CN113818338A - 桥梁及其水平双向减振/震支座与减振/震方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种桥梁及其水平双向减振/震支座与减振/震方法,包括:上支座板、下支座板、球面副和阻尼系统,所述阻尼系统包括:一对横向连杆、一对粘滞阻尼器和锁定组件,每个所述粘滞阻尼器两端的活塞杆分别通过一个安装在所述下支座板上的软钢阻尼器与一对所述横向连杆连接;锁定组件,连接在每个所述粘滞阻尼器与所述软钢阻尼器之间,用于将所述软钢阻尼器与所述活塞杆的连接切换为与所述粘滞阻尼器的缸筒连接。本发明通过将支座、粘滞阻尼器、软钢阻尼器集成一体化,实现纵横双向减振/震控制,充分发挥各阻尼器的减振/震作用,极大地提高了减振/震效率。
Description
技术领域
本发明属于桥梁减振/震技术领域,尤其涉及一种桥梁及其水平双向减振/震支座与减振/震方法。
背景技术
近年来,我国在大跨度桥梁建设取得瞩目成就。但是在温度、车辆荷载、列车荷载、风荷载和地震等外界荷载作用下易产生较大的振动响应,亟须提出合理的减振装置实现大跨度桥梁振动控制。
为实现对大跨度桥梁振动控制,专利CN111576189B公开了一种大跨度桥梁纵向减振/震的速度型与位移型阻尼器组合系统,其包括粘滞阻尼器、软钢阻尼器和切换装置,通过设置粘滞阻尼器、软钢阻尼器和切换装置,实现对大跨度桥梁纵向响应的控制,专利CN112160235A公开了一种桥梁用电涡流阻尼钢支座,通过电涡流阻尼器实现地震工况下对桥梁结构单一方向的减震,上述专利都是在大跨度桥梁的塔梁间设置单一方向的减振/震装置,依然存在以下不足:(1)通过纵横向分别单独安装减振装置,实现单一方向的减振/震控制,并存在相互干扰的问题,影响减振/震效果,且易导致横向减振/震装置的破坏。(2)粘滞阻尼器在大地震作用下的大速度会造成粘滞阻尼器破坏甚至失效。(3)软钢阻尼器在温度造成的大位移下会破坏,进而失去减振能力。(4)支座与减振/震装置通常是分离式安装,安装空间要求更高,安装步骤更为复杂。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种桥梁及其水平双向减振/震支座与减振/震方法,通过将支座、粘滞阻尼器、软钢阻尼器集成一体化,实现纵横双向减振/震控制,充分发挥各阻尼器的减振/震作用,极大地提高了减振/震效率。
为此,本发明实施例一方面提供的桥梁水平双向减振/震支座,包括:
上支座板,用于与桥梁的主梁连接;
下支座板,用于与桥梁的桥塔或桥台连接;
球面副,连接在所述上支座板与所述下支座板之间;
阻尼系统,设置在所述上支座板和所述下支座板之间;
其特征在于,所述阻尼系统包括:
一对横向连杆,所述横向连杆的延伸方向与所述桥梁的横向平行;
一对粘滞阻尼器,每个所述粘滞阻尼器两端的活塞杆各自通过一个安装在所述下支座板上的软钢阻尼器分别与一对所述横向连杆连接;
锁定组件,连接在每个所述粘滞阻尼器与所述软钢阻尼器之间,用于将所述软钢阻尼器与所述活塞杆的连接切换为与所述粘滞阻尼器的缸筒连接;
所述球面副位于一对所述粘滞阻尼器和一对所述横向连杆围成的空间内,所述粘滞阻尼器的活塞杆的延伸方向与所述桥梁的纵向平行;
每个所述粘滞阻尼器的缸筒通过第一连接件连接在所述上支座板上,每根所述横向连杆通过第二连接件连接在所述上支座板上。
具体的,所述第一连接件上设有供所述缸筒滑动穿设的第一条形孔,所述第一条形孔的延伸方向与所述桥梁的横向平行,所述缸筒上位于所述第一连接件的两侧固定设有防止所述缸筒相对所述上支座板沿所述桥梁的纵向移动的第一限位挡板。
具体的,所述第二连接件上设有供所述横向连杆滑动穿设的第二条形孔,所述第二条形孔的延伸方向与所述桥梁的纵向平行,所述横向连杆上位于所述第二连接件的两侧固定设有防止所述横向连杆相对所述上支座板沿所述桥梁的横向移动的第二限位挡板。
具体的,所述软钢阻尼器包括基座、多个减震榫和顶板,多个所述减震榫竖直固定设置在所述基座的顶部,每个所述减震榫的顶端固联有球形型传力头,所述球形型传力头匹配安装在所述顶板底部的安装腔内,所述基座固定安装在所述下支座板上,所述活塞杆和所述横向连杆均与所述顶板连接。
具体的,所述锁定组件包括基板、锁定件、配合件、剪断销钉以及固定件;
所述锁定件固定设置在所述缸筒上,所述配合件设置在所述锁定件与所述固定件之间,并且通过滑轨与所述基板连接,所述固定件与所述基板固定连接,所述基板固定安装在所述顶板上;
所述剪断销钉的一端垂直固定安装在所述活塞杆上,另一端滑动安装在所述固定件上的安装通孔中并与所述配合件上的预拉弹性元件连接,所述配合件与所述固定件之间连接有预压弹性元件;其中,
所述锁定件上设有锁止卡槽,所述配合件上设有与所述锁止卡槽相配合的锁止卡块,所述滑轨的延伸方向与所述活塞杆的轴线方向垂直;
当所述活塞杆将所述剪断销钉剪断时,所述配合件在所述预拉弹性元件的弹性力作用下在所述滑轨上朝所述锁止件运动,将所述锁止卡块插入所述锁止卡槽中。
具体的,所述球面副包括:
上转动块,固定设置在所述上支座板上;
下转动块,固定设置在所述下支座板上;
所述上转动块与下转动块组合在一起形成一个球面的转动副。
具体的,所述锁止卡槽在所述锁定件上沿着所述活塞杆轴线方向并排设置多组;
所述锁止卡块在所述配合件上沿着所述活塞杆轴线方向并排设置多组。
具体的,所述剪断销钉位于所述固定件与所述活塞杆之间的部分上设有应力薄弱部。
本发明实施例另一方面还提供一种包括上述桥梁水平双向减振/震支座的桥梁,所述上支座板与桥梁的主梁固定连接,所述下支座板与桥梁的桥塔或桥台固定连接。
本发明实施例另一方面还提供一种桥梁减振/震方法,采用上述桥梁水平双向减振/震支座进行减振/震,将所述上支座板与桥梁的主梁固定连接,将所述下支座板与桥梁的桥塔或桥台固定连接;
当桥梁在正常使用荷载范围及小地震作用下,粘滞阻尼器两端的活塞杆通过锁定组件与软钢阻尼器形成刚性连接,软钢阻尼器处于弹性阶段,可视为一个刚度很大的固定端,此时桥梁结构的响应通过与上支座板相连的第一连接件传递给粘滞阻尼器,粘滞阻尼器可以正常工作并耗能,从而实现对纵桥向响应的控制;
在纵向大地震荷载下,锁定组件被触发,将软钢阻尼器与活塞杆的刚性连接切换为与粘滞阻尼器的缸筒的刚性连接,使得粘滞阻尼器相当于一与主梁固结的刚性连杆,此时,粘滞阻尼器退出工作,软钢阻尼器进入塑性阶段,开始滞回耗能,从而实现其对纵桥向响应的控制;
在横向风荷载、地震荷载作用下,桥梁结构的横向响应通过与上支座板相连相连的第二连接件以及横向连杆传递到软钢阻尼器,软钢阻尼器通过塑性变形耗散地震能量,实现其对横桥向的响应控制。
与现有技术相比,本发明至少一个实施例具有如下有益效果:
(1)本发明在满足支座的基本需求的前提下,将支座、粘滞阻尼器、软钢阻尼器集成一体化,实现纵横双向减振/震控制,充分发挥各阻尼器的减振/震作用,极大地提高了减振/震效率。
(2)本发明的软钢阻尼器能够同时实现纵向减震和横向减震,提高了复合支座在大地震荷载下减振性能的可靠性,减少使用和安装空间,降低了工程造价,并拓展了软钢阻尼器在桥梁纵向减震的应用范围,且纵横向的减振/震互不干扰,保证支座不破坏。
(3)本发明的水平双向减振/震支座更易于安装和节约空间,与传统的分离式减振/震结构相比,实现了减振/震结构与支座一体化,其安装工序更加便捷、占用空间更小。
(4)本发明的支座更易于更换,桥梁震后的恢复,只需更换软钢阻尼器和锁定组件即可,大大提高了维修工作的效率和便利,具有广泛的实际工程应用前景。
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是本发明实施例提供的水平双向减振/震支座结构正视图;
图2是本发明实施例提供的水平双向减振/震支座结构侧视图;
图3是本发明实施例提供的水平双向减振/震支座结构俯视图;
图4是本发明实施例提供的水平双向减振/震支座与桥梁连接示意图;
图5为本发明实施例涉及的粘滞阻尼器结构示意图;
图6为本发明实施例涉及的缸筒与第一连接件连接示意图
图7为本发明实施例涉及的锁定组件结构示意图;
其中:1、上支座板;2、下支座板;3、球面副;301、上转动块;302、下转动块;4、阻尼系统;5、横向连杆;6、粘滞阻尼器;601、活塞杆;602、缸筒;7、锁定组件;701、基板;702、锁定件;703、配合件;704、剪断销钉;705、固定件;706、预拉弹性元件;707、预压弹性元件;8、软钢阻尼器;801、基座;802、多个减震榫;803、顶板;9、第一连接件;10、第二连接件;11、第一条形孔;12、第一限位挡板;13、主梁;14、桥塔或桥台。
具体实施方式
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,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,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作出创造性劳动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。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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。
此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。
参见图1-图5,桥梁水平双向减振/震支座,包括上支座板1、下支座板2、球面副3和阻尼系统4,其中,上支座板1用于与桥梁的主梁13连接,下支座板2用于与桥梁的桥塔或桥台14连接,球面副3连接在上支座板1与下支座板2之间,阻尼系统4设置在上支座板1和下支座板2之间,阻尼系统4包括一对横向连杆5、一对粘滞阻尼器6和锁定组件7。
具体的,横向连杆5的延伸方向与桥梁的横向平行,粘滞阻尼器6的活塞杆601的延伸方向与桥梁的纵向平行,每个粘滞阻尼器6两端的两根活塞杆601各自通过一个安装在下支座板2上的软钢阻尼器8分别与一对横向连杆5连接,锁定组件7连接在每个粘滞阻尼器6与软钢阻尼器8之间,用于将软钢阻尼器8与活塞杆601的连接切换为与粘滞阻尼器6的缸筒602连接,球面副3位于一对粘滞阻尼器6和一对横向连杆5围成的空间内,每个粘滞阻尼器6的缸筒602通过第一连接件9连接在上支座板1上,每根横向连杆5通过第二连接件10连接在上支座板1上。
上述支座对桥梁进行减振/震的机理如下:
大跨度桥梁在受到正常运营阶段的荷载如温度、车辆、风荷载作用时,会产生较小的桥梁纵向响应,在正常运营时的温度和行车荷载作用下,该支座可起到普通支座的作用。在风荷载、小地震作用下,粘滞阻尼器6的两端通过锁定组件7与软钢阻尼器8相连,此时粘滞阻尼器6的出力小于设计锁定力且不超过软钢阻尼器8的屈服力,锁定组件7未被触发,软钢阻尼器8处于弹性阶段,可视为一个刚度很大的固定端。此时桥梁结构的响应通过与上支座板1相连的第一连接件9传递给粘滞阻尼器6,从而实现其对纵桥向响应的控制。
在纵向大地震荷载下,粘滞阻尼器6的活塞杆601出力大于设计锁定力时,锁定组件7被触发,将软钢阻尼器8与活塞杆601的刚性连接切换为软钢阻尼器8与粘滞阻尼器6的缸筒602的刚性连接,使得粘滞阻尼器6相当于一与主梁固结的刚性连杆,进而使粘滞阻尼器6退出工作,软钢阻尼器8进入塑性阶段,开始滞回耗能,从而实现其对纵桥向响应的控制。
在横向风荷载、地震荷载作用下,桥梁的横向响应通过与上支座板1相连的第二连接件10以及横向连杆5传递到软钢阻尼器8,软钢阻尼器8通过塑性变形耗散地震能量,实现其对横桥向的响应控制。
本实施例在满足支座的基本需求的前提下,将支座、粘滞阻尼器6、软钢阻尼器8集成一体化,实现纵横双向减振/震控制,充分发挥各阻尼器的减振/震作用,极大地提高了减振/震效率,特别适应于大跨度桥梁的减振/震。
参见图6,在一些实施例中,第一连接件9上设有供缸筒602滑动穿设的第一条形孔11,缸筒602横向穿过第一条形孔11,缸筒602上位于第一连接件9的两侧固定设有防止缸筒602相对上支座板1沿桥梁的纵向移动的第一限位挡板12,第一条形孔11的延伸方向与桥梁的横向平行,第一连接件9因第一限位挡板12的限制,与缸筒602在桥梁纵向呈刚性连接,在纵向荷载作用下,桥梁结构的纵向响应通过与上支座板1相连的第一连接件9传递给粘滞阻尼器6或软钢阻尼器8,从而实现其对纵桥向响应的控制,横向连杆5则可以顺着第二条形孔在桥梁纵向上自由滑动,不干扰纵桥向减振。
同理,在第二连接件10的上设有供横向连杆5滑动穿设的第二条形孔,横向连杆5横向穿过第二条形孔,横向连杆5上位于第二连接件10的两侧固定设有防止横向连杆5相对上支座板1沿桥梁的横向移动的第二限位挡板,第一条形孔11的延伸方向与桥梁的横向平行,第二条形孔的延伸方向与桥梁的纵向平行,在横向荷载作用下,桥梁结构的横向响应通过与上支座板1相连的第二连接件10传递给软钢阻尼器8,从而实现其对横桥向响应的控制,缸筒602则可以顺着第一条形孔11在桥梁横向上自由滑动,不干扰横桥向减震。
上述结构的减振/震支座,纵横向的减振/震互不干扰,可以充分发挥各阻尼器的减振/震作用,保证支座不破坏,提高了支座在大地震荷载下减震性能的可靠性,减少使用和安装空间,降低了工程造价,并拓展了软钢阻尼器8在桥梁纵向减震的应用范围。
参见图1、图2和图4,在一些实施例中,软钢阻尼器8包括基座801、多个减震榫802和顶板803,多个减震榫802竖直固定设置在基座801的顶部,每个减震榫的顶端固联有球形型传力头,球形型传力头匹配安装在顶板803底部的安装腔内,基座801固定安装在下支座板2上,活塞杆601和横向连杆5均与顶板803连接。此外,为利于减震榫的更换,减震榫与基座801采用螺纹连接。
在本实施例中,粘滞阻尼器6的活塞杆601出力小于设计锁定力时,粘滞阻尼器6可以正常工作,从而在各种小荷载(如风、车辆荷载等)和温度作用下能自由运动不受限制,当遇到地震等大的荷载情况时,活塞杆601的出力大于设计锁定力时,锁定组件7被触发,将粘滞阻尼器6锁定,此时粘滞阻尼器6、锁定组件7以及上支座板1相当于一根刚性连杆,活塞杆601的力从顶板803通过球形型传力头传递到减震榫上,减震榫发生形变开始工作耗能,提供大阻尼力和大位移,从而有效抵抗各种大的动力荷载,使得该减振/震支座能够满足不同动力荷载作用下桥梁的纵横向减振/震要求。
参见图7,在一些实施例中,锁定组件7可以采用专利2020106517036中的结构,该锁定组件7包括基板701、锁定件702、配合件703、剪断销钉704以及固定件705,锁定件702固定设置在缸筒602上,配合件703设置在锁定件702与固定件705之间,并且通过滑轨与基板701连接,固定件705与基板701固定连接,基板701固定安装在顶板803上,剪断销钉704的一端垂直固定安装在活塞杆601上,另一端滑动安装在固定件705上的安装通孔中并与配合件703上的预拉弹性元件706连接,配合件703与固定件705之间连接有预压弹性元件;其中,锁定件702上设有锁止卡槽,配合件703上设有与锁止卡槽相配合的锁止卡块,滑轨的延伸方向与活塞杆601的轴线方向垂直,当活塞杆601将剪断销钉704剪断时,配合件703在预拉弹性元件的弹性力作用下在滑轨上朝锁止件运动,将锁止卡块插入锁止卡槽中。
上述结构的锁定组件7工作原理如下:当活塞杆601出力较小时,剪断销钉704所受到的力小于剪断销钉704的剪断力,粘滞阻尼器6可以正常工作,在活塞杆601出力大于剪断销钉704的剪断力时,剪断销钉704将被剪断,锁定组件7的配合件703上的锁止卡块将卡入锁定件702的锁止卡槽中,与粘滞阻尼器6的缸筒602形成刚性连杆,由于粘滞阻尼系统4通过外部的纯机械实现熔断和锁定,本申请实施例阻尼系统4不仅具有锁定和耗能功能,而且锁定速度可以通过改变剪断销钉704的材料以及大小得以实现;此外,损坏后仅更换剪断销钉704即可,粘滞阻尼器6可以重复利用;同时,在粘滞阻尼器6外部设置锁定组件7可以实现在不额外增大粘滞阻尼器6吨位的前提下实现锁定。当然锁定组件7也可以采用诸如专利2020104277362中具有位置切换功能的锁定组件7。
具体的,锁止卡槽在锁定件702上沿着所述活塞杆601轴线方向并排设置多组,锁止卡块在配合件703上沿着所述活塞杆601轴线方向并排设置多组。为利于销钉的剪断,剪断销钉704上位于固定件705与活塞杆601之间的部分上设有应力薄弱部。
参见图1、图2和图4,在一些实施例中,球面副3包括上转动块301和下转动块302,上转动块301固定设置在上支座板1上,下转动块302固定设置在下支座板2上,上转动块301与下转动块302组合在一起形成一个球面的转动副。这样的设计使得支座在正常运营荷载下(温度、行车荷载)可起到普通支座的作用,并将上部结构荷载传递到下部结构上。
本发明还提供一种包括桥梁,采用上述水平双向减振/震支座。由于本申请提供的桥梁,包含上述任一实施例涉及的水平双向减振/震支座,因至少具备上文所述的优点效果,在此不再一一赘述。
参见图1-图5,本发明还提供一种桥梁减振/震方法,采用上述桥梁水平双向减振/震支座进行减振/震,减振/震过程中,先将上支座板1与桥梁的主梁固定连接,将下支座板2与桥梁的桥塔或桥台固定连接,当桥梁在正常使用荷载范围及小地震作用下,粘滞阻尼器6两端的活塞杆601通过锁定组件7与软钢阻尼器8形成刚性连接,软钢阻尼器8处于弹性阶段,可视为一个刚度很大的固定端,此时桥梁结构的响应通过与上支座板1相连的第一连接件9传递给粘滞阻尼器6,粘滞阻尼器6可以正常工作并耗能,从而实现对纵桥向响应的控制;
在纵向大地震荷载下,锁定组件7被触发,将软钢阻尼器8与活塞杆601的刚性连接切换为与软钢阻尼器8的缸筒602的刚性连接,使得粘滞阻尼器6相当于一与主梁固结的刚性连杆,此时,粘滞阻尼器6退出工作,软钢阻尼器8进入塑性阶段,开始滞回耗能,从而实现其对纵桥向响应的控制;
在横向风荷载、地震荷载作用下,桥梁结构的横向响应通过与上支座板1相连相连的第二连接件10以及横向连杆5传递到软钢阻尼器8,软钢阻尼器8通过塑性变形耗散地震能量,实现其对横桥向的响应控制。
与现有技术相比,本发明提供的减振/震方法具有如下优点效果:在满足支座的基本需求的前提下,将支座、粘滞阻尼器、软钢阻尼器集成一体化,实现纵横双向减振/震控制,充分发挥各阻尼器的减振/震作用,极大地提高了减振/震效率;软钢阻尼器能够同时实现纵向减震和横向减震,提高了复合支座在大地震荷载下减震性能的可靠性,减少使用和安装空间,降低了工程造价,并拓展了软钢阻尼器在桥梁纵向减震的应用范围,且纵横向的减振/震互不干扰,保证支座不破坏。
上述本发明所公开的任一技术方案除另有声明外,如果其公开了数值范围,那么公开的数值范围均为优选的数值范围,任何本领域的技术人员应该理解:优选的数值范围仅仅是诸多可实施的数值中技术效果比较明显或具有代表性的数值。由于数值较多,无法穷举,所以本发明才公开部分数值以举例说明本发明的技术方案,并且,上述列举的数值不应构成对本发明创造保护范围的限制。
同时,上述本发明如果公开或涉及了互相固定连接的零部件或结构件,那么,除另有声明外,固定连接可以理解为:能够拆卸地固定连接(例如使用螺栓或螺钉连接),也可以理解为:不可拆卸的固定连接(例如铆接、焊接),当然,互相固定连接也可以为一体式结构(例如使用铸造工艺一体成形制造出来)所取代(明显无法采用一体成形工艺除外)。
另外,上述本发明公开的任一技术方案中所应用的用于表示位置关系或形状的术语除另有声明外其含义包括与其近似、类似或接近的状态或形状。本发明提供的任一部件既可以是由多个单独的组成部分组装而成,也可以为一体成形工艺制造出来的单独部件。
上述实施例仅仅是清楚地说明本发明所作的举例,而非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说,在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里也无需也无法对所有的实施例予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。
Claims (10)
1.桥梁水平双向减振/震支座,包括上支座板(1)、下支座板(2)、连接在所述上支座板(1)与所述下支座板(2)之间的球面副(3)以及设置在所述上支座板(1)和所述下支座板(2)之间的阻尼系统(4),其特征在于,所述阻尼系统(4)包括:
一对横向连杆(5),所述横向连杆(5)的延伸方向与所述桥梁的横向平行;
一对粘滞阻尼器(6),每个所述粘滞阻尼器(6)两端的活塞杆(601)各自通过一个安装在所述下支座板(2)上的软钢阻尼器(8)分别与一对所述横向连杆(5)连接;
锁定组件(7),连接在每个所述粘滞阻尼器(6)与所述软钢阻尼器(8)之间,用于将所述软钢阻尼器(8)与所述活塞杆(601)的连接切换为与所述粘滞阻尼器(6)的缸筒(602)连接;
所述球面副(3)位于一对所述粘滞阻尼器(6)和一对所述横向连杆(5)围成的空间内,所述粘滞阻尼器(6)的活塞杆(601)的延伸方向与所述桥梁的纵向平行;
每个所述粘滞阻尼器(6)的缸筒(602)通过第一连接件(9)连接在所述上支座板(1)上,每根所述横向连杆(5)通过第二连接件(10)连接在所述上支座板(1)上。
2.根据权利要求1所述的桥梁水平双向减振/震支座,其特征在于:所述第一连接件(9)上设有供所述缸筒(602)滑动穿设的第一条形孔(11),所述第一条形孔(11)的延伸方向与所述桥梁的横向平行,所述缸筒(602)上位于所述第一连接件(9)的两侧固定设有防止所述缸筒(602)相对所述上支座板(1)沿所述桥梁的纵向移动的第一限位挡板(12)。
3.根据权利要求2所述的桥梁水平双向减振/震支座,其特征在于:所述第二连接件(10)上设有供所述横向连杆(5)滑动穿设的第二条形孔,所述第二条形孔的延伸方向与所述桥梁的纵向平行,所述横向连杆(5)上位于所述第二连接件(10)的两侧固定设有防止所述横向连杆(5)相对所述上支座板(1)沿所述桥梁的横向移动的第二限位挡板。
4.根据权利要求1-3任一项所述的桥梁水平双向减振/震支座,其特征在于:所述软钢阻尼器(8)包括基座(801)、多个减震榫(802)和顶板(803),多个所述减震榫(802)竖直固定设置在所述基座(801)的顶部,每个所述减震榫(802)的顶端固联有球形型传力头,所述球形型传力头匹配安装在所述顶板(803)底部的安装腔内,所述基座(801)固定安装在所述下支座板(2)上,所述活塞杆(601)和所述横向连杆(5)均与所述顶板(803)连接。
5.根据权利要求4所述的桥梁水平双向减振/震支座,其特征在于:所述锁定组件(7)包括基板(701)、锁定件(702)、配合件(703)、剪断销钉(704)以及固定件(705);
所述锁定件(702)固定设置在所述缸筒上,所述配合件(703)设置在所述锁定件(702)与所述固定件(705)之间,并且通过滑轨与所述基板(701)连接,所述固定件(705)与所述基板(701)固定连接,所述基板(701)固定安装在所述顶板(803)上;
所述剪断销钉(704)的一端垂直固定安装在所述活塞杆(601)上,另一端滑动安装在所述固定件(705)上的安装通孔中并与所述配合件(703)上的预拉弹性元件连接,所述配合件(703)与所述固定件(705)之间连接有预压弹性元件;其中,
所述锁定件(702)上设有锁止卡槽,所述配合件(703)上设有与所述锁止卡槽相配合的锁止卡块,所述滑轨的延伸方向与所述活塞杆(601)的轴线方向垂直;
当所述活塞杆(601)将所述剪断销钉(704)剪断时,所述配合件(703)在所述预拉弹性元件的弹性力作用下在所述滑轨上朝所述锁止件运动,将所述锁止卡块插入所述锁止卡槽中。
6.根据权利要求5所述的桥梁水平双向减振/震支座,其特征在于:所述球面副(3)包括:
上转动块(301),固定设置在所述上支座板(1)上;
下转动块(302),固定设置在所述下支座板(2)上;
所述上转动块(301)与下转动块(302)组合在一起形成一个球面的转动副。
7.根据权利要求5所述的桥梁水平双向减振/震支座,其特征在于:所述锁止卡槽在所述锁定件(702)上沿着所述活塞杆(601)轴线方向并排设置多组;
所述锁止卡块在所述配合件(703)上沿着所述活塞杆(601)轴线方向并排设置多组。
8.根据权利要求5所述的桥梁水平双向减振/震支座,其特征在于:所述剪断销钉(704)位于所述固定件(705)与所述活塞杆(601)之间的部分上设有应力薄弱部。
9.包含权利要求1-8任一项所述的桥梁水平双向减振/震支座的桥梁,所述上支座板(1)与桥梁的主梁(13)固定连接,所述下支座板(2)与桥梁的桥塔或桥台(14)固定连接。
10.桥梁减振/震方法,其特征在于:采用权利要求1-8任一项所述的桥梁水平双向减振/震支座,将所述上支座板(1)与桥梁的主梁(13)固定连接,将所述下支座板(2)与桥梁的桥塔或桥台(14)固定连接;
当桥梁在正常使用荷载范围及小地震作用下,粘滞阻尼器(6)两端的活塞杆(601)通过锁定组件(7)与软钢阻尼器(8)形成刚性连接,软钢阻尼器(8)处于弹性阶段,可视为一个刚度很大的固定端,此时桥梁结构的响应通过与上支座板(1)相连的第一连接件(9)传递给粘滞阻尼器(6),粘滞阻尼器(6)可以正常工作并耗能,从而实现对纵桥向响应的控制;
在纵向大地震荷载下,锁定组件(7)被触发,将软钢阻尼器(8)与活塞杆(601)的刚性连接切换为与软钢阻尼器(8)的缸筒的刚性连接,使得粘滞阻尼器(6)相当于一与主梁固结的刚性连杆,此时,粘滞阻尼器(6)退出工作,软钢阻尼器(8)进入塑性阶段,开始滞回耗能,从而实现其对纵桥向响应的控制;
在横向风荷载、地震荷载作用下,桥梁结构的横向响应通过与上支座板(1)相连相连的第二连接件(10)以及横向连杆(5)传递到软钢阻尼器(8),软钢阻尼器(8)通过塑性变形耗散地震能量,实现其对横桥向的响应控制。
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