CN112681113A - 一种多功能可调桥梁电磁阻尼器及桥梁 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种多功能可调桥梁电磁阻尼器及桥梁，其包括：缸体，所述缸体内设有固定电磁头；活塞杆，其具有穿设于所述缸体内的第一端；通过控制所述固定电磁头的磁极与所述第一端的磁极相反或者相同，使所述缸体与所述活塞杆锁定或解锁。本发明涉及的一种多功能可调桥梁电磁阻尼器及桥梁，可以在桥梁的多种状态中使用，桥梁建成之后也不需拆除，节约了斜拉桥施工过程中的塔梁临时固结装置资源，减少施工工序和环节，加快工程进度，便于施工集中控制操作，确保施工质量和安全。

Description

一种多功能可调桥梁电磁阻尼器及桥梁

技术领域

本发明涉及桥梁技术领域，特别涉及一种多功能可调桥梁电磁阻尼器及桥梁。

背景技术

斜拉桥是一种桥面体系受压，支承体系受拉的桥梁，支承体系构造由拉索组成。我国的斜拉桥建设起步虽晚，但发展很快，建于1993年的上海杨浦双塔空间双索面钢-混凝土结合梁斜拉桥，以602m主跨纪录保持世界领先6年，建于2008年的苏通长江大桥斜拉桥以1088m主跨记录保持世界领先至今。斜拉桥虽然跨越能力大，但施工难度也大，斜拉桥的施工风险和使用风险同样也大。大跨度桥梁结构的位移、扭转、甚至垮塌，以及振动破坏是大跨度斜拉桥的主要风险之一。

大跨度斜拉桥一般设计为漂浮、半漂浮体系，大跨度斜拉桥施工一般采用悬臂浇筑或悬臂拼装方法，斜拉桥悬臂施工中斜拉桥合龙前一般采用塔梁固结方式，以增强施工中的悬臂结构的稳定性。

相关技术中，塔梁临时固结应使纵横向和转角都必须固结，其施工方法首先是在塔和梁临时固结点处预埋钢筋和钢板或螺栓或预应力连接件，在塔上固结点设置支座和垫石，在梁上固结点设置支座垫板或耳板，临时固结方式可通过预埋钢筋(或是预应力筋)采用硫磺混凝土固结，或是高强钢筋固结，或是焊接钢板固结等。

但是，通过这种固结方式，主梁合龙之后，需要把这些临时固结件(如临时固结钢筋或预应力筋、硫磺混凝土等)拆除，实现桥梁结构体系转换；然而斜拉桥施工过程中的临时固结装置只用于施工阶段，存在有一定的资源浪费。

发明内容

本发明实施例提供一种多功能可调桥梁电磁阻尼器及桥梁，以解决相关技术中桥梁临时固结装置只用于施工阶段，主梁合龙后，临时固结装置均拆除作废，较浪费资源的问题。

第一方面，提供了一种多功能可调桥梁电磁阻尼器，其包括：缸体，所述缸体内设有固定电磁头；活塞杆，其具有穿设于所述缸体内的第一端；通过控制所述固定电磁头的磁极与所述第一端的磁极相反或者相同，使所述缸体与所述活塞杆锁定或解锁。

一些实施例中，所述固定电磁头外缠绕有第一导线，所述活塞杆外缠绕有第二导线，通过控制所述第一导线和所述第二导线中电流的方向，使所述固定电磁头的磁极与所述第一端的磁极相反或者相同。

一些实施例中，所述缸体开设有连通所述固定电磁头的孔道，所述孔道外设有用于密封所述缸体的密封盖，所述第一导线通过所述孔道连接所述固定电磁头与变电器。

一些实施例中，所述活塞杆固设有凸块，且所述凸块位于所述缸体内，通过控制所述固定电磁头的磁极与所述第一端的磁极相同，使所述凸块抵持于所述缸体端部，所述缸体与所述活塞杆锁定。

一些实施例中，所述凸块设于所述第一端，且所述凸块为电磁铁；所述固定电磁头外缠绕有第一导线，所述凸块外缠绕有第二导线，通过控制所述第一导线和所述第二导线中电流的方向，使所述固定电磁头的磁极与所述凸块的磁极相反或者相同。

一些实施例中，所述固定电磁头与所述凸块外均缠绕有光纤光缆，用于测定所述固定电磁头与所述凸块表面的应变。

第二方面，提供了一种设有上述的多功能可调桥梁电磁阻尼器的桥梁，其包括：梁体，及设于所述梁体下方的桥墩；所述多功能可调桥梁电磁阻尼器的缸体固定于所述桥墩，所述多功能可调桥梁电磁阻尼器的活塞杆固定于所述梁体。

一些实施例中，当所述梁体在施工过程中时，控制所述固定电磁头与所述第一端的磁极相反，使所述固定电磁头与所述活塞杆吸附在一起。

一些实施例中，当所述梁体在施工过程中时，控制所述固定电磁头与所述第一端的磁极相同，使所述第一端受第一排斥力与所述缸体锁定。

一些实施例中，当所述梁体成桥后，所述固定电磁头与所述第一端的磁极相同，控制所述固定电磁头与所述第一端之间的第二排斥力小于所述第一排斥力。

本发明提供的技术方案带来的有益效果包括：

本发明实施例提供了一种多功能可调桥梁电磁阻尼器及桥梁，由于所述多功能可调桥梁电磁阻尼器的缸体内设置了固定电磁头，在桥梁的梁体施工的过程中，可以通过调节固定电磁头或者第一端的磁极及其产生磁力的大小，使固定电磁头与活塞杆的第一端产生吸附力或者较大的排斥力，达到活塞杆与缸体锁定的状态，防止施工中的桥梁纵横向移动和转动，便于施工，在梁体合龙之后，再通过调节固定电磁头或者第一端的磁极及其产生磁力的大小，使固定电磁头与活塞杆的第一端能够产生预设大小的排斥力，当地震或许风震发作时，梁体的振动力传递至活塞杆，振动力迫使活塞杆向固定电磁头产生运动，由于活塞杆的第一端与固定电磁头形成同性排斥作用，距离越近，排斥力越大，在这个过程电磁头产生的排斥力逐渐将地震、风震输入的能量消耗，从而减轻梁体的振动作用荷载，因此，该多功能可调桥梁电磁阻尼器可以在桥梁的多种状态中使用，桥梁建成之后也不需拆除，节约了斜拉桥施工过程中的塔梁临时固结装置资源，减少施工工序和环节，加快工程进度，便于施工集中控制操作，确保施工质量和安全，增强了桥梁成桥状态抗震功能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种多功能可调桥梁电磁阻尼器的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种多功能可调桥梁电磁阻尼器的剖视示意图。

图中：1、缸体；11、空腔；12、孔道；13、密封盖；14、左耳板；2、固定电磁头；21、前端；22、后端；3、活塞杆；31、第一端；32、凸块；33、右耳板；4、第一导线；5、第二导线；6、变电器。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供了一种多功能可调桥梁电磁阻尼器及桥梁，其能解决相关技术中桥梁临时固结装置只用于施工阶段，主梁合龙后，临时固结装置均拆除作废，较浪费资源的问题。

参见图1和图2所示，为本发明实施例提供的一种多功能可调桥梁电磁阻尼器，在实际使用时，可以将所述多功能可调桥梁电磁阻尼器的一端与桥墩固定，另一端与梁体固定，其可以包括：缸体1，缸体1内部可以具有空腔11，且缸体1内可以设有固定电磁头2，其中，固定电磁头2固定设置于空腔11的一端，与缸体1相对静止；活塞杆3，其可以具有穿设于缸体1内的第一端31，且第一端31收容于空腔11内，可在空腔11内沿活塞杆3的轴线移动；通过控制固定电磁头2的磁极与第一端31的磁极相反或者相同，可以使缸体1与活塞杆3锁定或解锁，当缸体1与活塞杆3锁定后，缸体1与活塞杆3不会发生相对移动，可以防止施工中的桥梁纵横向移动和转动，便于施工，当缸体1与活塞杆3解锁后，缸体1与活塞杆3可以相对移动，且固定电磁头2与活塞杆3第一端31之间的排斥力能够逐渐将地震、风震输入的能量消耗，从而减轻梁体的荷载。

参见图1和图2所示，在一些实施例中，可以在固定电磁头2外缠绕有第一导线4，通过控制第一导线4中电流的方向来调整固定电磁头2正对活塞杆3一端的磁极，具体的，可以将固定电磁头2正对活塞杆3的一端作为其前端21，远离活塞杆3的一端作为其后端22；并且可以直接在活塞杆3外缠绕有第二导线5，使活塞杆3直接作为磁体，通过控制第二导线5中电流的方向来调整活塞杆3正对固定电磁头2一端(也就是第一端31)的磁极，此时，需要在活塞杆3与缸体1之间设置绝缘体将活塞杆3与缸体1隔开，当需要将缸体1与活塞杆3锁定时，则需要控制固定电磁头2的前端21与活塞杆3的第一端31的磁极相反，使固定电磁头2的前端21与活塞杆3的第一端31因较大的磁力吸附在一起，从而将缸体1与活塞杆3锁定；当需要将缸体1与活塞杆3解锁时，则需要控制固定电磁头2的前端21与活塞杆3的第一端31的磁极相同，使固定电磁头2的前端21与活塞杆3的第一端31互相排斥而分离，从而将缸体1与活塞杆3解锁；在桥梁成桥运营状态，可以根据桥梁所需阻尼力的大小等参数，设定第一导线4与第二导线5的额定电流和额定电压，使所述多功能可调桥梁电磁阻尼器能够在有地震和风震的情况下正常工作。

参见图1和图2所示，优选的，可以在缸体1上开设有连通固定电磁头2的孔道12，且孔道12与缸体1的空腔11连通，第一导线4的一端可以穿过孔道12缠绕于固定电磁头2的表面，且第一导线4的另一端可以连接设于多功能可调桥梁电磁阻尼器外部的变电器6，变电器6可以为第一导线4供电，在其他实施例中，还可以在第一导线4与变电器6之间设置UPS(不间断电源)，防止变电器6突然断电，造成固定电磁头2失去磁力，实际使用时，可以将变电器6与中央控制器连接，通过变电器6将中央控制器的外接电源转换成为多功能可调桥梁电磁阻尼器可用的稳定电源；孔道12外还可以设有用于密封缸体1的密封盖13，通过设置密封盖13保证缸体1的空腔11内一直处于密闭状态。

参见图1和图2所示，在一些实施例中，活塞杆3表面可以固设有凸块32，且凸块32可以位于缸体1内，凸块32可以设置于活塞杆3的端部，也可以与端部相隔一段距离，当需要将缸体1与活塞杆3锁定时，可以控制固定电磁头前端21的磁极与第一端31的磁极相同，使固定电磁头2与第一端31产生较大的排斥力，足以使凸块32向远离固定电磁头2的方向移动，并抵持于缸体1端部，通过在活塞杆3上设置凸块32，当固定电磁头2与第一端31之间的排斥力在极限状态时，可以实现缸体1与活塞杆3锁定，当需要解锁时，可以直接减弱固定电磁头2与第一端31之间的排斥力，使其在额定状态下工作，不需要对固定电磁头前端21与活塞杆3第一端31的磁极来回转换。

参见图1和图2所示，在一些可选的实施例中，凸块32可以设于活塞杆3的第一端31，且凸块32可以为电磁铁，其中，凸块32的外径可以与活塞杆3的外径相同，也可以是大于活塞杆3的外径；第二导线5可以缠绕于凸块32外表面，从而使凸块32产生磁性，通过控制缠绕于固定电磁头2外的第一导线4和缠绕于凸块32外的第二导线5中电流的方向，可以使固定电磁头前端21的磁极与凸块32的磁极相反或者相同，当固定电磁头前端21的磁极与凸块32的磁极相反时，缸体1与活塞杆3锁定，当固定电磁头前端21的磁极与凸块32的磁极相同时，缸体1与活塞杆3解除锁定。

参见图1和图2所示，在一些实施例中，还可以在固定电磁头2与凸块32外均缠绕有光纤光缆，并且将光纤光缆与中央控制器连接，在桥梁施工状态和成桥运营状态，可以通过光纤光缆时刻测量固定电磁头2与凸块32表面的应变，并通过中央控制器将测得的应变转变为阻尼力的大小，并且可以设定阻尼力的最大值，从而实现安全预警，防止阻尼力过大损坏多功能可调桥梁电磁阻尼器。

本发明实施例还提供了一种设有上述多功能可调桥梁电磁阻尼器的桥梁，其可以包括：梁体，及设于梁体下方的桥墩；多功能可调桥梁电磁阻尼器的缸体1可以具有左耳板14，缸体1可以通过左耳板14固定于桥墩，多功能可调桥梁电磁阻尼器的活塞杆3可以具有右耳板33，活塞杆3可以通过右耳板33固定于梁体。

在一些实施例中，当梁体在施工过程中时，可以控制固定电磁头2与第一端31的磁极相反，使固定电磁头2与活塞杆3吸附互相在一起，从而将缸体1与活塞杆3锁定。

在一些可选实施例中，当梁体在施工过程中时，还可以控制固定电磁头2与第一端31的磁极相同，使第一端31受第一排斥力紧密抵持于缸体1的端部从而使活塞杆3与缸体1锁定，此时，缠绕于固定电磁头2外的第一导线4中的电流达到极限值。

在一些实施例中，当梁体成桥后，设置固定电磁头2与第一端31的磁极相同，并控制第一导线4中的电流在额定状态下工作，使固定电磁头2与第一端31之间的第二排斥力小于第一排斥力，当产生地震和风震时，活塞杆3能够相对缸体1进行移动，并且在排斥力的作用下逐渐将地震、风震输入的能量消耗。

本发明实施例提供的一种多功能可调桥梁电磁阻尼器及桥梁的原理为：

由于所述多功能可调桥梁电磁阻尼器的缸体1内设置了固定电磁头2，在桥梁的梁体施工的过程中，可以通过调节固定电磁头2或者第一端31的磁极及其产生磁力的大小，使固定电磁头2与活塞杆3的第一端31产生吸附力或者较大的排斥力，达到活塞杆3与缸体1锁定的状态，防止施工中的桥梁纵横向移动和转动，便于施工，在梁体合龙之后，再通过调节固定电磁头2或者第一端31的磁极及其产生磁力的大小，使固定电磁头2与活塞杆3的第一端31能够产生预设大小的排斥力，当地震或许风震发作时，梁体的振动力传递至活塞杆3，振动力迫使活塞杆3向固定电磁头2产生运动，由于活塞杆3的第一端31与固定电磁头2形成同性排斥作用，距离越近，排斥力越大，在这个过程电磁头产生的排斥力逐渐将地震、风震输入的能量消耗，从而减轻梁体的振动作用荷载，因此，该多功能可调桥梁电磁阻尼器可以在桥梁的多种状态中使用，桥梁建成之后也不需拆除，节约了斜拉桥施工过程中的塔梁临时固结装置资源，减少施工工序和环节，加快工程进度，便于施工集中控制操作，确保施工质量和安全，增强了桥梁成桥状态抗震功能。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；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。

需要说明的是，在本发明中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种多功能可调桥梁电磁阻尼器，其特征在于，其包括：

缸体(1)，所述缸体(1)内设有固定电磁头(2)；

活塞杆(3)，其具有穿设于所述缸体(1)内的第一端(31)；

通过控制所述固定电磁头(2)的磁极与所述第一端(31)的磁极相反或者相同，使所述缸体(1)与所述活塞杆(3)锁定或解锁。

2.如权利要求1所述的多功能可调桥梁电磁阻尼器，其特征在于：

所述固定电磁头(2)外缠绕有第一导线(4)，所述活塞杆(3)外缠绕有第二导线(5)，通过控制所述第一导线(4)和所述第二导线(5)中电流的方向，使所述固定电磁头(2)的磁极与所述第一端(31)的磁极相反或者相同。

3.如权利要求2所述的多功能可调桥梁电磁阻尼器，其特征在于：

所述缸体(1)开设有连通所述固定电磁头(2)的孔道(12)，所述孔道(12)外设有用于密封所述缸体(1)的密封盖(13)，所述第一导线(4)通过所述孔道(12)连接所述固定电磁头(2)与变电器(6)。

4.如权利要求1所述的多功能可调桥梁电磁阻尼器，其特征在于：

所述活塞杆(3)固设有凸块(32)，且所述凸块(32)位于所述缸体(1)内，通过控制所述固定电磁头(2)的磁极与所述第一端(31)的磁极相同，使所述凸块(32)抵持于所述缸体(1)端部，所述缸体(1)与所述活塞杆(3)锁定。

5.如权利要求4所述的多功能可调桥梁电磁阻尼器，其特征在于：

所述凸块(32)设于所述第一端(31)，且所述凸块(32)为电磁铁；

所述固定电磁头(2)外缠绕有第一导线(4)，所述凸块(32)外缠绕有第二导线(5)，通过控制所述第一导线(4)和所述第二导线(5)中电流的方向，使所述固定电磁头(2)的磁极与所述凸块(32)的磁极相反或者相同。

6.如权利要求5所述的多功能可调桥梁电磁阻尼器，其特征在于：

所述固定电磁头(2)与所述凸块(32)外均缠绕有光纤光缆，用于测定所述固定电磁头(2)与所述凸块(32)表面的应变。

7.一种设有如权利要求1-6任一项所述的多功能可调桥梁电磁阻尼器的桥梁，其特征在于，其包括：

梁体，及设于所述梁体下方的桥墩；

所述多功能可调桥梁电磁阻尼器的缸体(1)固定于所述桥墩，所述多功能可调桥梁电磁阻尼器的活塞杆(3)固定于所述梁体。

8.如权利要求7所述的桥梁，其特征在于：

当所述梁体在施工过程中时，控制所述固定电磁头(2)与所述第一端(31)的磁极相反，使所述固定电磁头(2)与所述活塞杆(3)吸附在一起。

9.如权利要求7所述的桥梁，其特征在于：

当所述梁体在施工过程中时，控制所述固定电磁头(2)与所述第一端(31)的磁极相同，使所述第一端(31)受第一排斥力与所述缸体(1)锁定。

10.如权利要求9所述的桥梁，其特征在于：

当所述梁体成桥后，所述固定电磁头(2)与所述第一端(31)的磁极相同，控制所述固定电磁头(2)与所述第一端(31)之间的第二排斥力小于所述第一排斥力。

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