CN112252161A - 一种桥梁结构减震装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种桥梁结构减震装置，包括：阻尼器，其包括活塞杆和与所述活塞杆相连的连接头；支架结构，连接头可活动地组设于支架结构；连接头可在支架结构转动，和/或连接头可在支架结构中以不同于活塞杆轴向的第一方向上运动。还涉及一种使用该减震装置的桥梁结构，可在对桥梁横向抗震的同时，有效化解桥塔纵向运动对减震装置的作用力，使减震装置不受桥塔之间纵向运动的影响，提高桥梁结构的抗震性能。

Description

一种桥梁结构减震装置

技术领域

本发明涉及桥梁结构减振抗震领域，特别涉及一种桥梁结构减震 装置。

背景技术

随着交通基础设施建设向西部高烈度区域快速推进，桥梁工程将 面临更高的震灾风险。特别是川藏铁路、川藏高速公路的建设，将会 使得桥梁结构面临严峻的地震考验。目前，大跨度桥梁在纵桥向设置 粘滞流体阻尼器，能够快速高效地耗散塔梁之间的振动能量，是一种 有效的减振措施。

但发明人研究发现，在一些相关技术中，桥梁横桥向仅设置横向 限位装置，不满足高烈度地区的抗震需求。另有相关技术提出了一种 斜置式阻尼约束体系，阻尼体系中粘滞阻尼器沿主梁中轴线对称布置， 且与顺桥向方向有一定夹角，可同时控制大跨度桥梁顺桥向、横桥向 的位移。但是，斜置式阻尼约束体系提供的横桥向和纵桥向阻尼力具 有一定的耦合性，在实际应用中，这种阻尼器布置方式是否能够在具 有随机性和不确定性的地震动作用下达到设计目标，还缺乏相应的验 证研究。因此有必要提出一种适用于桥梁横向抗震用粘滞流体阻尼器， 提高桥梁结构的抗震性能。

发明内容

本发明实施例提供一种桥梁结构减震装置，在保持对桥梁横向抗 震的同时，能够化解塔梁之间纵向运动对减震装置的影响，提高抗震 性能。

第一方面，提供了一种桥梁结构减震装置，其包括：阻尼器，所 述阻尼器包括活塞杆和与所述活塞杆相连的连接头；支架结构，所述 连接头可活动地组设于所述支架结构；其中，所述连接头可在所述支 架结构转动，和/或所述连接头可在所述支架结构中以不同于所述活塞 杆轴向的第一方向上运动。

在一些实施例中，所述第一方向与所述活塞杆的轴向垂直。

在一些实施例中，所述支架结构包括导轨，所述导轨用于固设于 桥塔，所述导轨定义所述第一方向。

在一些实施例中，所述连接头连接一滑块，所述滑块滑动地组设 于所述导轨。

在一些实施例中，所述连接头与所述滑块铰接。

在一些实施例中，所述滑块与所述支架的接触面设有耐磨高分子 材料。

在一些实施例中，所述阻尼器内设有活塞以及数量相同的阻尼阀 和单向阀；所述阻尼阀与单向阀间隔设置，且均匀分布于活塞。

第二方面，提供了一种使用所述的一种桥梁结构减震装置的桥梁 结构，其包括：桥塔，所述支架结构固定于所述桥塔；主梁，所述阻 尼器固定于所述主梁。

在一些实施例中，所述桥塔内预埋有预埋锚栓和预埋钢板，且所 述支架结构通过高强螺栓与所述预埋锚栓固定。

在一些实施例中，所述主梁内部留有所述活塞杆运动的空间。

本发明提供的技术方案带来的有益效果包括：

本发明实施例提供了一种桥梁结构减震装置以及使用该减震装置 的桥梁结构，由于活塞杆的连接头可在支架结构中不同于活塞杆轴向 的第一方向上运动，因此在阻尼器工作时，支架结构可相对于阻尼器 发生位移。当支架结构固定在桥塔，阻尼器固定于主梁，则可在阻尼 器工作时，允许桥塔连同支架结构一起相对于阻尼器发生位移，因此， 可在对桥梁横向抗震的同时，有效化解桥塔纵向运动对减震装置的作 用力，使减震装置不受桥塔之间纵向运动的影响，提高桥梁结构的抗 震性能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例 描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的 附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在 不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种桥梁结构减震装置的立面安装布 置图；

图2为本发明实施例提供的一种桥梁结构减震装置在工作状态时 支撑结构的剖视图；

图中，1、活塞杆；2、连接头；3、支架结构；4、滑块；5、活塞； 6、阻尼阀；7、单向阀；8、桥塔；9、主梁；10预埋锚栓；11预埋钢 板；12、高强螺栓。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结 合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、 完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不 是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没 有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明 保护的范围。

本发明实施例提供了一种桥梁结构减震装置，其能在对桥梁横向 抗震的同时，有效化解桥塔纵向运动对减震装置的作用力，使减震装 置不受桥塔之间纵向运动的影响，提高桥梁结构的抗震性能。

如图1所示，一种桥梁结构减震装置包括阻尼器、活塞杆1、连接 头2、支架结构3。其中连接头2设于活塞杆1的端头，且连接头2可 活动地组设于支架结构3内。连接头2可在支架结构3转动，和/或连 接头2可在支架结构3中以不同于活塞杆1轴向的第一方向上运动。 在实际使用过程中，将阻尼器固定于主梁9的梁壁，将支架结构3固 定于桥塔8，当桥塔8带到支架结构3沿第一方向运动时，连接头2 可相对于支架结构3保持稳定，从而可保证阻尼器不受桥塔8运动的 影响。由于桥塔8之间产生纵向位移与阻尼器活塞杆的轴向往往是垂 直，因此可优选地，第一方向与活塞杆1的轴向垂直。

在一些实施例中，支架结构3上设有导轨，连接头2通过导轨卡 接于支架结构3；连接头2可沿导轨在第一方向上运动。

如图1所示，在一些实施例中，为了使支架结构3更好地相对于 连接头2运动，可通过设置滑块4来实现。滑块4设于支架结构3内， 且可在支架结构3内移动；连接头2与滑块4连接。滑块4在支架结 构3内的移动更为顺畅，可带动连接头2相对于支架结构3更为顺畅地运动。可优选地，滑块4与支架结构3的接触面设有耐磨高分子材 料，所述耐磨高分子材料可为四氟板。

如图2所示，滑块4在支架结构3中的运动行程为S，S满足桥塔 8和主梁9之间纵向最大设计位移。桥塔8和主梁9之间发生纵向相对 位移时，带动阻尼器和支架结构3发生相对滑动，起到化解纵向相对 位移对阻尼器的影响，使阻尼器可保持原有的工作状态提供横向减震 效果。

如图1所示，在一些实施例中，连接头2为球形，滑块4具有与 球形相匹配的铰接面且与连接头2铰接。滑块4与连接头2之间呈球 铰，可实现滑块4与连接头2之间的万向转动，从而容纳更多角度的 转动。当桥塔8相对于阻尼器的产生多方向的运动时，可提供相应的活动容纳度，化解该运动对阻尼器造成的影响，可以适应桥塔和主梁 之间相对运动时任意方向的转角要求。

如图1所示，在一些实施例中，阻尼器内设有充满粘滞阻尼流体 的缸筒、活塞5以及数量相同的阻尼阀6和单向阀7。阻尼阀6和单向 阀7可以控制粘滞阻尼流体的流通和阻断。在阻尼器处于拉伸状态时， 单向阀7工作，使粘滞阻尼流体顺利通过；在阻尼器处于压缩状态时， 阻尼阀6工作，对粘滞阻尼流体的通过提供一定的阻力。可优选地， 可通过调节阻尼阀6调节阻力的大小，并通过独立设置优化的横向阻 尼参数来实现。为了使阻力均匀作用于粘滞阻尼流体，可将阻尼阀6 与单向阀7间隔设置，且均匀分布于活塞5。

如图1所示，在一些实施例中还提供了一种使用减震装置的桥梁 结构，其包括：桥塔8和主梁9。支架结构3固定于桥塔8；阻尼器固 定于主梁9。由于支架结构3可相对于连接头2在第一方向运动，相应 地，桥塔8可相对于阻尼器在第一方向运动，因此当桥塔8之间产生 纵向运动时，若纵向运动与第一方向一致，则桥塔可在一定活动范围 内相对于阻尼器运动，且不影响阻尼器工作。

如图1所示，在一些实施例中，采用螺栓将阻尼器与主梁9连接， 将阻尼器右端固定在主梁9上。主梁9内部留有活塞杆1运动的空间， 可降低对阻尼器安装的尺寸要求，提高了受力的合理性。可优选地， 阻尼器安装数量为双数，在主梁9上对称布置，使桥塔之间发生横向 往复相对运动时始终发挥阻尼减震作用。

如图1所示，在一些实施例中，桥塔8内预埋有预埋锚栓10和预 埋钢板11，且支架结构3通过高强螺栓12与预埋锚栓10固定。活塞 杆1拉伸时，作用力通过连接头2依次传递到滑块4、支架结构3最终 通过高强螺栓12传递到预埋锚栓10上。活塞杆1压缩时，作用力通过滑块4依次传递到支架结构3，最终通过预埋钢板11传递到桥塔8 上。

在一些实施例中，桥梁结构减震装置安装在桥塔与主梁9横桥向 之间的空隙内。阻尼器与主梁9采用整圈螺栓固定连接，主梁9内部 留出活塞杆运动的空间，该方式降低了阻尼器的安装尺寸，提高了受 力的合理性。阻尼器的活塞杆1的连接头2设置成球头的结构形式， 采用固定盖板连接到滑块4上，该连接方式可实现活塞杆与滑块4之 间的转动要求。滑块4左右两侧安装了平面四氟板，阻尼器受压时， 左侧平面四氟板可以在预埋钢板11位置的不锈钢板纵桥向自由滑动， 阻尼器受拉时，右侧平面四氟板可以在支架结构3位置的不锈钢板纵 桥向自由滑动，采用螺栓将预埋钢板11和支架结构3与预埋锚栓10 连接固定。活塞5上安装了两种液压阀：阻尼阀6和单向阀7。阻尼器 受压时，液压油只能从阻尼阀6通过，提供设计要求的阻尼力；阻尼 器受拉时，单向阀7开启，液压油可以从单向阀7顺畅通过，拉力的 大小仅仅为阻尼器系统的摩擦力。考虑到桥塔结构一般为混凝土结构， 可以承受一定程度的压力，却不能承受过大的拉力。为了保护桥塔结 构的稳定，在桥塔相对于主梁反方向运动时不受阻尼器施加的拉力， 将阻尼器设置成仅在受压时提供阻尼力。

本实施例的有益效果是，该阻尼器仅在桥塔之间横向相对运动时 发挥作用，提供的阻尼力大小不受桥塔之间其他运动方向和运动位置 的影响。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”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，因此不能理解为对本发明 的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连 接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接， 或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连， 也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。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在本发明 中的具体含义。

需要说明的是，在本发明中，诸如“第一”和“第二”等之类的 关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开 来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的 关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体 意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、 物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要 素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。 在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并 不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的 相同要素。

以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理 解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说 将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精 神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限 制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖 特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种桥梁结构减震装置，其特征在于，其包括：

阻尼器，所述阻尼器包括活塞杆(1)和与所述活塞杆(1)相连的连接头(2)；

支架结构(3)，所述连接头(2)可活动地组设于所述支架结构(3)；其中，

所述连接头(2)可在所述支架结构(3)转动，和/或

所述连接头(2)可在所述支架结构(3)中以不同于所述活塞杆(1)轴向的第一方向上运动。

2.如权利要求1所述的一种桥梁结构减震装置，其特征在于，所述第一方向与所述活塞杆(1)的轴向垂直。

3.如权利要求1所述的一种桥梁结构减震装置，其特征在于，所述支架结构(3)包括导轨，所述导轨用于固设于桥塔(8)，所述导轨定义所述第一方向。

4.如权利要求3所述的一种桥梁结构减震装置，其特征在于，

所述连接头(2)连接一滑块(4)，所述滑块(4)滑动地组设于所述导轨。

5.如权利要求4所述的一种桥梁结构减震装置，其特征在于，所述连接头(2)铰接于所述滑块(4)。

6.如权利要求4所述的一种桥梁结构减震装置，其特征在于，

所述滑块(4)与所述支架(3)的接触面设有耐磨高分子材料。

7.如权利要求1所述的一种桥梁结构减震装置，其特征在于，

所述阻尼器内设有活塞(5)以及数量相同的阻尼阀(6)和单向阀(7)；

所述阻尼阀(6)与单向阀(7)间隔设置，且均匀分布于活塞(5)。

8.一种使用如权利要求1所述的一种桥梁结构减震装置的桥梁结构，其特征在于，其包括：

桥塔(8)，所述支架结构(3)固定于所述桥塔(8)；

主梁(9)，所述阻尼器固定于所述主梁(9)。

9.如权利要求8所述的桥梁结构，其特征在于，

所述桥塔(8)内预埋有预埋锚栓(10)和预埋钢板(11)，且所述支架结构(3)通过高强螺栓(12)与所述预埋锚栓(10)固定。

10.如权利要求8所述的桥梁结构，其特征在于，所述主梁(9)内部留有所述活塞杆(1)运动的空间。

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