CN112376404A - 一种桥梁多向限位装置 - Google Patents

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赵传亮
刘博海
刘聪
戴少雄
刘志才
邢昕
张丛
谢祺
苗成铭
褚凤军
李秉穹
班长凯
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    • E01D19/00—Structural or constructional details of bridges
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F15/00—Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion
    • F16F15/02—Suppression of vibrations of non-rotating, e.g. reciprocating systems; Suppression of vibrations of rotating systems by use of members not moving with the rotating systems
    • F16F15/04—Suppression of vibrations of non-rotating, e.g. reciprocating systems; Suppression of vibrations of rotating systems by use of members not moving with the rotating systems using elastic means
    • F16F15/06—Suppression of vibrations of non-rotating, e.g. reciprocating systems; Suppression of vibrations of rotating systems by use of members not moving with the rotating systems using elastic means with metal springs
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Abstract

本发明公开了一种桥梁多向限位装置，包括设置在墩台上的主梁，所述主梁的底侧与墩台的侧壁均固定设置有固定锚板，固定锚板的末端均固定设置有索链，索链的另一端均设置在索链之间的伸缩盒内；所述伸缩盒内滑动设置有固定在索链端部的限位钢板，限位钢板与伸缩盒之间设置有限位弹簧。本发明旨在提供一种桥梁限位装置来满足桥梁正常使用及地震作用下的位移需求，以达到地震作用时桥梁的墩梁间的多向限位功能，彻底改善以往桥梁限位装置的单向限位缺陷。

Description

一种桥梁多向限位装置
技术领域
本发明涉及桥梁工程领域，尤其涉及一种桥梁多向限位装置。
背景技术
《城市桥梁抗震设计规范》中8度区抗震措施要求应设置限位装置控制梁墩相对位移，并给出了几种限位装置。但是几种装置不能适应桥梁的正常使用位移，并且钢绞线极易发生脆性破坏，破坏过程短，不宜发现，使用中存在很大安全隐患。因此，现亟需一种桥梁限位装置来满足桥梁正常使用的位移需求、地震作用下的限位要求、保证装置制作的经济性、维修养护检查的便捷性和可更换性，以达到地震作用时桥梁的墩梁间的多向限位功能，彻底改善以往桥梁限位装置的单向限位缺陷。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术中的不足，旨在提供一种桥梁限位装置来满足桥梁正常使用及地震作用下的位移需求，以达到地震作用时桥梁的墩梁间的多向限位功能，彻底改善以往桥梁限位装置的单向限位缺陷。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种桥梁多向限位装置，包括设置在墩台上的主梁，所述主梁的底侧与墩台的侧壁均固定设置有固定锚板，固定锚板的末端均固定设置有索链，索链的另一端均设置在索链之间的伸缩盒内；所述伸缩盒内滑动设置有固定在索链端部的限位钢板，限位钢板与伸缩盒之间设置有限位弹簧。
进一步的，所述伸缩盒与索链的连接处设置有密封圈，伸缩盒的长度不超过10cm。
进一步的，所述索链和主梁之间的夹角为30°-50°，索链与伸缩盒的总长不超过50cm。
进一步的，所述索链由Q235碳素钢或Q345低合金钢构成。
进一步的，所述限位钢板和索链之间以及伸缩盒的焊缝应采用等强焊缝连接，焊缝等级为一级。
进一步的，所述限位钢板的厚度不低于2cm。
相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
本发明考虑桥梁在正常使用状况下，桥梁纵向以及横向会发生一定的位移变形，在位移允许范围内，本装置不起作用，以保证桥梁的正常使用。当桥梁在地震作用下超过正常使用位移时，本装置发挥作用，利用索链的弹性和塑性变形以及伸缩盒内的限位弹簧压缩，有效限制墩梁间的纵向、横向和竖向相对位移，同时本装置可以防止汽车偏载作用引起的箱梁倾覆失稳。
本发明造价低廉、日常维护费用低、耐久性好、可靠度高、易安装操作，并且装置发生塑形变形后易更换。在地震作用下，索链的弹塑性变形也有一定的耗能作用减震作用。使中小跨径桥梁的抗震措施，特别是8度区以上的桥梁抗震，节约很大的成本，提高了桥梁的安全性与可靠性。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明中伸缩盒的结构示意图。
附图标记说明：
1-固定锚板，2-索链，3-限位钢板，4-伸缩盒，5-橡胶密封圈，6-限位弹簧，7-主梁，8-墩台。
具体实施方式
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
如图1和图2所示，一种桥梁多向限位装置，包括设置在墩台8上的主梁7，所述主梁7的底侧与墩台8的侧壁均固定设置有固定锚板1，固定锚板1的末端均固定设置有索链2，索链2的另一端均设置在索链2之间的伸缩盒4内；所述伸缩盒4内滑动设置有固定在索链2端部的限位钢板3，限位钢板3与伸缩盒4之间设置有限位弹簧6，所述伸缩盒4与索链2的连接处设置有密封圈5，伸缩盒4的长度不超过10cm；所述索链2和主梁7之间的夹角为30°50°，索链2与伸缩盒4的总长不超过50cm，所述索链2由Q235碳素钢或Q345低合金钢构成；所述限位钢板3和索链2之间以及伸缩盒4的焊缝应采用等强焊缝连接，焊缝等级为一级；所述限位钢板3的厚度不低于2cm。
索链2由具有良好延展性的Q235碳素钢或Q345低合金钢构成，保证在地震作用下能够具备良好的限位性能，同时可以承担一定的塑性变形，防止索链2发生脆性破坏，限制地震位移的同时也消耗了地震力。为了起到更好的限位效果，实现多向限位，可通过改变主梁7和墩台8上固定锚板1的相对位置，使索链2与主梁7之间的夹角保持在30°-50°，容易实现水平限位和竖向限位。
索链2与伸缩盒4的总长不超过50cm的同时，索链2与伸缩盒4的总长应大于最大地震限位位移的10倍，可使索链2不易拉断，并避免索链2过长而冗余变形过大，保证限位效果。
伸缩盒4的长度不超过10cm的同时，伸缩盒4内通过压缩限位弹簧6得到的容许位移应是桥梁日常使用位移的1.1-1.2倍，该位移长度可通过计算索链2在地震作用下的索链的伸长量ΔL’得出。
索链2的地震拉力F可设定为对应主梁竖向反力的30％～60％，，索链2的伸长量ΔL设定为5～10cm，F和ΔL均随地震强度增大而增大。按照0.1的伸长率估计索链2长度L，根据公式0.8*F＝A*fy，确定索链2的截面A＝F*0.8/fy，将索链2的弹塑性刚度折现代入抗震计算模型，可以得到地震作用下索链2的伸长量ΔL’，当ΔL’大于设定ΔL，证明索链2的截面太小，按照10％增加索链2截面，代入模型继续计算，直到计算得到的ΔL’接近设定ΔL时，停止计算，索链2截面取A。
限位钢板3应具有较大的刚度，钢板本身厚度不低于2cm，同时可根据伸缩盒4截面情况，以及设定地震拉力情况验算限位钢板3的刚度，适当的情况下需增加钢板厚度。
桥梁日常使用时，伸缩盒4内限位弹簧6处于正常状态，索链2拉直。地震作用下，伸缩盒4内的限位钢板3受索链2拉力而压缩限位弹簧6，索链2拉直后受到地震力持续伸长。伸缩盒4与索链2的连接处通过密封圈5密闭，可防止雨水等进入伸缩盒4，影响其工作效果及耐久性，伸缩盒4内的各个零件均涂油脂润滑防锈。
限位装置在工厂加工时，所述限位钢板3和索链2之间以及伸缩盒4的焊缝应采用等强焊缝连接，焊缝等级为一级。桥梁在地震作用下，整个限位装置会承受动力荷载，焊缝应采用一级，以保证焊接质量。固定锚板1的材料弹性强度不应低于索链2的临界强度。
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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种桥梁多向限位装置，包括设置在墩台上的主梁，其特征在于：所述主梁的底侧与墩台的侧壁均固定设置有固定锚板，固定锚板的末端均固定设置有索链，索链的另一端均设置在索链之间的伸缩盒内；所述伸缩盒内滑动设置有固定在索链端部的限位钢板，限位钢板与伸缩盒之间设置有限位弹簧。
2.根据权利要求1所述的一种桥梁多向限位装置，其特征在于：所述伸缩盒与索链的连接处设置有密封圈，伸缩盒的长度不超过10cm。
3.根据权利要求1所述的一种桥梁多向限位装置，其特征在于：所述索链和主梁之间的夹角为30°-50°，索链与伸缩盒的总长不超过50cm。
4.根据权利要求3所述的一种桥梁多向限位装置，其特征在于：所述索链由Q235碳素钢或Q345低合金钢构成。
5.根据权利要求1所述的一种桥梁多向限位装置，其特征在于：所述限位钢板和索链之间以及伸缩盒的焊缝应采用等强焊缝连接，焊缝等级为一级。
6.根据权利要求1所述的一种桥梁多向限位装置，其特征在于：所述限位钢板的厚度不低于2cm。
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