CN112342897B - 一种桥梁桥墩抗倾覆结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种桥梁桥墩抗倾覆结构，包括安装底板，安装底板通过螺栓与台身固定连接；通过桥梁支座对应的插孔与连接凸台相互匹配，进而对桥梁支座进行限位安装，并且通过至上而下的插接安装，使桥梁支座的安装便捷且保证安装到位，通过设置钢球块，使钢球块通过梯形块和顶板对桥梁支座进行支撑，当突然出现偏心超载时，桥梁支座就在突然超载的情况下发生微量偏转变形，此时，桥梁支座跟随顶板和梯形块通过钢球块按照偏转的方向进行微量的转动，进而对超载带来的微量变形进行部分抵消，防止由于超载而对桥梁支座造成硬压力，同时为桥梁表面的压力转移争取了较多的时间，降低了桥梁发生倾覆的概率。

Description

一种桥梁桥墩抗倾覆结构

技术领域

本发明属于桥梁技术领域，具体涉及一种桥梁桥墩抗倾覆结构。

背景技术

桥梁指的是为道路跨越天然或人工障碍物而修建的建筑物，它架设在江河湖海上，使车辆行人等能顺利通行；桥梁一般由上部结构、下部结构和附属构造物组成，上部结构主要指桥跨结构和支座系统；下部结构包括桥台、桥墩和基础；附属构造物则指桥头搭板、锥形护坡、护岸、导流工程等；桥梁按照结构体系划分，有梁式桥、拱桥、刚架桥、悬索承重(悬索桥、斜拉桥)四种基本体系。

桥墩主要由顶帽、墩身组成；桥台主要由顶帽、台身组成；顶帽的作用是把桥跨支座传来的较大而集中的力，分散而匀称地传给墩身和台身；因此顶帽应采用强度较高的材料建筑，一般用不低于200级钢筋混凝土建筑，且厚度不小于四十厘米；此外，顶帽还须有较大的平面尺寸，为施工架梁及养护维修提供必要的工作面；墩身和台身是支承桥跨的主体结构，不仅承受桥跨结构传来的全部荷载，而且还直接承受土压力、水流冲击力、冰压力、船舶撞击力等多种荷载，所以墩身和台身都具有足够的强度、刚度和稳定性。

综上所述，为了使桥跨支座传来的较大而集中的力，能够很好的匀称分散地传给墩身和台身，进而需要保证桥跨支座与顶帽之间的合适对接，同时还要防止桥梁在突然受到偏心超载时发生倾覆的现象，所以需要一种桥梁桥墩抗倾覆结构。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供一种桥梁桥墩抗倾覆结构，以解决上述背景技术中提出的为了均匀的分散桥梁的压力，需要保证桥梁合适对接，同时还要防止在突然受到偏心超载时发生倾覆现象的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种桥梁桥墩抗倾覆结构，包括安装底板，所述安装底板通过螺栓与台身固定连接，所述台身固定连接于墩身的顶端，所述安装底板的顶端固定连接有防护壳，所述防护壳位于安装底板和桥梁支座之间，所述安装底板顶端位于防护壳内部中间的位置固定连接有支撑梯台，所述支撑梯台顶端设置有钢球块，所述钢球块顶端固定连接有梯形块，所述梯形块顶端固定连接有顶板，所述顶板顶端四角均固定连接有连接凸台，所述顶板底端四角均设置有压簧，所述压簧位于防护壳的顶端，所述安装底板顶端位于支撑梯台的两侧固定连接有滑轨，所述滑轨顶端均对称滑动连接有第一滑块和第二滑块，所述第一滑块和第二滑块顶端分别转动连接有第一连杆和第二连杆，所述第一滑块和第二滑块的相对外侧均固定连接有齿条，所述齿条与齿轮啮合连接。

优选的，所述滑轨顶端固定连接有转轴，所述转轴外侧转动连接有齿轮，所述滑轨外侧固定连接有限位环，所述限位环内侧滑动连接有齿条。

优选的，所述第一滑块和第二滑块均通过插销分别于第一连杆和第二连杆转动连接，所述第一连杆和第二连杆的另一端均通过连接铸件与桥梁支座固定连接。

优选的，所述齿轮包括无齿区和有齿区，所述有齿区的中间位置与齿条啮合连接，所述齿条对称位于齿轮的两侧。

优选的，所述支撑梯台顶端设置有第一球面，所述第一球面内侧设置有钢球块，所述钢球块底端固定连接有支腿，所述支腿底端固定连接有球形头，所述球形头位于第二球面的表面，所述第二球面位于支撑梯台的内部。

优选的，所述连接铸件包括固定板和夹脚，所述固定板底端对称固定连接有夹脚，所述固定板内部对称开设有固定孔，所述夹脚中间位置均开设有销轴孔。

优选的，所述钢球块和第一球面相互匹配，所述钢球块和第一球面为同圆心关系，且所述钢球块和第一球面相对内表面光滑。

优选的，所述球形头和第二球面相对内表面粗糙，且所述第二球面与第一球面同圆心。

优选的，所述齿条位于齿轮的两侧，且所述第一滑块一侧固定连接的齿条与齿轮啮合连接。

优选的，所述梯形块和顶板之间设置有弹性元件，所述弹性元件上粘结有应变片。

与现有技术相比，本发明提供了一种桥梁桥墩抗倾覆结构，具备以下有益效果：

1、本发明所公开的桥梁桥墩抗倾覆结构，通过设置安装底板和螺栓，使防护壳便于通过螺栓与台身进行固定安装，通过设置连接凸台，使桥梁支座在安装时，通过桥梁支座对应的插孔与连接凸台相互匹配，进而对桥梁支座进行限位安装，并且通过至上而下的插接安装，使桥梁支座的安装便捷且保证安装到位，通过设置钢球块，使钢球块通过梯形块和顶板对桥梁支座进行支撑，当突然出现偏心超载时，桥梁支座就在突然超载的情况下发生微量偏转变形，此时，桥梁支座跟随顶板和梯形块通过钢球块按照偏转的方向进行微量的转动，进而对超载带来的微量变形进行部分抵消，防止由于超载而对桥梁支座造成硬压力，同时为桥梁表面的压力转移争取了较多的时间，降低了桥梁发生倾覆的概率。

2、本发明所公开的桥梁桥墩抗倾覆结构，通过设置齿轮，齿轮包括无齿区和有齿区，当桥梁支座向第一连杆偏转时，桥梁支座会对第一连杆造成压力，进而使第一连杆推动第一滑块在滑轨顶端滑动，第一滑块通过推动齿条带动齿轮进行转动，同时桥梁支座会对另一侧的第二连杆进行拉动，使第二连杆拉动第二滑块在滑轨的顶端进行滑动，第二滑块带动其一侧的齿条进行移动，当第一连杆带动齿轮转过无齿区时，有齿区会与齿条发生啮合，此时齿轮无法继续转动，进而制止了桥梁支座的继续偏转，从而通过限制无齿区的范围而限制桥梁支座的偏转范围。

3、本发明所公开的桥梁桥墩抗倾覆结构，通过设置钢球块、支腿和球形头，当钢球块沿着第一球面的表面进行滑动时，支腿底端的球形头同时沿着第二球面的表面进行滑动，进而使梯形块进行偏转，抵消部分突然受到的过载压力，同时钢球块、支腿和球形头始终位于梯形块通过支撑力，进而保证了梯形块的稳固性，从而使整体结构稳定性更高。

该装置中未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现，本发明结构科学合理，使用安全方便，为人们提供了很大的帮助。

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为本发明一种桥梁桥墩抗倾覆结构的连接示意图；

图2为本发明一种桥梁桥墩抗倾覆结构中防护壳的内部结构示意图；

图3为本发明一种桥梁桥墩抗倾覆结构中滑轨的俯视结构示意图；

图4为本发明一种桥梁桥墩抗倾覆结构中齿轮与齿条的啮合示意图；

图5为本发明一种桥梁桥墩抗倾覆结构中支撑梯台的剖视结构示意图；

图6为本发明一种桥梁桥墩抗倾覆结构中防护壳的内部俯视结构示意图；

图7为本发明一种桥梁桥墩抗倾覆结构中齿轮的立体结构示意图；

图8为本发明一种桥梁桥墩抗倾覆结构中连接铸件的立体结构示意图。

附图中标记如下：安装底板1、螺栓2、台身3、墩身4、防护壳5、桥梁支座6、支撑梯台7、钢球块8、梯形块9、顶板10、连接凸台11、压簧12、滑轨13、第一滑块14、第二滑块15、第一连杆16、第二连杆17、齿条18、齿轮19、支腿20、球形头21、插销22、转轴23、限位环24、无齿区25、有齿区26、第一球面27、第二球面28、连接铸件29、固定板30、夹脚31、固定孔32、销轴孔33。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

如图1-8所示一种桥梁桥墩抗倾覆结构，包括安装底板1，安装底板1通过螺栓2与台身3固定连接，台身3固定连接于墩身4的顶端，安装底板1的顶端固定连接有防护壳5，通过设置安装底板1和螺栓2，使防护壳5便于通过螺栓2与台身3进行固定安装，防护壳5位于安装底板1和桥梁支座6之间。

安装底板1顶端位于防护壳5内部中间的位置固定连接有支撑梯台7，支撑梯台7顶端设置有钢球块8，钢球块8顶端固定连接有梯形块9，梯形块9顶端固定连接有顶板10，顶板10顶端四角均固定连接有连接凸台11，通过设置连接凸台11，使桥梁支座6在安装时，通过桥梁支座6对应的插孔与连接凸台11相互匹配，进而对桥梁支座6进行限位安装，并且通过至上而下的插接安装，使桥梁支座6的安装便捷且保证安装到位，顶板10底端四角均设置有压簧12，压簧12位于防护壳5的顶端，安装底板1顶端位于支撑梯台7的两侧固定连接有滑轨13，滑轨13顶端均对称滑动连接有第一滑块14和第二滑块15，第一滑块14和第二滑块15顶端分别转动连接有第一连杆16和第二连杆17，第一滑块14和第二滑块15的相对外侧均固定连接有齿条18，齿条18与齿轮19啮合连接，通过设置钢球块8，使钢球块8通过梯形块9和顶板10对桥梁支座6进行支撑。

当突然出现偏心超载时，桥梁支座6就在突然超载的情况下发生微量偏转变形，此时，桥梁支座6跟随顶板10和梯形块9通过钢球块8按照偏转的方向进行微量的转动，进而对超载带来的微量变形进行部分抵消，防止由于超载而对桥梁支座6造成硬压力，同时为桥梁表面的压力转移争取了较多的时间，降低了桥梁发生倾覆的概率。

滑轨13顶端固定连接有转轴23，转轴23外侧转动连接有齿轮19，滑轨13外侧固定连接有限位环24，限位环24内侧滑动连接有齿条18，通过转轴23保证了齿轮19的稳固性，通过限位环24保证齿条18滑动的稳定性。

第一滑块14和第二滑块15均通过插销22分别于第一连杆16和第二连杆17转动连接，第一连杆16和第二连杆17的另一端均通过连接铸件29与桥梁支座6固定连接，通过第一连杆16和第二连杆17对桥梁支座6的偏转力进行传递，进而使第一连杆16和第二连杆17对齿条18进行推拉。

齿轮19包括无齿区25和有齿区26，有齿区26的中间位置与齿条18啮合连接，齿条18对称位于齿轮19的两侧，当桥梁支座6向第一连杆16偏转时，桥梁支座6会对第一连杆16造成压力，进而使第一连杆16推动第一滑块14在滑轨13顶端滑动，第一滑块14通过推动齿条18带动齿轮19进行转动，同时桥梁支座6会对另一侧的第二连杆17进行拉动，使第二连杆17拉动第二滑块15在滑轨13的顶端进行滑动，第二滑块15带动其一侧的齿条18进行移动，当第一连杆16带动齿轮19转过无齿区25时，有齿区26会与齿条18发生啮合，此时齿轮19无法继续转动，进而制止了桥梁支座6的继续偏转，从而通过限制无齿区25的范围而限制桥梁支座6的偏转范围。

支撑梯台7顶端设置有第一球面27，第一球面27内侧设置有钢球块8，钢球块8底端固定连接有支腿20，支腿20底端固定连接有球形头21，球形头21位于第二球面28的表面，第二球面28位于支撑梯台7的内部，通过设置钢球块8、支腿20和球形头21，当钢球块8沿着第一球面27的表面进行滑动时，支腿20底端的球形头21同时沿着第二球面28的表面进行滑动，进而使梯形块9进行偏转，抵消部分突然受到的过载压力，同时钢球块8、支腿20和球形头21始终位于梯形块9通过支撑力，进而保证了梯形块9的稳固性，从而使整体结构稳定性更高。

连接铸件29包括固定板30和夹脚31，固定板30底端对称固定连接有夹脚31，固定板30内部对称开设有固定孔32，夹脚31中间位置均开设有销轴孔33，起到将第一连杆16和第二连杆17与桥梁支座6进行连接的作用，保证了连接的稳定性。

钢球块8和第一球面27相互匹配，钢球块8和第一球面27为同圆心关系，且钢球块8和第一球面27相对内表面光滑，使桥梁支座6防止偏转时，钢球块8可以在第一球面27内侧进行转动，进而通过偏转对突然超载的压力进行缓冲。

球形头21和第二球面28相对内表面粗糙，且第二球面28与第一球面27同圆心，增加球形头21和第二球面28之间的摩擦力，防止钢球块8在第一球面27内侧随意转动，对钢球块8起到限制转动的作用。

齿条18位于齿轮19的两侧，且第一滑块14一侧固定连接的齿条18与齿轮19啮合连接，无论桥梁支座6对第一连杆16造成拉力还是压力都会通过第一滑块14带动齿条18进行滑动。

梯形块9和顶板10之间设置有弹性元件，弹性元件上粘结有应变片，通过粘结在弹性元件上的应变片的阻值变化来测量压力值。

该桥梁桥墩抗倾覆结构使用时，通过螺栓2将安装底板1与台身3进行固定，台身3固定在墩身4的顶端，在架接桥梁支座6时，通过桥梁支座6对应的插孔与连接凸台11相互匹配，进而对桥梁支座6进行限位安装，并且通过至上而下的插接安装，使桥梁支座6的安装便捷且保证安装到位，然后将第一连杆16和第二连杆17的另一端均通过连接铸件29与桥梁支座6进行转动连接，并且保证第一连杆16和第二连杆17的对称性，安装后，顶板10主要对桥梁支座6进行支撑，当突然出现偏心超载时，桥梁支座6就在突然超载的情况下发生微量偏转变形，此时，桥梁支座6跟随顶板10和梯形块9通过钢球块8按照偏转的方向进行微量的转动，进而对超载带来的微量变形进行部分抵消，防止由于超载而对桥梁支座6造成硬压力，同时为桥梁表面的压力转移争取了较多的时间，降低了桥梁发生倾覆的概率，与此同时，桥梁支座6会对第一连杆16或者第二连杆17造成拉力或者压力。

当桥梁支座6向第一连杆16偏转时，桥梁支座6会对第一连杆16造成压力，进而使第一连杆16推动第一滑块14在滑轨13顶端滑动，第一滑块14通过推动齿条18带动齿轮19进行转动，同时桥梁支座6会对另一侧的第二连杆17进行拉动，使第二连杆17拉动第二滑块15在滑轨13的顶端进行滑动，第二滑块15带动其一侧的齿条18进行移动，当第一连杆16带动齿轮19转过无齿区25时，有齿区26会与齿条18发生啮合，此时齿轮19无法继续转动，进而制止了桥梁支座6的继续偏转，从而通过限制无齿区25的范围而限制桥梁支座6的偏转范围，反之，当桥梁支座6偏向第二连杆17时，桥梁支座6会对第一连杆16造成拉力，无齿区25的中心位置与齿条18靠近时为初始状态，保证第一连杆16在受到拉力或者压力时进行等距离传动，进而保证了桥梁支座6两侧的偏转范围一致，当钢球块8沿着第一球面27的表面进行滑动时，支腿20底端的球形头21同时沿着第二球面28的表面进行滑动，进而使梯形块9进行偏转，抵消部分突然受到的过载压力，同时钢球块8、支腿20和球形头21始终位于梯形块9通过支撑力，进而保证了梯形块9的稳固性，从而使整体结构稳定性更高。

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 (7)

1.一种桥梁桥墩抗倾覆结构，包括安装底板(1)，其特征在于：所述安装底板(1)通过螺栓(2)与台身(3)固定连接，所述台身(3)固定连接于墩身(4)的顶端，所述安装底板(1)的顶端固定连接有防护壳(5)，所述防护壳(5)位于安装底板(1)和桥梁支座(6)之间，所述安装底板(1)顶端位于防护壳(5)内部中间的位置固定连接有支撑梯台(7)，所述支撑梯台(7)顶端设置有钢球块(8)，所述钢球块(8)顶端固定连接有梯形块(9)，所述梯形块(9)顶端固定连接有顶板(10)，所述顶板(10)顶端四角均固定连接有连接凸台(11)，所述顶板(10)底端四角均设置有压簧(12)，所述压簧(12)位于防护壳(5)的顶端，所述安装底板(1)顶端位于支撑梯台(7)的两侧固定连接有滑轨(13)，所述滑轨(13)顶端均对称滑动连接有第一滑块(14)和第二滑块(15)，所述第一滑块(14)和第二滑块(15)顶端分别转动连接有第一连杆(16)和第二连杆(17)，所述第一滑块(14)和第二滑块(15)的相对外侧均固定连接有齿条(18)，所述齿条(18)与齿轮(19)啮合连接，所述第一滑块(14)和第二滑块(15)均通过插销(22)分别于第一连杆(16)和第二连杆(17)转动连接，所述第一连杆(16)和第二连杆(17)的另一端均通过连接铸件(29)与桥梁支座(6)固定连接，所述齿条(18)位于齿轮(19)的两侧，且所述第一滑块(14)一侧固定连接的齿条(18)与齿轮(19)啮合连接，所述齿轮(19)包括无齿区(25)和有齿区(26)，所述有齿区(26)的中间位置与齿条(18)啮合连接，所述齿条(18)对称位于齿轮(19)的两侧。

2.根据权利要求1所述的一种桥梁桥墩抗倾覆结构，其特征在于：所述滑轨(13)顶端固定连接有转轴(23)，所述转轴(23)外侧转动连接有齿轮(19)，所述滑轨(13)外侧固定连接有限位环(24)，所述限位环(24)内侧滑动连接有齿条(18)。

3.根据权利要求1所述的一种桥梁桥墩抗倾覆结构，其特征在于：所述支撑梯台(7)顶端设置有第一球面(27)，所述第一球面(27)内侧设置有钢球块(8)，所述钢球块(8)底端固定连接有支腿(20)，所述支腿(20)底端固定连接有球形头(21)，所述球形头(21)位于第二球面(28)的表面，所述第二球面(28)位于支撑梯台(7)的内部。

4.根据权利要求1所述的一种桥梁桥墩抗倾覆结构，其特征在于：所述连接铸件(29)包括固定板(30)和夹脚(31)，所述固定板(30)底端对称固定连接有夹脚(31)，所述固定板(30)内部对称开设有固定孔(32)，所述夹脚(31)中间位置均开设有销轴孔(33)。

5.根据权利要求1所述的一种桥梁桥墩抗倾覆结构，其特征在于：所述钢球块(8)和第一球面(27)相互匹配，所述钢球块(8)和第一球面(27)为同圆心关系，且所述钢球块(8)和第一球面(27)相对内表面光滑。

6.根据权利要求3所述的一种桥梁桥墩抗倾覆结构，其特征在于：所述球形头(21)和第二球面(28)相对内表面粗糙，且所述第二球面(28)与第一球面(27)同圆心。

7.根据权利要求1所述的一种桥梁桥墩抗倾覆结构，其特征在于：所述梯形块(9)和顶板(10)之间设置有弹性元件，所述弹性元件上粘结有应变片。

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