CN112411351A - 一种带自复位功能的组合桥梁挡块 - Google Patents

Abstract

本发明涉及桥梁抗震挡块技术领域，尤其涉及一种带自复位功能的组合桥梁挡块，包括设置于盖梁顶部的前板和背板，所述背板为由纵向板和横向板组成的大致“L”形结构，所述横向板固定于所述盖梁的顶部，其靠近主梁的一端形成倾斜向下的斜坡段，所述斜坡段的最低点低于所述主梁的最低点；所述前板放置于所述横向板的水平段上与之配合滑动，所述前板与所述背板之间连接有若干压缩弹簧。本发明通过斜坡段和压缩弹簧的设置，实现面对地震的多级设防。当面临常遇地震的时候，主梁仅通过滑上斜坡段就可以将动能完全转化；当面临罕遇地震的时候，主梁可以通过斜坡段和压缩弹簧将动能完全转化。

Description

一种带自复位功能的组合桥梁挡块

技术领域

本发明涉及桥梁抗震挡块技术领域，尤其涉及一种带自复位功能的组合桥梁挡块。

背景技术

我国处于亚欧地震带和太平洋地震带的中间，属于地震多发国家。桥梁作为交通运输的枢纽工程，在抗震救灾中处于极其重要的地位。桥梁一旦遭到破坏，不仅需要花费巨大的社会资源去修复、加固乃至重建，更为重要的是可能造成交通运输的中断，延误震后救灾工作开展，从而带来巨大的经济损失及社会负面影响。合理的桥梁抗震设计对减轻其地震损伤有极其重要的作用。

挡块作为桥梁抗震的重要构件，通常设置在桥墩盖梁顶部，具有限制主梁横向位移、保护支座、防止主梁落梁的作用。常规挡块多为矩形或梯形截面的实心钢筋混凝土块，其刚度较大，与主梁碰撞时产生较大的冲击力，导致挡块和主梁局部破坏，甚至将冲击力传到下部结构，造成下部结构损伤。此外，挡块损伤后难以提供足够的恢复力，容易引起主梁较大的残余变形，加大桥梁修复的难度，甚至会引起落梁的情况。

因此，有必要设计一种带自复位功能的组合桥梁挡块，既能将主梁的动能很好地转化为其他形式的势能，又能将刚性碰撞转化为柔性碰撞，保护主梁和挡块的结构。除此之外，碰撞后还能实现主梁的自复位。

正是基于上述原因，本发明设计了一种带自复位功能的组合桥梁挡块。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种带自复位功能的组合桥梁挡块，通过聚四氟乙烯板和弧形滑块之间的作用，使得主梁平稳地克服重力做功，将动能转化为重力势能，利用坡度能实现自复位；当克服重力势能无法完全消耗其动能，本发明将会把将动能转化为弹性势能，将刚性碰撞转化为柔性碰撞，保护主梁和挡块，碰撞后还能实现自复位。

为了实现本发明的目的,本发明采用的技术方案为：

本发明公开了一种带自复位功能的组合桥梁挡块，包括设置于盖梁顶部的前板和背板，所述背板为由纵向板和横向板组成的大致“L”形结构，所述横向板固定于所述盖梁的顶部，其靠近主梁的一端形成倾斜向下的斜坡段，所述斜坡段的最低点低于所述主梁的最低点；所述前板放置于所述横向板的水平段上与之配合滑动，所述前板与所述背板之间连接有若干压缩弹簧。

所述横向板的上表面设有聚四氟乙烯板。

所述主梁的两侧设有弧形滑块，所述弧形滑块包括弧形滑面、扇形钢板和矩形钢板，所述矩形钢板固定于所述主梁的侧壁下方，所述扇形钢板的内壁与所述矩形钢板的外壁固定连接，所述弧形滑面的内壁与所述扇形钢板的底部相连且曲率相同。

所述斜坡段的中部设有限位按钮，所述限位按钮包括设置于所述斜坡段中部的凹槽、顶部呈圆弧形的按钮和第二压缩弹簧，所述按钮与所述凹槽的内壁配合滑动，所述第二压缩弹簧与所述按钮的底部、所述凹槽的内腔底部相连。

所述背板上设有用于连杆穿过的通孔，所述连杆的一端与所述前板的内壁固定连接，另一端通过限位螺栓限制其位移；所述压缩弹簧套装于所述连杆的外部。

所述限位螺栓与所述背板的外壁之间设有呈环形的垫片，所述垫片套装于所述连杆上。

所述横向板的水平段上设有用于锚固螺栓插入的沉头通孔，所述盖梁内设有螺纹钢管，所述螺纹钢管的内壁上形成与所述锚固螺栓上外螺纹相匹配螺纹啮合的内螺纹。

所述沉头通孔的顶部开口处设有与之截面形状相匹配的木塞；所述锚固螺栓与所述沉头通孔的底部之间设有橡胶垫圈。

本发明的有益效果在于：

1.本发明通过斜坡段和限位按钮的设置，使得在正常的使用下，限制主梁的位移在一个合理的的区间。

2.本发明通过斜坡段和聚四氟乙烯板的设置，在面临常遇地震，主梁由于足够的动能，经过限位按钮，依靠弧形滑块在聚四氟乙烯板表面滑动，将动能转化重力势能，避免的主梁和挡块之间的撞击，通过摩擦力消耗能量。

3.本发明通过压缩弹簧和连杆的均匀设置，在面临罕遇地震，主梁滑上斜坡后，将传统挡块与主梁的刚性碰撞转化为柔性碰撞，减缓地震作用对主梁及挡块的撞击，减小挡块和主梁之间的局部破坏。

4. 本发明通过斜坡段和压缩弹簧的设置，实现面对地震的多级设防。当面临常遇地震的时候，主梁仅通过滑上斜坡段就可以将动能完全转化；当面临罕遇地震的时候，主梁可以通过斜坡段和压缩弹簧将动能完全转化。

5.本发明通过斜坡段和压缩弹簧的设置主梁的自复位。在常遇地震下，挡块滑上斜坡段后，由于坡度能够自复位。在罕遇地震下，前板受到主梁碰撞后，前板、背板间压缩弹簧收缩，缓解地震对主梁和挡块的碰撞作用，地震作用结束后，压缩弹簧的恢复力可推动主梁复位，减小主梁震后残余变形，减小桥梁修复难度。

6.本发明具有构造明确、制作工艺简单、受力明确、不易损坏、成本较低等优点，可推广使用。

附图说明

图1为本发明在桥梁中的整体装配示意图；

图2为本发明的剖面图；

图3为本发明的俯视图；

图4为本发明的侧视图；

图5为本发明中弧形滑块的剖面图。

在图中：前板1、背板2、压缩弹簧3、连杆4、限位螺栓5、聚四氟乙烯板6、弧形滑块7、弧形滑面71、扇形钢板72、矩形钢板73、主梁8、支座9、支座垫石91、盖梁10、垫片11、锚固螺栓12、木塞121、橡胶垫圈122、螺纹钢管13、限位按钮14。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：

参见图1-5。

本发明公开了一种带自复位功能的组合桥梁挡块，包括设置于盖梁10顶部的前板1和背板2，所述背板2为由纵向板21和横向板22组成的大致“L”形结构，所述横向板22固定于所述盖梁10的顶部，其靠近主梁8的一端形成倾斜向下的斜坡段23，所述斜坡段23的最低点低于所述主梁8的最低点；所述前板1放置于所述横向板22的水平段24上与之配合滑动，所述前板1与所述背板2之间连接有若干压缩弹簧3，主梁8通过支座9固定于盖梁10上，盖梁10与支座9之间设有支座垫石91，本案通过斜坡段23和压缩弹簧3的设置，实现面对地震的多级设防；当面临常遇地震的时候，主梁8仅通过滑上斜坡段23就可以将动能完全转化；当面临罕遇地震的时候，主梁8可以通过斜坡段23和压缩弹簧3将动能完全转化；通过斜坡段23和压缩弹簧3的设置实现主梁8的自复位，在常遇地震下，挡块滑上斜坡,23后，由于坡度能够自复位；在罕遇地震下，前板1受到主梁8碰撞后，前板1、背板2间压缩弹簧3收缩，缓解地震对主梁8和挡块的碰撞作用，地震作用结束后，压缩弹簧3的恢复力可推动主梁8复位，减小主梁8震后残余变形，减小桥梁修复难度。

所述横向板22的上表面设有聚四氟乙烯板6，更好的将主梁的动能转化为重力势能。

所述主梁8的两侧设有弧形滑块7，所述弧形滑块7包括弧形滑面71、扇形钢板72和矩形钢板73，所述矩形钢板73固定于所述主梁8的侧壁下方，所述扇形钢板72的内壁与所述矩形钢板73的外壁固定连接，所述弧形滑面72的内壁与所述扇形钢板72的底部相连且曲率相同。

所述斜坡段23的中部设有限位按钮14，所述限位按钮14包括设置于所述斜坡段23中部的凹槽、顶部呈圆弧形的按钮和第二压缩弹簧，所述按钮与所述凹槽的内壁配合滑动，所述第二压缩弹簧与所述按钮的底部、所述凹槽的内腔底部相连，通过斜坡段23和聚四氟乙烯板6的设置，在面临常遇地震，主梁8由于足够的动能，经过限位按钮14，依靠弧形滑块7在聚四氟乙烯板6表面滑动，将动能转化重力势能，避免的主梁8和挡块之间的撞击，通过摩擦力消耗能量；通过斜坡段23和限位按钮14的设置，使得在正常的使用下，限制主梁8的位移在一个合理的区间。

所述背板2上设有用于连杆4穿过的通孔，所述连杆4的一端与所述前板1的内壁固定连接，另一端通过限位螺栓5限制其位移；所述压缩弹簧3套装于所述连杆4的外部，若干连杆4直径皆相等，且等于所套有压缩弹簧3的内径，所述背板2上的通孔直径略大于连杆4的直径。

所述限位螺栓5与所述背板2的外壁之间设有呈环形的垫片11，所述垫片11套装于所述连杆4上。

所述横向板22的水平段24上设有用于锚固螺栓12插入的沉头通孔，所述盖梁10内设有螺纹钢管13，所述螺纹钢管13的内壁上形成与所述锚固螺栓12上外螺纹相匹配螺纹啮合的内螺纹，通过锚固螺栓12配合螺纹钢管13将背板2与盖梁10固定连接。

所述沉头通孔的顶部开口处设有与之截面形状相匹配的木塞121；所述锚固螺栓12与所述沉头通孔的底部之间设有橡胶垫圈122，通过设置木塞121可以防尘延长其使用寿命；通过设置橡胶垫圈122具有缓冲作用。

工作原理：在正常运用情况下，限位按钮14和主梁8之间留有一定距离，不妨碍主梁8的正常运用，整个挡块处于稳定状态。在面临常遇地震的情况下，主梁8产生水平位移超出限位按钮14与主梁8间预留距离时，主梁8经过限位按钮14，通过弧形滑块7与斜坡段23上的聚四氟乙烯板6接触，将主梁8的动能转化为主梁的重力势能。当主梁8的动能都转化为重力势能时，主梁8沿着聚四氟乙烯板7向下滑，达到主梁8自复位的效果。在面临罕遇地震的情况下，主梁8滑上斜坡段23之后仍无法将动能完全转化为重力势能，主梁8和弧形滑块7将会撞击前板1，前板1与背板2间压缩弹簧3收缩，连杆4向背板2滑动，缓解地震对主梁8和挡块的碰撞作用。当压缩弹簧3的恢复力等于地震作用力时，主梁不再运动，限制了主梁8位移；当地震作用消失后，压缩弹簧3的恢复力配合斜坡段23将主梁8推回原位，实现主梁8自复位。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种带自复位功能的组合桥梁挡块，其特征在于：包括设置于盖梁（10）顶部的前板（1）和背板（2），所述背板（2）为由纵向板（21）和横向板（22）组成的大致“L”形结构，所述横向板（22）固定于所述盖梁（10）的顶部，其靠近主梁（8）的一端形成倾斜向下的斜坡段（23），所述斜坡段（23）的最低点低于所述主梁（8）的最低点；

所述前板（1）放置于所述横向板（22）的水平段（24）上与之配合滑动，所述前板（1）与所述背板（2）之间连接有若干压缩弹簧（3）。

2.根据权利要求1所述的一种带自复位功能的组合桥梁挡块，其特征在于：所述横向板（22）的上表面设有聚四氟乙烯板（6）。

3.根据权利要求2所述的一种带自复位功能的组合桥梁挡块，其特征在于：所述主梁（8）的两侧设有弧形滑块（7），所述弧形滑块（7）包括弧形滑面（71）、扇形钢板（72）和矩形钢板（73），所述矩形钢板（73）固定于所述主梁（8）的侧壁下方，所述扇形钢板（72）的内壁与所述矩形钢板（73）的外壁固定连接，所述弧形滑面（72）的内壁与所述扇形钢板（72）的底部相连且曲率相同。

4.根据权利要求3所述的一种带自复位功能的组合桥梁挡块，其特征在于：所述斜坡段（23）的中部设有限位按钮（14），所述限位按钮（14）包括设置于所述斜坡段（23）中部的凹槽、顶部呈圆弧形的按钮和第二压缩弹簧，所述按钮与所述凹槽的内壁配合滑动，所述第二压缩弹簧与所述按钮的底部、所述凹槽的内腔底部相连。

5.根据权利要求1所述的一种带自复位功能的组合桥梁挡块，其特征在于：所述背板（2）上设有用于连杆（4）穿过的通孔，所述连杆（4）的一端与所述前板（1）的内壁固定连接，另一端通过限位螺栓（5）限制其位移；所述压缩弹簧（3）套装于所述连杆（4）的外部。

6.根据权利要求5所述的一种带自复位功能的组合桥梁挡块，其特征在于：所述限位螺栓（5）与所述背板（2）的外壁之间设有呈环形的垫片（11），所述垫片（11）套装于所述连杆（4）上。

7.根据权利要求1所述的一种带自复位功能的组合桥梁挡块，其特征在于：所述横向板（22）的水平段（24）上设有用于锚固螺栓（12）插入的沉头通孔，所述盖梁（10）内设有螺纹钢管（13），所述螺纹钢管（13）的内壁上形成与所述锚固螺栓（12）上外螺纹相匹配螺纹啮合的内螺纹。

8.根据权利要求7所述的一种带自复位功能的组合桥梁挡块，其特征在于：所述沉头通孔的顶部开口处设有与之截面形状相匹配的木塞（121）；所述锚固螺栓（12）与所述沉头通孔的底部之间设有橡胶垫圈（122）。

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