CN114922057B - 一种用于桥梁的自适应熔断装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于桥梁的自适应熔断装置，包括：壳体、压板组件及至少一个连接组件，壳体的内部中空，且顶部开设有第一通孔，压板组件包括抵接部和压板，抵接部内置于壳体，压板活动设置于壳体的顶部，并连接于抵接部，用于驱动抵接部沿第一通孔的轴向滑动，连接组件包括卡接部和弹性部，卡接部沿第一通孔的径向可滑动连接于壳体，并活动抵接于抵接部，抵接部和卡接部的抵接面中至少一个为倾斜设置的斜面或弧面，弹性部连接于卡接部和壳体，用于提供弹性部移动后复位的弹性力，当沿第一通孔的轴向移动的抵接部抵接卡接部时，可推动卡接部沿第一通孔的径向移动。本发明能解决熔断支座无法起到保护桥梁结构的作用的问题。

Description

一种用于桥梁的自适应熔断装置

技术领域

本发明涉及桥梁建筑技术领域，尤其涉及一种用于桥梁的自适应熔断装置。

背景技术

支座是用以支承和固定结构的部件，广泛应用于桥梁和建筑领域，它能将上部结构承受的荷载、位移和转角可靠地传递给下部结构。对于高烈度地区，采用减隔震装置来尽可能的将结构与可能引起破坏的地震地面运动分离开来，大大减少传递到结构中的地震力和能量。

在固定约束处设置可熔断装置，当地震载荷达到设计值时，支座熔断，释放结构内力和位移，保护结构安全，例如申请号为：CN201910734747.2的中国发明专利，名称为：一种具有熔断机制的桥梁横向限位装置，包括上板、抗剪块、抗剪销、转动套和下板，所述抗剪块位于上板底部并通过抗剪销竖向穿过二者固定为一体，所述抗剪块下部嵌套插入转动套中且二者之间的接触面为球面形成球面转动副，所述转动套置于下板上，转动套横向两侧面与下板横向两侧的横向限位结构内侧面接触形成纵向平面滑动副。本发明的有益效果是：抗剪块下部与转动套的接触面形成球面转动副，能够适应桥梁的竖向转角、水平向转角；对桥梁进行横向限位的同时，还能适应纵向水平位移，有利于桥梁体系的稳定；抗剪块与上板之间通过抗剪销连接固定，抗剪销断裂后，桥梁将随着下方的结构一起运动，可保护桥梁主体结构。此类结构中的抗剪销由于长期承受剪力，抗剪销轴的性能因疲劳而降低，使得预设定的熔断载荷难以得到保证。

因此，亟需一种用于桥梁的自适应熔断装置，解决现有技术中抗剪销轴由于长期承受剪力后其性能因疲劳而降低，使得预设定的熔断载荷难以得到保证，从而导致熔断支座无法起到保护桥梁结构的作用的问题。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种用于桥梁的自适应熔断装置，解决现有技术中抗剪销轴由于长期承受剪力后其性能因疲劳而降低，使得预设定的熔断载荷难以得到保证，从而导致熔断支座无法起到保护桥梁结构的作用的技术问题。

为达到上述技术目的，本发明的技术方案提供一种用于桥梁的自适应熔断装置，包括：

壳体，所述壳体的内部中空，且顶部开设有第一通孔；

压板组件，包括抵接部和压板，所述抵接部内置于所述壳体，所述压板活动设置于所述壳体的顶部，并连接于所述抵接部，用于驱动所述抵接部沿所述第一通孔的轴向滑动；

至少一个连接组件，包括卡接部和弹性部，所述卡接部沿所述第一通孔的径向可滑动连接于所述壳体，并活动抵接于所述抵接部，所述抵接部和所述卡接部的抵接面中至少一个为倾斜设置的斜面或弧面，所述弹性部连接于所述卡接部和所述壳体，用于提供所述弹性部移动后复位的弹性力，当沿所述第一通孔的轴向移动的抵接部抵接所述卡接部时，可推动所述卡接部沿所述第一通孔的径向移动。

进一步的，所述抵接部包括卡板和连接杆，所述卡板活动内置于所述壳体，所述连接杆的一端穿过所述第一通孔连接于所述卡板、另一端连接于所述压板。

进一步的，所述卡板的周向侧壁开设有至少一个卡槽，所述卡槽的侧壁为倾斜设置的斜面或弧面，所述卡接部包括卡接块和卡块，所述卡接块沿所述第一通孔的径向活动内置于所述壳体，所述卡块配合卡接于所述卡槽，并连接于所述卡接块的一端。

进一步的，所述弹性部包括第一弹簧，所述第一弹簧沿所述第一通孔的径向设置，且所述第一弹簧的一端连接于所述壳体的内壁、另一端连接于所述卡接块的另一端。

进一步的，所述弹性部还包括固定块，所述固定块固定连接于所述壳体的内部，且其相对所述卡板的一侧开设有滑槽，所述卡接块滑动插设于所述滑槽，第一弹簧内置于所述滑槽，且其一端连接于所述滑槽的底部内壁、另一端连接于所述卡接块的另一端。

进一步的，还包括至少一个限位组件，所述限位组件包括泄压板和缓冲部，所述泄压板与所述卡接块一一对应设置，所述泄压板设置于所述卡接块的上方，并活动抵接于所述卡接块，所述缓冲部的一端抵接于所述压板、另一端抵接于所述泄压板，用于提供所述泄压板移动后复位的弹性力，当所述压板受到的压力达到设定值时，所述泄压板沿靠近所述卡接块的方向运动，并与所述卡接块卡接，以限制所述卡接部沿所述第一通孔的径向滑动。

进一步的，所述泄压板呈阶梯状，并包括第一板体和第二板体，所述第一板体相对所述第二板体靠近所述卡接块设置，所述第一板体的顶部活动抵接于所述卡接块的侧壁。

进一步地，所述泄压板还包括第三板体，所述第三板体连接于所述第一板体，且其相对所述卡接块的一端开设有斜面或弧面，且所述第三板体沿靠近连接块的方向横截面积逐渐减小，所述卡接部还包括连接块，所述连接块的一端连接于所述卡接块、另一端连接于所述卡块，所述连接块呈圆台形，且其沿靠近所述卡板的方向横截面积逐渐减小，所述连接块的周向外壁配合所述第三板体设置。

进一步的，所述第二板体远离所述连接块的最远端开设有插槽，所述壳体的顶部相对所述插槽开设有至少一个第二通孔，所述缓冲部包括压杆、固定环及至少一个第二弹簧，所述压杆穿过所述第二通孔，且其一端活动插设于所述插槽、另一端抵接于所述压板，所述固定环内置于所述壳体，并固定套设于所述压杆，所述第二弹簧沿所述压杆的轴向设置，并套设于所述压杆，所述第二弹簧的一端抵接于所述第二板体、另一端抵接于所述固定环。

进一步的，所述连接组件的数量为多个，多个所述卡块沿所述卡板的周向侧壁均匀设置，并配合卡接于所述卡槽。

与现有技术相比，本发明的有益效果包括：桥梁结构连接于压板的上方，并可带动压板和抵接部一起沿第一通孔的轴线活动，卡接部沿第一通孔的径向可滑动连接于壳体，并活动抵接于抵接部，抵接部和卡接部的抵接面中至少一个为倾斜设置的斜面或弧面，用于通过抵接部沿第一通孔的轴向滑动推动卡接部沿第一通孔的径向滑动，弹性部连接于卡接部和壳体，用于提供弹性部移动后复位的弹性力，以使得当沿第一通孔的轴向移动的抵接部抵接卡接部时，可推动卡接部沿第一通孔的径向移动，这样的结构，利用抵接部推动卡接部，从而使泄压板与卡接块斜面或弧面接触，释放桥梁压力，来避免抗剪销轴的性能因疲劳而降低，用于解决现有技术中抗剪销轴由于长期承受剪力后其性能因疲劳而降低，使得预设定的熔断载荷难以得到保证，从而导致熔断支座无法起到保护桥梁结构的作用的问题。

附图说明

图1是本发明实施例所提供的一种用于桥梁的自适应熔断装置的剖视结构示意图；

图2是图1中A处的局部放大示意图；

图3是本发明实施例所提供的一种用于桥梁的自适应熔断装置另一种状态下的剖视结构示意图；

图4是图3中B处的局部放大示意图；

图5是是本发明实施例所提供的泄压板的剖视结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理，并非用于限定本发明的范围。

请参阅图1，本发明提供了一种用于桥梁的自适应熔断装置，包括：壳体1、压板组件2及至少一个连接组件3，壳体1的内部中空，且顶部开设有第一通孔11，压板组件2包括压板22和抵接部21，抵接部21内置于壳体1，压板22活动设置于壳体1的顶部，并连接于抵接部21，用于驱动抵接部21沿第一通孔11的轴向滑动，连接组件3包括卡接部31和弹性部32，卡接部31沿第一通孔11的径向可滑动连接于壳体1，并活动抵接于抵接部21，抵接部21和卡接部31的抵接面中至少一个为倾斜设置的斜面或弧面，弹性部32连接于卡接部31和壳体1，用于提供弹性部32移动后复位的弹性力，当沿第一通孔11的轴向移动的抵接部21抵接卡接部31时，可推动卡接部31沿第一通孔11的径向移动。

可以理解，桥梁结构连接于压板22的上方，当桥梁结构受到压力时可带动压板22和抵接部21一起沿第一通孔11的轴线向下滑动，抵接部21和卡接部31的抵接面中至少一个为倾斜设置的斜面或弧面，且卡接部31活动抵接于抵接部21，使得向下滑动的抵接部21推动卡接部31沿第一通孔11的径向滑动，同时弹性部32连接于卡接部31和壳体1，用于提供弹性部32移动后复位的弹性力，以使得当沿第一通孔11的轴向移动的抵接部21抵接卡接部31时，可推动卡接部31沿第一通孔11的径向移动，这样的结构，利用抵接部推动卡接部，从而使泄压板与卡接块斜面或弧面接触，释放桥梁压力，来避免抗剪销轴的性能因疲劳而降低。

进一步地，本发明中的熔断装置设置于上方的桥梁结构和下方的固定结构之间，起连接作用，此处熔断装置的作用为本领域技术人员所公知的常规设置，此处不作过多阐述。

更进一步地，本装置中连接组件3的数量为多个，多个卡接部31沿抵接部21的周向侧壁均匀设置，并配合卡接，用于达到更好的稳定性和缓冲效果，此处连接组件3的数量可以为三个、四个、五个或者多个，此处不作过多的阐述。

还进一步地，为了方便本装置的安装和拆卸及重复使用，本装置中壳体1的底部设置为可拆卸的结构，此处可以通过螺钉等连接方式进行连接，此处不作过多阐述。

如图1所示，抵接部21包括卡板211和连接杆212，卡板211活动内置于壳体1，连接杆212的一端穿过第一通孔11连接于卡板211、另一端连接于压板22。

可以理解，卡板211活动内置于壳体1，连接杆212与卡板211和压板22均相连接，用于起连接作用，使卡板211沿第一通孔11的轴向滑动。

如图1、图3所示，卡接部31包括卡接块311、卡块312以及一端连接于卡块312、另一端连接于卡接块311的连接块313。

其中，卡板211的周向侧壁开设有至少一个卡槽2111，卡槽2111的侧壁为倾斜设置的斜面或弧面，卡接块311沿第一通孔11的径向活动内置于壳体1，卡块312配合卡接于卡槽2111，并连接于卡接块311的一端。

可以理解，卡块312可卡槽2111相互配合设置，用于通过倾斜设置的斜面或者弧面，实现本装置中将竖直方向上的力转化为水平方向的力，即卡板211沿竖直方向的滑动转化为卡块312沿水平方向的运动。

具体的，如图1至图4所示，本发明中卡槽2111沿靠近第一通孔11的轴线的方向，且卡块312与卡槽2111的抵接面呈弧形，此处还可以为其他设置方式进行替代，此处不作过多阐述。

进一步地，本发明中卡槽2111的底部内壁还设置有用于避免卡块312和卡槽2111底部内壁刚性碰撞的橡胶垫。

如图1、图3所示，弹性部32包括第一弹簧321和固定块322。

其中，第一弹簧321沿第一通孔11的径向设置，且第一弹簧321的一端连接于壳体1的内壁、另一端连接于卡接块311的另一端，用于通过第一弹簧321的弹性回复力，来对压板22受到的压力进行自适应缓冲，使得弹性部32的弹性回复力保证熔断前卡接部31平面承载，从而避免抗剪销轴的性能因疲劳而降低。

其中，固定块322固定连接于壳体1的内部，且其相对卡板211的一侧开设有滑槽3221，卡接块311滑动插设于滑槽3221，第一弹簧321内置于滑槽3221，且其一端连接于滑槽3221的底部内壁、另一端连接于卡接块311的另一端。

可以理解，本装置中通过固定块322上开设滑槽3221的方式来固定和安装第一弹簧321，保证弹簧连接的稳定性。

进一步地，本装置中卡接块311相对滑槽3221的一端开设有台阶，滑槽3221的底部内壁设置有凸台，第一弹簧321的两端分别套设于卡接块311的台阶和滑槽3221的凸台上，防止卡接块311与壳体发生脱落。

如图1至图5所示，本装置中还包括至少一个限位组件4，限位组件4包括泄压板41和缓冲部42，泄压板41与卡接块311一一对应设置，泄压板41设置于卡接块311的上方，并活动抵接于卡接块311，缓冲部42的一端抵接于压板22、另一端弹性抵接于泄压板41，用于提供压板22和泄压板41移动后复位的弹性力，当压板22受到的压力达到设定值时，卡板211驱使卡接块311向壳体1第一通孔11径向收缩，泄压板41与卡接块311平面接触转为斜面或弧面接触，载荷急剧下降，本装置发生熔断。

可以理解，限位组件4设置与卡接部31的上方，在对压板22受到的压力起到一定的弹性缓冲作用，同时，当压板22受到的压力达到熔断值时，卡块312从卡槽2111挤出，卡接块311与泄压板41接触面脱开，泄压板41向下运动，与连接块313的斜面或者弧面抵接，从而限制卡接部31沿第一通孔11的径向滑动，即本装置发生熔断，从而对连接于上方的桥梁结构起保护作用。

如图1至图5所示，泄压板41呈阶梯状，并包括第一板体411和第二板体412，第一板体411相对第二板体412靠近卡接块311设置，第一板体411的顶部活动抵接于卡接块311的侧壁。

可以理解，当压板22受到的压力小于设定的熔断值时，泄压板41始终活动抵接于卡接块311的上方，卡接部31可以沿第一通孔11的径向滑动，利用弹性部32的弹性回复力保证熔断前卡接部31平面承载，在此过程中，泄压板41的第一板体411的顶部始终抵接于卡接块311的外壁。

进一步地，当压板22受到的压力大于设定的熔断值时，卡接块311在卡板211的作用力下靠近滑槽3221的底部运动并插设于滑槽3221，此时泄压板41的第一板体411与卡接块311分离，且由于泄压板41受缓冲部42的作用向下运动，从而限制卡接部31沿第一通孔11的轴向滑动，即此时本装置发生熔断。

如图1至图5所示，泄压板41还包括第三板体413，第三板体413连接于第一板体411，且其相对连接块313的一端开设有斜面或弧面，且第三板体413的横截面积沿靠近连接块313的方向呈逐渐减小的趋势，卡接部31还包括连接块313，连接块313的一端连接于卡接块311、另一端连接于卡块312，连接块313的横断面呈锥形，且其沿靠近卡板211的方向横截面积逐渐减小。

可以理解，第三板体413和连接块313的配合设置的斜面或者弧面，用于对卡接部31沿第一通孔11的径向滑动起导向作用。

如图1至图5所示，第二板体412远离连接块313的最远端开设有插槽4121，壳体1的顶部相对插槽4121开设有至少一个第二通孔12，缓冲部42包括压杆421、固定环422及至少一个第二弹簧423，压杆421穿过第二通孔12，且其一端活动插设于插槽4121、另一端抵接于压板22，固定环422内置于壳体1，并固定套设于压杆421，第二弹簧423沿压杆421的轴向设置，并套设于压杆421，第二弹簧423的一端抵接于第二板体412、另一端抵接于固定环422。

可以理解，本装置中通过压杆421、固定环422及至少一个第二弹簧423的配合对压板22受到的压力起缓冲作用，此处第二弹簧423为碟簧，此处碟簧为本领域技术人员所公知的常规设置，此处不作过多的阐述。

本发明的具体工作流程，桥梁结构连接于压板22的上方，当桥梁结构受到压力时可带动压板22和抵接部21一起沿第一通孔11的轴线向下滑动，抵接部21和卡接部31的抵接面中至少一个为倾斜设置的斜面或弧面，且卡接部31活动抵接于抵接部21，使得向下滑动的抵接部21推动卡接部31沿第一通孔11的径向滑动，同时弹性部32连接于卡接部31和壳体1，用于提供弹性部32移动后复位的弹性力，以使得当沿第一通孔11的轴向移动的抵接部21抵接卡接部31时，可推动卡接部31沿第一通孔11的径向移动，这样的结构，利用弹性部32的弹性回复力保证熔断前卡接部31平面承载，来避免抗剪销轴的性能因疲劳而降低。

使用者在使用时，将压板22与上方的桥梁连接，且壳体1与下方的固定结构连接，当压板22受到压力时，卡板211沿第一通孔11的轴线向下运动，用于驱动相互卡接的卡块312和卡槽2111发生相对滑动，以使得卡块312压缩第一弹簧321沿第一通孔11的径向远离卡板211运动。

进一步地，当压板22受到的压力小于本装置设定的熔断值时，泄压板41始终活动抵接于卡接块311的上方，此时卡接部31可以沿第一通孔11的径向滑动，通过弹性部32的弹性回复力保证熔断前卡接部31平面承载，在此过程中，泄压板41的第一板体411的顶部始终抵接于卡接块311的外壁，且卡块312始终配合卡接于卡槽2111。

更进一步地，当压板22受到的压力大于设定的熔断值时，卡接块311在卡板211的作用力下靠近滑槽3221的底部运动并插设于滑槽3221，此时泄压板41的第一板体411与卡接块311分离，且卡块312与卡槽2111分离，且由于泄压板41受缓冲部42的作用向下运动，限制卡接部31沿第一通孔11的径向滑动，即此时本装置发生熔断，此时本装置不起作用，从而对上方的桥梁起到保护作用。

这样的结构，利用弹性部32的弹性回复力保证熔断前卡接部31平面承载，来避免抗剪销轴的性能因疲劳而降低，能解决现有技术中抗剪销轴由于长期承受剪力后其性能因疲劳而降低，使得预设定的熔断载荷难以得到保证，从而导致熔断支座无法起到保护桥梁结构的作用的问题。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于桥梁的自适应熔断装置，其特征在于，包括：

壳体，所述壳体的内部中空，且顶部开设有第一通孔；

压板组件，包括抵接部和压板，所述抵接部内置于所述壳体，所述压板活动设置于所述壳体的顶部，并连接于所述抵接部，用于驱动所述抵接部沿所述第一通孔的轴向滑动；

至少一个连接组件，包括卡接部和弹性部，所述卡接部沿所述第一通孔的径向可滑动连接于所述壳体，并活动抵接于所述抵接部，所述抵接部和所述卡接部的抵接面中至少一个为倾斜设置的斜面或弧面，所述弹性部连接于所述卡接部和所述壳体，用于提供所述弹性部移动后复位的弹性力，当沿所述第一通孔的轴向移动的抵接部抵接所述卡接部时，可推动所述卡接部沿所述第一通孔的径向移动。

2.根据权利要求1所述的用于桥梁的自适应熔断装置，其特征在于，所述抵接部包括卡板和连接杆，所述卡板活动内置于所述壳体，所述连接杆的一端穿过所述第一通孔连接于所述卡板、另一端连接于所述压板。

3.根据权利要求2所述的用于桥梁的自适应熔断装置，其特征在于，所述卡板的周向侧壁开设有至少一个卡槽，所述卡槽的侧壁为倾斜设置的斜面或弧面，所述卡接部包括卡接块和卡块，所述卡接块沿所述第一通孔的径向活动内置于所述壳体，所述卡块配合卡接于所述卡槽，并连接于所述卡接块的一端。

4.根据权利要求3所述的用于桥梁的自适应熔断装置，其特征在于，所述弹性部包括第一弹簧，所述第一弹簧沿所述第一通孔的径向设置，且所述第一弹簧的一端连接于所述壳体的内壁、另一端连接于所述卡接块的另一端。

5.根据权利要求4所述的用于桥梁的自适应熔断装置，其特征在于，所述弹性部还包括固定块，所述固定块固定连接于所述壳体的内部，且其相对所述卡板的一侧开设有滑槽，所述卡接块滑动插设于所述滑槽，第一弹簧内置于所述滑槽，且其一端连接于所述滑槽的底部内壁、另一端连接于所述卡接块的另一端。

6.根据权利要求3所述的用于桥梁的自适应熔断装置，其特征在于，还包括至少一个限位组件，所述限位组件包括泄压板和缓冲部，所述泄压板与所述卡接块一一对应设置，所述泄压板设置于所述卡接块的上方，并活动抵接于所述卡接块，所述缓冲部的一端抵接于所述压板、另一端抵接于所述泄压板，用于提供所述泄压板移动后复位的弹性力，当所述压板受到的压力达到设定值时，所述泄压板沿靠近所述卡接块的方向运动，并与所述卡接块卡接，以限制所述卡接部沿所述第一通孔的径向滑动。

7.根据权利要求6所述的用于桥梁的自适应熔断装置，其特征在于，所述泄压板呈阶梯状，并包括第一板体和第二板体，所述第一板体相对所述第二板体靠近所述卡接块设置，所述第一板体的顶部活动抵接于所述卡接块的侧壁。

8.根据权利要求7所述的用于桥梁的自适应熔断装置，其特征在于，所述泄压板还包括第三板体，所述第三板体连接于所述第一板体，且其相对所述卡接块的一端开设有斜面或弧面，且所述第三板体沿靠近连接块的方向横截面积逐渐减小，所述卡接部还包括连接块，所述连接块的一端连接于所述卡接块、另一端连接于所述卡块，所述连接块呈圆台形，且其沿靠近所述卡板的方向横截面积逐渐减小，所述连接块的周向外壁配合所述第三板体设置。

9.根据权利要求8所述的用于桥梁的自适应熔断装置，其特征在于，所述第二板体远离所述连接块的最远端开设有插槽，所述壳体的顶部相对所述插槽开设有至少一个第二通孔，所述缓冲部包括压杆、固定环及至少一个第二弹簧，所述压杆穿过所述第二通孔，且其一端活动插设于所述插槽、另一端抵接于所述压板，所述固定环内置于所述壳体，并固定套设于所述压杆，所述第二弹簧沿所述压杆的轴向设置，并套设于所述压杆，所述第二弹簧的一端抵接于所述第二板体、另一端抵接于所述固定环。

10.根据权利要求3所述的用于桥梁的自适应熔断装置，其特征在于，所述连接组件的数量为多个，多个所述卡块沿所述卡板的周向侧壁均匀设置，并配合卡接于所述卡槽。