杆3通过右连接组件与所述右箱梁11连接，所述左连接组件16和右连接组件的结构形状相同，以左连接组件16为例，所述左连接组件16包括上限位座161、下限位座162以及设置在上限位座161和下限位座162之间的挡板163，上限位座161和下限位座162分别与箱梁的上顶面和下地面固定连接，所述左拉杆2连接至所述挡板163。所述左拉杆2和右拉杆3的结构形状相同且相对于筒体1的中心对称，所述左拉杆2的端部开设有第一台阶17和第二台阶18，所述挡板163的中心开设有中心孔19，所述左拉杆2穿过所述中心孔19，所述挡板163可滑动地设置在第一台阶17和第二台阶18之间，采用此种设置，可以让挡板163有一定的活动空间，该空间可以适应于箱梁自身热胀冷缩的作用变形，使得本装置结构更为稳定。
本实施例中，所述筒体1的外侧螺纹连接有临时限位钉20，所述临时限位钉20的端部与所述左限位板6或右限位板7的外圆周抵接用于其临时限位，临时限位钉20可用于标记左限位板6或右限位板7的位置，在经历中震后，人为调整，使其恢复如初，当然，左限位板6或右限位板7均可采用临时限位钉20，方便标记和调节。
本实施例中，所述左端盖8和右端盖9分别与所述筒体1螺纹连接，实现可拆卸连接，左端盖8和右端盖9上可以设置相关阻尼液注入孔，以防阻尼液的体积变化对整个装置的影响。
本实施例中，所述左箱梁10与所述筒体1之间设置有左支撑板21，所述左箱梁10与所述筒体1之间设置有右支撑板22，所述筒体1的底部设置在下支撑板23，所述下支撑板23为弧度与筒体1的外侧相适应的弧形板，所述下支撑板23安装在所述桥墩上。
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 (8)

1.一种预制箱梁用多级抗震防落梁装置，其特征在于：所述防落梁装置设置在相邻两箱梁之间，所述防落梁装置包括筒体、左拉杆、右拉杆、左磁性组件、右磁性组件、左限位板以及右限位板，所述筒体呈圆筒状结构且其两端分别通过左端盖和右端盖封闭，所述筒体内填充有阻尼液，所述左磁性组件和右磁性组件相互之间磁性连接，所述左磁性组件和右磁性组件分别滑动设置于筒体的中部且将所述筒体分为左阻尼腔和右阻尼腔，所述左拉杆的一端与所述左磁性组件固定连接，另一端向左伸出所述筒体的左端盖后与左箱梁连接，所述右拉杆的一端与所述右磁性组件固定连接，另一端向右伸出所述筒体的右端盖后与相邻的右箱梁连接，所述左限位板滑动设置于所述左端盖和左磁性组件之间，所述左限位板上开设有若干连通所述左阻尼腔的第一通孔，所述左磁性组件上开设有连通左阻尼腔和右阻尼腔的第二通孔，所述右限位板上开设有若干连通所述右阻尼腔的第三通孔，所述右磁性组件上开设有连通左阻尼腔和右阻尼腔的四通孔，所述左限位板和右限位板之间固定连接有记忆合金连接筋。
2.根据权利要求1所述的预制箱梁用多级抗震防落梁装置，其特征在于：所述左磁性组件和右磁性组件的结构形状相同且相对于筒体的中心对称，所述左磁性组件包括壳体以及设置在所述壳体内的电磁铁，所述壳体和电磁铁上开设有供所述记忆合金连接筋通过的过孔，所述电磁铁通过导线连接至电源，所述左拉杆的中心开设有用于所述导线通过的通道。
3.根据权利要求2所述的预制箱梁用多级抗震防落梁装置，其特征在于：所述壳体包括底壳和盖体，所述盖体与所述底壳可拆卸连接，所述壳体与盖体之间设置有一空心螺钉，所述空心螺钉与所述过孔螺纹连接。
4.根据权利要求1所述的预制箱梁用多级抗震防落梁装置，其特征在于：所述左拉杆通过左连接组件与所述左箱梁连接，所述右拉杆通过右连接组件与所述右箱梁连接，所述左连接组件和右连接组件的结构形状相同，所述左连接组件包括上限位座、下限位座以及设置在上限位座和下限位座之间的挡板，所述左拉杆连接至所述挡板。
5.根据权利要求4所述的预制箱梁用多级抗震防落梁装置，其特征在于：所述左拉杆和右拉杆的结构形状相同且相对于筒体的中心对称，所述左拉杆的端部开设有第一台阶和第二台阶，所述挡板的中心开设有中心孔，所述左拉杆穿过所述中心孔，所述挡板可滑动地设置在第一台阶和第二台阶之间。
6.根据权利要求1所述的预制箱梁用多级抗震防落梁装置，其特征在于：所述筒体的外侧螺纹连接有临时限位钉，所述临时限位钉的端部与所述左限位板或右限位板的外圆周抵接用于其临时限位。
7.根据权利要求1所述的预制箱梁用多级抗震防落梁装置，其特征在于：所述左端盖和右端盖分别与所述筒体螺纹连接。
8.根据权利要求1所述的预制箱梁用多级抗震防落梁装置，其特征在于：所述左箱梁与所述筒体之间设置有左支撑板，所述左箱梁与所述筒体之间设置有右支撑板，所述筒体的底部设置在下支撑板，所述下支撑板为弧度与筒体的外侧相适应的弧形板，所述下支撑板安装在所述桥墩上。
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