CN112442948B - 一种桥梁减震加固装置 - Google Patents
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Abstract
该发明涉及桥梁加固装置领域，尤其涉及一种桥梁减震加固装置。所述桥墩的上部设有套环，所述套包覆于桥墩的外侧，且套环的下端设有抱箍，所述桥梁路面两侧相邻的四个套环上设有与之固定连接的横梁和纵梁，所述纵梁的内侧面上设有限位槽，所述限位槽内设有挡块，所述位于桥梁路面同一位置下方的纵梁间设有减震板，所述减震板靠近纵梁的一端设有卡紧机构，所述位于纵梁中部相邻减震板的一端设有缓冲弹簧。本技术方案用以解决位于相邻桥墩之间的桥梁路面的承压能力较差，当桥梁路面上的负载较大时，桥梁路面容易出现开裂和断裂的问题，以及传统的桥梁加固装置在安装时会使桥墩的结构受到破坏，使桥墩的承压能力变差和使用寿命变短的问题。
Description
技术领域
该发明涉及桥梁加固装置领域，尤其涉及一种桥梁减震加固装置。
背景技术
随着交通的建设，现随处可见的公路桥、铁路桥等桥梁，其主要施工步骤为根据规划路线立好桥墩，在将成型的桥面板放置于其上方加固即可，但是，随着我国交通事业的迅猛发展，车辆存在逐渐大型化的趋势，特别是一些交通干线上超载货车的出现，对沿线正在服役的桥梁的安全造成了巨大威胁。
所以在一些修建时间较长，桥面老化或者是桥面的承载能力不足以对现有的大货车的重量进行承载时，就需要对桥梁进行加固，但是现有技术中的桥梁加固装置主要也存在以下的问题：（1）加固装置的固定件需要通过铆钉或者是螺栓固定在桥墩上，因此就需要对桥墩进行打孔操作，这样会使桥墩在一定程度上受到损伤，使桥墩的在承压能力和寿命受到影响；（2）再者就是传统的桥梁加固装置对桥梁路面的支撑和加固效果不佳，在桥梁路面受到较大压力时，桥梁路面容易出现裂缝甚至是垮塌的风险。
发明内容
针对上述现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提出一种桥梁减震加固装置，用以解决位于相邻桥墩之间的桥梁路面的承压能力较差，当桥梁路面上的负载较大时，桥梁路面容易出现开裂和断裂的问题，以及传统的桥梁加固装置在安装时会使桥墩的结构受到破坏，使桥墩的承压能力变差和使用寿命变短的问题。
为了达到上述目的，本发明采取的技术方案如下：
一种桥梁减震加固装置，包括桥梁路面和桥墩，所述桥墩设置在桥梁路面底面两侧，所述桥墩的上部设有套环，所述套环包覆于桥墩的外侧，且套环的下端设有对套环进行限位的抱箍，所述抱箍固定于桥墩上，所述桥梁路面两侧相邻的四个套环上设有与之固定连接的横梁和纵梁，所述横梁和纵梁所构成的形状为矩形，所述纵梁的内侧面上设有限位槽，所述限位槽内设有挡块，位于所述桥梁路面同一位置下方的纵梁间设有减震板，所述减震板为向上突起的弧形，同一纵梁上减震板的数量至少为两组，所述减震板的端部设有连接柱，所述减震板靠近纵梁的一端设有卡紧机构，位于所述纵梁中部相邻减震板的一端设有缓冲弹簧，所述缓冲弹簧的两端分别与相邻减震板端部的连接柱固定连接，所述减震板端部的下方设有导向板，所述减震板的中部上端位与桥梁底面紧密接触，所述导向板的两端分别与纵梁两端的套环固定连接。
本技术方案的工作原理和有益之处如下：
当相邻桥墩的桥梁路面受到较大的压力时，桥梁路面会形成一定的形变，在超出桥梁路面的极限形变量时，桥梁路面将受到的压力作用于减震板上，减震板通过自身的形变，使其两端向外扩张产生位移，在位移发生的同时，相邻减震板中部的缓冲弹簧会对减震板受到的力形成一定的缓冲，并逐渐向远端的减震板传递，最终使减震板靠近套环的两端的卡紧机构卡紧在限位槽内，并与套环的端部紧密接触，使减震板的端部不在发生位移，此时减震板就刚性板对桥梁路面形成支撑，并将桥梁路面的压力分散至桥墩上，进而变相的增强桥梁路面的承载能力，使桥梁路路面在受到较大压力时不会产生超出极限情况的形变，使桥梁路面不会出现裂缝和断裂的情况，同时套环使用抱箍限位，将弹簧套接包覆在桥墩的外侧即可，不会对桥墩的机构造成损伤，即不会破坏桥墩的承压机构，也不会对桥墩的使用寿命造成较大的影响。
进一步限定，所述卡紧机构包括两块限位块和限位弹簧，所述两块限位块的中部铰接，且限位块的一端和连接柱固定连接，所述限位块的另一端位于限位槽内，所述限位弹簧的两端分别固定连接于限位块的内侧面，所述限位体弹簧处于压缩状态，其有益之处在于，铰接的限位块在减震板受力时沿着上下的方向张开，张来的限位块能够更好的卡紧在限位槽内，将桥面受到负载所产生的的形变力更好的传递至限位槽内，然后传递给套环，进而由套环传递给桥墩，在减震板的作用下，将桥梁路面受到的力分散至桥墩上，从而增强桥梁路面的承载能力，同时压缩弹簧将限位块的两端撑开，将限位块卡紧在限位槽内，避免减震板两端在外力作用下脱出。
进一步限定，所述减震板的中部下方设有阻尼器，所述阻尼器的一端和减震板中部的下方固定连接，所述阻尼器的另一端和导向板的上表面固定连接，其有益之处在于，阻尼器能对桥梁路面施加给减震板的力进行缓冲，避免减震板单位时间内受到的力较大，使桥墩的横向受力较大，对桥墩造成较大的冲击，造成桥墩的损坏。
进一步限定，所述导向板的上表面设有导向槽，所述连接柱和缓冲弹簧位于导向槽内，其有益之处在于，避免减震板受压时，减震板的端部发生非直线位移，使减震板的承压效果变差。
进一步限定，所述减震板与桥梁路面的接触部设有散压板，所述散压板的和减震板的上端固定连接，其有益之处在于，散压板能增大减震板端部的受力面积，使桥梁路面所承担的负载能更好的传递到减震板上。
进一步限定，所述减震板的材质为弹簧钢，其有益之处在于，弹簧钢在受力时能起到缓冲的作用，避免过度的刚性接触，且弹簧钢受力能产生一定的形变，形变使减震板的端部与套环紧密接触，将桥梁路面施加给减震板的力传递至套环上，进而传递给桥墩。
进一步限定，所述阻尼器为油液阻尼器，其有益之处在于，油液阻尼器的缓冲效果更好，且使用成本较低。
进一步限定，所述横梁和纵梁的下端设有加强板，所述加强板的数量为2组，且加强板的两端分别固定于横梁和纵梁组成矩形的对角上，其有益之处在于，加强板将横梁和纵梁组成的矩形进行分割为三角形，因为三角形在结构上具有稳定性，所以在纵梁受力时，可避免套环在桥墩上形成扭转，使力传导和受力的效果变差，同时还可在一定程度上避免套环与横梁和纵梁之间的连接处被损坏的概率。
本发明还提出了在上述技术方案的基础上进行改进的优选方案：
优选地，所述减震板的数量为一组，且减震板的形状为正弦波，且正弦波至少由两个波峰和一个波谷组成，所述波峰和桥梁路面的西段紧密接触，所述波谷位于导向槽内，其有益之处在于，相对于上述技术方案，本技术方案的结构更加的简单，使用的组件更少，在制作难度和成本上都会进一步降低，安装也相对简单快捷，且适用于单一侧面两个相邻桥墩间距较远的情况。
优选地，所述减震板的数量为一组，且减震板的形状为圆弧形的突起，所述圆弧形突起的顶部和桥梁路面的下端紧密接触，所述减震板端部的连接柱位于导向槽内，其有一处在于，相对于上述的技术方案，本技术方案的的机构更加的简单，且当减震板受到压力时，由于中间的力传递组件少，能将桥梁路面的压力尽快的传递至桥墩上，利用桥墩和减震板对桥梁中部的受力进行分担和支撑，从而增强桥梁路面的承压能力，本技术方案使桥墩对桥梁路面所传递的作用力相应更快，能更快的对桥梁路面所受到的力进行分担，且本技术方案适用于桥梁路面单侧相邻桥墩间距较近的情况。
附图说明
图1为本发明实施例实施例3的立体示意图。
图2为本发明实施例的正视图截面示意图。
图3为本发明实施例散压板安装的示意图。
图4为本发明实施例导向槽的示意图。
图5为本发明实施例实施例2的正视图截面示意图。
图6为本发明实施例实施例3的正视图截面示意图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式进一步详细说明：
说明书附图中的附图标记包括：桥梁路面1、栏杆2、桥墩3、套环4、纵梁5、横梁6、减震板7、连接柱8、限位块9、导向槽10、挡块11、导向板12、限位弹簧13、缓冲弹簧14、阻尼器15、散压板16、限位槽17。
具体实施过程如下：
如图1到图4所示，一种桥梁减震加固装置，包括桥梁路面1，在桥梁路面1上设有栏杆2，在桥梁路面1的下方的两侧均对称设有桥墩3，在各个桥墩3上均设有套环4，套环4的中部穿过桥墩3，包覆于桥墩3的外侧，在套环4的下部设有对套环4进行限位的抱箍，抱箍锁紧在桥墩3上，可以避免套环4在桥墩3上向下移动，当然最好是在套环4的上端也设置一个固定的抱箍，这样就可以对套环4的上下移动进行限位，同时使用抱箍将套环4锁紧在桥墩3上，可以避免在安装时，在桥墩3上进行打孔或者是安装螺栓，对桥墩3造成损伤，使桥墩3的受力和寿命受到一定的影响。
在桥梁路面1相同位置下方的相邻的四个套环4上设有横梁6和纵梁5，在桥梁路面1宽度方向的是桥梁的横梁6，在对称设置的纵梁5上设有至少两组减震板7，减震板7的材质为弹簧钢，弹簧钢在受力时能起到缓冲的作用，避免过度的刚性接触，且弹簧钢受力能产生一定的形变，形变使减震板7的端部与套环4紧密接触，将桥梁路面1施加给减震板7的力传递至套环4上，进而传递给桥墩3减震板7的端部设有便于固定的连接柱8，同时纵梁5上还设有限位槽17，在限位槽17的外侧面上设有挡块11，在本实施了中，减震板7的数量选取的为2组，优选地，减震板7与桥梁路面1的接触部设有散压板16，散压板16的材质为橡胶，散压板16的和减震板7的上端固定连接，其有益之处在于，散压板16能增大减震板7端部的受力面积，使桥梁路面1所承担的负载能更好的传递到减震板7上，减震板7的形状为对称设置的向上突起的弧形，靠近套环4的减震板7一端上设有卡紧机构，卡紧机构包括两块限位块9和限位弹簧13，两块限位块9的中部铰接，且限位块9的一端和连接柱8固定连接，限位块9的另一端位于限位槽17内，且和限位槽17在其移动方向上具有一定的距离，避免桥梁路面1微小形变时，减震板7端部位移受限而产生较大的力，限位弹簧13的两端分别固定连接于限位块9的内侧面，限位体弹簧处于压缩状态，其有益之处在于，铰接的限位块9在减震板7受力时沿着上下的方向张开，张来的限位块9能够更好的卡紧在限位槽17内，将桥面受到负载所产生的的形变力更好的传递至限位槽17内，然后传递给套环4，进而由套环4传递给桥墩3，在减震板7的作用下，将桥梁路面1受到的力分散至桥墩3上，从而增强桥梁路面1的承载能力，同时压缩弹簧将限位块9的两端撑开，将限位块9卡紧在限位槽17内，避免减震板7两端在外力作用下脱出。
在减震板7的下部设有导向板12，导向板12的作用是对减震板7的端部位移进行导向，在导向板12的上端面上开设有导向槽10，在中部的相邻减震板7端部设有缓冲弹簧14，缓冲弹簧14的两端分别固定于连接柱8上，且连接柱8和缓冲弹簧14均位于导向槽10内，这样可以避免减震板7受压时，减震板7的端部发生非直线位移，使减震板7的承压效果变差。
在减震板7的端部下方设有阻尼器15，该阻尼器15为油液阻尼器15，阻尼器15的一端和减震板7的上端固定连接，阻尼器15的另一端固定连接在导向板12上，这样的好处在于阻尼器15能对桥梁路面1施加给减震板7的力进行缓冲，避免减震板7单位时间内受到的力较大，使桥墩3的横向受力较大，对桥墩3造成较大的冲击，造成桥墩3的损坏，且油液阻尼器15的缓冲效果好，且价格便宜。
在本实施例的技术方案中，具体的工作原理和有益下过如下，当相邻桥墩3的桥梁路面1受到较大的压力时，桥梁路面1会形成一定的形变，并且向下传递一个压力，在超出桥梁路面1的极限形变量时，桥梁路面1将受到的压力通过散压板16作用于减震板7上，减震板7通过自身的形变，使其两端向外扩张在导向槽10内移动，并产生位移，在位移发生的同时，相邻减震板7中部的缓冲弹簧14会被压缩，对减震板7受到的力形成一定的缓冲，并逐渐向远端的减震板7传递，最终使减震板7在靠近套环4两端的卡紧机构的限位块9端部向上下移动，使其夹角增大，使限位块9卡紧在限位槽17内，并与套环4的端部紧密接触，没有了位移的空间，使减震板7的端部不在发生位移，此时减震板7就刚性板对桥梁路面1形成支撑，并将桥梁路面1的压力分散至桥墩3上，进而变相的增强桥梁路面1的承载能力，使桥梁路路面在受到较大压力时不会产生超出极限情况的形变，使桥梁路面1不会出现裂缝和断裂的情况，同时套环4使用抱箍限位，将弹簧套接包覆在桥墩3的外侧即可，不会对桥墩3的机构造成损伤，即不会破坏桥墩3的承压机构，也不会对桥墩3的使用寿命造成较大的影响。
实施例2
实施例2与实施例1的不同之处在于，实施例2中的减震板7为一组，但本组的形状为正弦型，包含至少2个上端的波峰和一个地段的波谷，波谷位于限位槽17内，波峰和桥梁路面1紧密接触，相对于实施例1中的技术方案，本技术方案的结构更加的加单，使用的组件更少，在制作难度和成本上都会进一步降低，安装也相对简单快捷，且适用于单一侧面两个相邻桥墩3间距较远的情况。
实施例3
实施例3和实施例2的不同之处在于，实施例3中的相邻桥墩3中的减震板7为一组，改组减震板7的两端安装靠近套环4，且位于导向槽10内，相对于实施例2中技术方案，本技术方案的减震板7受到压力时，由于中间的力传递组件少，能将桥梁路面1的压力尽快的传递至桥墩3上，利用桥墩3和减震板7对桥梁中部的受力进行分担和支撑，从而增强桥梁路面1的承压能力，本技术方案使桥墩3对桥梁路面1所传递的作用力相应更快，能更快的对桥梁路面1所受到的力进行分担，且本技术方案适用于桥梁路面1单侧相邻桥墩3间距较近的情况。
需要提前说明的是，在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定” 等术语应做广义理解，例如，连接可以是固定连接，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。
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专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。
Claims (6)
1.一种桥梁减震加固装置，包括桥梁路面和桥墩，所述桥墩设置在桥梁路面底面两侧，其特征在于：所述桥墩的上部设有套环，所述套环包覆于桥墩的外侧，且套环的下端设有对套环进行限位的抱箍，所述抱箍固定于桥墩上，所述桥梁路面两侧相邻的四个套环上设有与之固定连接的横梁和纵梁，所述横梁和纵梁所构成的形状为矩形，所述纵梁的内侧面上设有限位槽，所述限位槽内设有挡块，位于所述桥梁路面同一位置下方的纵梁间设有减震板，所述减震板为向上突起的弧形，同一纵梁上减震板的数量至少为两组，所述减震板的端部设有连接柱，所述减震板靠近纵梁的一端设有卡紧机构，位于所述纵梁中部相邻减震板的一端设有缓冲弹簧，所述缓冲弹簧的两端分别与相邻减震板端部的连接柱固定连接，导向板的上表面设有导向槽，所述连接柱和缓冲弹簧位于导向槽内，所述减震板端部的下方设有导向板，所述减震板的中部上端与桥梁底面紧密接触，所述导向板的两端分别与纵梁两端的套环固定连接，所述卡紧机构包括两块限位块和限位弹簧，所述两块限位块的中部铰接，且限位块的一端和连接柱固定连接，所述限位块的另一端位于限位槽内，所述限位弹簧的两端分别固定连接于两块限位块相对设置的内侧面上，所述限位弹簧处于压缩状态。
2.根据权利要求1所述的一种桥梁减震加固装置，其特征在于：所述减震板向上突起部位的内侧面中部下方设有阻尼器，所述阻尼器的一端和减震板中部的下方固定连接，所述阻尼器的另一端和导向板的上表面固定连接。
3.根据权利要求1所述的一种桥梁减震加固装置，其特征在于：所述减震板与桥梁路面的接触部设有散压板，所述散压板的下端和减震板的上端固定连接。
4.根据权利要求1所述的一种桥梁减震加固装置，其特征在于：所述减震板的材质为弹簧钢。
5.根据权利要求2所述的一种桥梁减震加固装置，其特征在于：所述阻尼器为油液阻尼器。
6.根据权利要求1所述的一种桥梁减震加固装置，其特征在于：所述横梁和纵梁的下端设有加强板，所述加强板的数量为2组，且加强板的两端分别固定于横梁和纵梁组成矩形的对角上。
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