CN112482196A - 一种自反应式防落梁结构 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及桥梁领域，提供了一种自反应式防落梁结构，设置在梁体和桥墩之间，包括两个伸缩装置，两个伸缩装置分别设置在梁体的两侧，伸缩装置包括：第一连接块，第一连接块的第一端与桥墩活动连接，第一连接块的第二端形成有向内延伸的第一容纳槽和第二容纳槽；第二连接块，第二连接块的第一端设置在第一容纳槽内、且与第一容纳槽的槽壁滑动连接，第二连接块的第二端与梁体活动连接，第二连接块上形成有延伸部，延伸部设置在第二容纳槽内、且与第二容纳槽的槽壁滑动连接；以及弹簧，弹簧设置在第二容纳槽内、且可在第二容纳槽内自由移动。本发明提供的一种自反应式防落梁结构，在地震时不容易被破坏，并且内部耗能元件的实用性较高。

Description

一种自反应式防落梁结构
技术领域
本发明涉及桥梁领域，具体公开了一种自反应式防落梁结构。
背景技术
在破坏性地震中，桥梁上部结构的位移过大和落梁震害比较常见。在汶川地震中，落梁震害极为严重，梁体发生落梁时撞击桥墩和桥台，会对下部结构产生二次破坏，可能造成更大的震害。
防落梁结构就是为了限制墩梁之间的相对位移，防止因墩梁相对位移过大而发生落梁，进一步加重震害。但是现有的放落梁结构存在以下问题：1.由于地震的横波和纵波会造成梁体的不规则运动，因此现有的防落梁结构在地震时比较容易被破坏。2.现有的防落梁结构内部的耗能元件主要为油阻尼器，而油阻尼器容易产生漏油现象，实用性较差。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种自反应式防落梁结构，使其在地震时不容易被破坏，并且内部耗能元件的实用性较高。
为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：一种自反应式防落梁结构，设置在梁体和桥墩之间，包括两个伸缩装置，两个所述伸缩装置分别设置在所述梁体的两侧，所述伸缩装置包括：
第一连接块，所述第一连接块的第一端与所述桥墩活动连接，所述第一连接块的第二端形成有向内延伸的第一容纳槽和第二容纳槽；
第二连接块，所述第二连接块的第一端设置在所述第一容纳槽内、且与所述第一容纳槽的槽壁滑动连接，所述第二连接块的第二端与所述梁体活动连接，所述第二连接块上形成有延伸部，所述延伸部设置在所述第二容纳槽内、且与所述第二容纳槽的槽壁滑动连接；以及
弹簧，所述弹簧设置在所述第二容纳槽内、且可在所述第二容纳槽内自由移动。
进一步地，所述伸缩装置还包括按压机构，所述按压机构包括第一导向杆、压板、丝杆、第一卷筒、转动轴、第二卷筒、钢丝绳和驱动组件；
所述第一导向杆沿纵向固定设置在所述桥墩的顶部，所述压板沿横向设置在所述第一导向杆上、且与所述第一导向杆滑动连接，所述压板位于所述梁体的上方，所述丝杆沿纵向设置，所述丝杆的上端与所述桥墩转动连接，所述丝杆的下端穿过所述压板后也与所述桥墩转动连接，所述丝杆与所述压板螺纹连接，所述第一卷筒安装在所述丝杆上，所述转动轴沿横向设置在所述第一连接块的外壁上、且与所述第一连接块的外壁转动连接，所述第二卷筒安装在所述转动轴上，所述钢丝绳的第一端与所述第一卷筒连接，所述钢丝绳的第二端与所述第二卷筒连接，所述驱动组件设置在第一连接块上、用于驱动所述第二卷筒收卷所述钢丝绳。
进一步地，所述驱动组件包括棘轮、第二导向杆、滑块、第一棘爪、第二棘爪、拉簧和活动轴；
所述棘轮安装在所述转动轴上，所述第二导向杆沿纵向固定设置在所述第一连接块的外壁上、且位于所述棘轮的上方，所述滑块设置在所述第二导向杆上、且与所述第二导向杆滑动连接，所述第一棘爪和所述第二棘爪分别设置在棘轮的两侧，所述第一棘爪和所述第二棘爪的第一端均与所述滑块转动连接，所述第一棘爪和所述第二棘爪的第二端均与所述棘轮抵接，所述拉簧沿横向设置、且两端分别与所述第一棘爪和所述第二棘爪连接，所述驱动组件至少具有两种工作状态，在第一工作状态下，所述滑块远离所述棘轮，所述第一棘爪在所述棘轮上打滑，所述第二棘爪带动所述棘轮转动，在第二工作状态下，所述滑块靠近所述棘轮，所述第二棘爪在所述棘轮上打滑，所述第一棘爪带动所述棘轮转动；
所述第一连接块上开有沿纵向延伸的第一贯穿槽，所述第二连接块上开有沿横向延伸的第二贯穿槽和第三贯穿槽，所述第二贯穿槽位于所述第二连接块的第二端，所述第二贯穿槽的延伸路径为一条非水平线，所述第三贯穿槽位于所述第二连接块的第一端，所述第三贯穿槽的延伸路径为一条水平直线、且与所述第二贯穿槽连通，所述活动轴的大小与所述第一贯穿槽、所述第二贯穿槽和所述第三贯穿槽均相适应，所述活动轴沿横向设置在所述第一贯穿槽内、且还位于所述第三贯穿槽内，所述活动轴与所述滑块连接。
进一步地，所述第二贯穿槽为弧形槽，所述弧形槽在水平方向上沿纵向多次弯曲。
进一步地，所述活动轴与所述滑块转动连接。
进一步地，所述按压机构还包括安装在所述桥墩上的导向轮，所述导向轮与所述钢丝绳接触、用于避免所述钢丝绳与所述桥墩和/或所述梁体接触。
进一步地，还包括两个复位装置，两个所述复位装置分别设置在所述梁体的两侧，所述复位装置包括气缸、压力传感器和控制器，所述气缸沿横向设置，所述气缸的第一端与所述桥梁固定连接，所述气缸的第二端固定安装有沿纵向设置的挡板，所述压力传感器安装在所述第二容纳槽的槽壁上、用于检测所述弹簧受到的压力值，所述控制器安装在所述桥墩上、且与所述气缸和所述压力传感器均电连接。
本方案的工作原理及有益效果在于：本发明提供的一种自反应式防落梁结构，由于第一连接块的第一端是与桥墩活动连接的，第二连接块的第二端是与梁体活动连接的，当地震发生时，第二连接块能够自由地在第一容纳槽内滑动，内部的弹簧起到耗能和初步复位的作用，因此本结构不容易被损坏，实用性较高。另外，在第二贯穿槽和第一贯穿槽的作用下，活动轴会带动滑块上下移动，滑块在上下移动时会通过第一棘爪和第二棘爪带动棘轮和转动轴转动，进而使得第二卷筒收卷钢丝绳。钢丝绳被收卷时会带动丝杆转动，使得压板压紧梁体的顶部，从而减少落梁风险。
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为本发明的立体结构示意图；
图2为图1中A部的放大结构示意图；
图3为本发明的正视结构示意图；
图4为图3中B部的放大结构示意图；
图5为第一连接块和第二连接块的内部剖面结构示意图；
图6为本发明的俯视结构示意图。
附图中标记如下：10-梁体、20-桥墩、30-伸缩装置、31-第一连接块、32-第二连接块、33-弹簧、34-第一容纳槽、35-第二容纳槽、36-延伸部、37-第一贯穿槽、38-第二贯穿槽、39-第三贯穿槽、40-按压机构、41-第一导向杆、42-压板、43-丝杆、44-第一卷筒、45-转动轴、46-第二卷筒、47-钢丝绳、50-驱动组件、51-棘轮、52-第二导向杆、53-滑块、54-第一棘爪、55-第二棘爪、56-拉簧、57-活动轴、60-导向轮、61-气缸、62-推板、63-压力传感器。
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1-6所示，本发明提供一种自反应式防落梁结构，设置在梁体10和桥墩20之间，包括两个伸缩装置30，两个伸缩装置30分别设置在梁体10的两侧。伸缩装置30包括第一连接块31、第二连接块32和弹簧33。
第一连接块31的第一端与桥墩20通过扣环结构活动连接，第一连接块31的第二端形成有向内延伸的第一容纳槽34和第二容纳槽35，第二容纳槽35位于第一容纳槽34的下方。
第二连接块32的第一端设置在第一容纳槽34内、且与第一容纳槽34的槽壁滑动连接。第二连接块32的第二端与梁体10也通过扣环结构活动连接。第二连接块32的第二端的底部形成有延伸部36，延伸部36设置在第二容纳槽35内、且与第二容纳槽35的槽壁滑动连接。因此当梁体10与桥墩20之间发生相对位移时，第一连接块31与第二连接块32会进行伸缩运动。
弹簧33设置在第二容纳槽35内、且可在第二容纳槽35内自由移动。
正常状态下，因为地球时刻会发生轻微地震，梁体10上也随时会有汽车通行，这些因素都会引起梁体10的适当位移，但是这些因素引起的位移幅度较小，在合理区间内。因此这种情况下，即使梁体10发生位移，由于弹簧33可在第二容纳槽35内自由移动，因此延伸部36不会压缩弹簧33。
当发生较大地震时，第一连接块31与第二连接块32会进行较大幅度的伸缩运动，此时第二连接块32上的延伸部36会压缩弹簧33。由于第一连接块31的第一端是与桥墩20活动连接的，第二连接块32的第二端是与梁体10活动连接的，第二连接块32能够自由地在第一容纳槽34内滑动，因此本结构不容易被损坏。内部的弹簧33起到初步复位和耗能的作用，与现有的油阻尼器相比，不存在漏油的情况，因此实用性较高。
在一个实施例中，伸缩装置30还包括按压机构40。具体地，按压机构40包括第一导向杆41、压板42、丝杆43、第一卷筒44、转动轴45、第二卷筒46、钢丝绳47和驱动组件50。
第一导向杆41沿纵向固定安装在桥墩20的顶部。压板42沿横向设置在第一导向杆41上、且与第一导向杆41滑动连接，压板42位于梁体10的正上方。丝杆43沿纵向设置，丝杆43的上端与桥墩20转动连接，丝杆43的下端穿过压板42后也与桥墩20转动连接，丝杆43与压板42螺纹连接。当丝杆43转动时，在第一导向杆41的作用下，压板42能够在第一导向杆41上上下移动。
第一卷筒44安装在丝杆43上。转动轴45沿横向设置在第一连接块31的外壁上、且与第一连接块31的外壁转动连接。第二卷筒46安装在转动轴45上。钢丝绳47的第一端与第一卷筒44连接，钢丝绳47的第二端与第二卷筒46连接，驱动组件50设置在第一连接块31上、用于驱动第二卷筒46收卷钢丝绳47。
当发生较大地震时，驱动机构工作，使得第二卷筒46收卷钢丝绳47，钢丝绳47被收卷时会带动丝杆43转动，使得压板42压紧梁体10的顶部，从而减少落梁风险。
在一个实施例中，驱动组件50包括棘轮51、第二导向杆52、滑块53、第一棘爪54、第二棘爪55、拉簧56和活动轴57。
棘轮51安装在转动轴45上。第二导向杆52沿纵向固定设置在第一连接块31的外壁上、且位于棘轮51的上方。滑块53设置在第二导向杆52上、且与第二导向杆52滑动连接。第一棘爪54和第二棘爪55分别设置在棘轮51的两侧，第一棘爪54和第二棘爪55的第一端均与滑块53转动连接，第一棘爪54和第二棘爪55的第二端均与棘轮51抵接。拉簧56沿横向设置、且两端分别与第一棘爪54和第二棘爪55连接，从而使得第一棘爪54和第二棘爪55能够互相配合工作。
驱动组件50至少具有两种工作状态，在第一工作状态下，滑块53向上移动，第一棘爪54在棘轮51上打滑，此时第二棘爪55上的挂钩结构拉动棘轮51转动。在第二工作状态下，滑块53向下移动，第二棘爪55在棘轮51上打滑，此时第一棘爪54会推动棘轮51转动。第一棘爪54和第二棘爪55的配合使得棘轮51带动转动轴45和第一卷筒44作单向旋转运动，从而使得第二卷筒46对钢丝绳47进行收卷。
第一连接块31上开有沿纵向延伸的第一贯穿槽37。第二连接块32上开有沿横向延伸的第二贯穿槽38和第三贯穿槽39，第二贯穿槽38位于第二连接块32的第二端。第二贯穿槽38的延伸路径为一条非水平线，即第二贯穿槽38既有高端也有低端。第三贯穿槽39位于第二连接块32的第一端，第三贯穿槽39的延伸路径为一条水平直线、且与第二贯穿槽38连通。活动轴57的大小与第一贯穿槽37、第二贯穿槽38和第三贯穿槽39均相适应，活动轴57沿横向设置在第一贯穿槽37内、且还位于第三贯穿槽39内，活动轴57与滑块53连接在一起。
正常状态下，由于第三贯穿槽39的延伸路径为一条水平直线，因此正常状态下，第一连接块31和第二连接块32的伸缩运动不会使得滑块53上下移动，因此棘轮51和转动轴45也就不会转动，第二卷筒46也不会收卷钢丝绳47。即在正常状态下，活动轴57处于第一贯穿槽37和第三贯穿槽39内，本结构不工作。
当发生较大地震时，第一连接块31与第二连接块32会进行较大幅度的伸缩运动，活动轴57就会离开第三贯穿槽39进入到第二贯穿槽38内。此时由于第二贯穿槽38的延伸路径为一条非水平线，因此后续发生地震时，在第二贯穿槽38和第一贯穿槽37的导向作用下，活动轴57会带动滑块53上下移动，第一棘爪54和第二棘爪55带动棘轮51和转动轴45转动，进而使得第二卷筒46收卷钢丝绳47。
在一个实施例中，第二贯穿槽38为弧形槽，弧形槽在水平方向上沿纵向多次弯曲。弧形槽的弯曲幅度较为平缓，从而使得活动轴57在弧形槽内移动得更加顺畅。
在一个实施例中，活动轴57与滑块53转动连接。这样当第一连接块31和第二连接块32进行伸缩运动时，活动轴57就会在第一贯穿槽37、第二贯穿槽38和第三贯穿槽39内滚动，从而减小活动轴57与第一贯穿槽37的槽壁、第二贯穿槽38的槽壁和第三贯穿槽39的槽壁之间的摩擦，使得整个运动更加顺畅。
在一个实施例中，按压机构40还包括安装在桥墩20上的导向轮60。导向轮60与钢丝绳47接触、用于避免钢丝绳47与桥墩20和/或梁体10接触，从而避免钢丝绳47与桥墩20和/或梁体10接触之间发生磨损。
在一个实施例中，还包括两个复位装置，两个复位装置分别设置在梁体10的两侧。具体地，复位装置包括气缸61、压力传感器63和控制器。
气缸61沿横向设置，气缸61的第一端与桥梁固定连接，气缸61的第二端固定安装有沿纵向设置的挡板。压力传感器63固定安装在第二容纳槽35的槽壁上、用于检测弹簧33受到的压力值。控制器安装在桥墩20上、且与气缸61和压力传感器63均电连接。
当发生较大地震时，延伸部36会压缩弹簧33，当压力传感器63检测到的压力值超过规定阈值时，控制器会控制气缸61伸长，进而在推板62的作用下对梁体10进行复位，完成梁体10的进一步复位，进一步减少落梁风险。
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)

1.一种自反应式防落梁结构，设置在梁体和桥墩之间，其特征在于：包括两个伸缩装置，两个所述伸缩装置分别设置在所述梁体的两侧，所述伸缩装置包括：
第一连接块，所述第一连接块的第一端与所述桥墩活动连接，所述第一连接块的第二端形成有向内延伸的第一容纳槽和第二容纳槽；
第二连接块，所述第二连接块的第一端设置在所述第一容纳槽内、且与所述第一容纳槽的槽壁滑动连接，所述第二连接块的第二端与所述梁体活动连接，所述第二连接块上形成有延伸部，所述延伸部设置在所述第二容纳槽内、且与所述第二容纳槽的槽壁滑动连接；以及
弹簧，所述弹簧设置在所述第二容纳槽内、且可在所述第二容纳槽内自由移动。
2.根据权利要求1所述的自反应式防落梁结构，其特征在于：所述伸缩装置还包括按压机构，所述按压机构包括第一导向杆、压板、丝杆、第一卷筒、转动轴、第二卷筒、钢丝绳和驱动组件；
所述第一导向杆沿纵向固定设置在所述桥墩的顶部，所述压板沿横向设置在所述第一导向杆上、且与所述第一导向杆滑动连接，所述压板位于所述梁体的上方，所述丝杆沿纵向设置，所述丝杆的上端与所述桥墩转动连接，所述丝杆的下端穿过所述压板后也与所述桥墩转动连接，所述丝杆与所述压板螺纹连接，所述第一卷筒安装在所述丝杆上，所述转动轴沿横向设置在所述第一连接块的外壁上、且与所述第一连接块的外壁转动连接，所述第二卷筒安装在所述转动轴上，所述钢丝绳的第一端与所述第一卷筒连接，所述钢丝绳的第二端与所述第二卷筒连接，所述驱动组件设置在第一连接块上、用于驱动所述第二卷筒收卷所述钢丝绳。
3.根据权利要求2所述的自反应式防落梁结构，其特征在于：所述驱动组件包括棘轮、第二导向杆、滑块、第一棘爪、第二棘爪、拉簧和活动轴；
所述棘轮安装在所述转动轴上，所述第二导向杆沿纵向固定设置在所述第一连接块的外壁上、且位于所述棘轮的上方，所述滑块设置在所述第二导向杆上、且与所述第二导向杆滑动连接，所述第一棘爪和所述第二棘爪分别设置在棘轮的两侧，所述第一棘爪和所述第二棘爪的第一端均与所述滑块转动连接，所述第一棘爪和所述第二棘爪的第二端均与所述棘轮抵接，所述拉簧沿横向设置、且两端分别与所述第一棘爪和所述第二棘爪连接，所述驱动组件至少具有两种工作状态，在第一工作状态下，所述滑块远离所述棘轮，所述第一棘爪在所述棘轮上打滑，所述第二棘爪带动所述棘轮转动，在第二工作状态下，所述滑块靠近所述棘轮，所述第二棘爪在所述棘轮上打滑，所述第一棘爪带动所述棘轮转动；
所述第一连接块上开有沿纵向延伸的第一贯穿槽，所述第二连接块上开有沿横向延伸的第二贯穿槽和第三贯穿槽，所述第二贯穿槽位于所述第二连接块的第二端，所述第二贯穿槽的延伸路径为一条非水平线，所述第三贯穿槽位于所述第二连接块的第一端，所述第三贯穿槽的延伸路径为一条水平直线、且与所述第二贯穿槽连通，所述活动轴的大小与所述第一贯穿槽、所述第二贯穿槽和所述第三贯穿槽均相适应，所述活动轴沿横向设置在所述第一贯穿槽内、且还位于所述第三贯穿槽内，所述活动轴与所述滑块连接。
4.根据权利要求3所述的自反应式防落梁结构，其特征在于：所述第二贯穿槽为弧形槽，所述弧形槽在水平方向上沿纵向多次弯曲。
5.根据权利要求3所述的自反应式防落梁结构，其特征在于：所述活动轴与所述滑块转动连接。
6.根据权利要求2所述的自反应式防落梁结构，其特征在于：所述按压机构还包括安装在所述桥墩上的导向轮，所述导向轮与所述钢丝绳接触、用于避免所述钢丝绳与所述桥墩和/或所述梁体接触。
7.根据权利要求1所述的自反应式防落梁结构，其特征在于：还包括两个复位装置，两个所述复位装置分别设置在所述梁体的两侧，所述复位装置包括气缸、压力传感器和控制器，所述气缸沿横向设置，所述气缸的第一端与所述桥梁固定连接，所述气缸的第二端固定安装有沿纵向设置的挡板，所述压力传感器安装在所述第二容纳槽的槽壁上、用于检测所述弹簧受到的压力值，所述控制器安装在所述桥墩上、且与所述气缸和所述压力传感器均电连接。
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