CN117721706B - 一种桥梁动载荷减震抗震装置 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种桥梁动载荷减震抗震装置，包括一级减震、二级减震和三级减震；一级减震包括钢顶板、组合弹性支撑和固定钢板，组合弹性支撑包括填充层和“口”形橡胶块，填充层内设置有两个减震钢板组；二级减震包括不锈钢底座、圆柱钢管体和减震粘滞阻尼器，固定钢板和不锈钢底座外表面设置有挡板，挡板上均呈矩形排列设置有固定螺栓，挡板上开有与挡板上侧固定螺栓位置对应的椭圆形螺栓孔；三级减震包括橡胶垫和钢底板；本发明设置有三级减震，对桥梁的减震效果更好，再挡板上设置椭圆形螺栓孔，便于直接在外部观察抗震减震装置的状况，从而对内部的部件进行更换，其中挡板可拆卸，部件的更换更加，能增加抗震减震装置的使用寿命。

Description

一种桥梁动载荷减震抗震装置

技术领域

本发明涉及桥梁载荷相关技术领域，特别是涉及一种桥梁动载荷减震抗震装置。

背景技术

桥梁是连接城市、地区和国家的重要交通枢纽，其重要性不言而喻。而桥梁由于长年裸露在外，需要面对各种因素对桥梁的影响，如地震、风沙等。其中，地震对于桥梁来说是最严重的挑战，在遇到地震之后，桥梁可能出现会倒塌、开裂等严重情况，从而造成不可预估的人员伤亡和经济损失。

桥梁动载荷减震抗震技术是指在桥梁与台柱之间中引入减震设备，改善桥梁在车辆行驶、风力作用等动载荷情况下的响应，提高桥梁的抗震性能和使用寿命。这种技术不仅可以保护桥梁，还可以降低修建新桥梁的成本。尤其现在大多数桥梁都建在地震带上，桥梁的设计难度和建设成本都很高，如果没有良好的减震抗震能力，在地震等自然灾害中桥梁很难保全。因此，桥梁减震技术对于确保桥梁的安全、降低灾害损失具有非常重要的作用。

现有桥梁减震装置只对桥梁起到竖直方向上的支撑和减震的作用，并且装置复杂，施工难度大，成本高。

中国专利申请号为CN201621253916.9的一种公路桥梁缓冲减震装置，包括与桥梁连接的支撑板和与桥墩连接的支撑底座，所述支撑板的下侧设有多个上固定块，支撑底座的上侧设有多个与上固定块竖直对应的下固定块，上固定块和下固定块之间设有支撑弹簧，支撑板的下侧左右两端均设有支撑柱，支撑底座的上侧左右两端均设有与支撑柱竖直对应的外套筒，第一环形凸缘和第二环形凸缘之间于支撑柱上滑动套设有内套筒，环形凹槽的外侧和外套筒内壁之间填充有弹性材料。

虽然该发明结构稳定可靠，对桥梁结构有着一定保护作用，但该装置结构复杂，施工难度较大。在发生地震时，桥梁不仅受到竖直方向的力还有水平方向的力，使得预制的桥梁板发生水平位移和上下位移，当位移量超过预制桥梁板在桥墩上的搁置宽度后，而此时的桥梁并没有防倾覆装置，容易引发倾覆事故，不仅桥梁受到损坏，而且桥上、桥下的行人和车辆均会出现重大安全事故。

发明内容

本发明旨在提供一种桥梁动载荷减震抗震装置，能解决传统的桥梁减震装置结构复杂，安装困难，无法从外界直接观察到装置的承受极限的问题。

为此，本发明采用的技术方案为：一种桥梁动载荷减震抗震装置，包括从上到下依次设置在桥梁体与台柱之间的一级减震、二级减震和三级减震；

所述一级减震包括预埋在桥梁体底部的矩形的钢顶板、设置在钢顶板下方的组合弹性支撑和设置在组合弹性支撑下方的固定钢板，所述组合弹性支撑包括设置在钢顶板中部正下方的填充层和环绕在填充层外的“口”形橡胶块，所述填充层内横向并排对称设置有两个减震钢板组，所述组合弹性支撑及固定钢板通过螺钉紧固到钢顶板上；

所述二级减震包括设置在固定钢板下方的不锈钢底座、设置在不锈钢底座上的圆柱钢管体和呈矩形排列设置在圆柱钢管体四周的四个减震粘滞阻尼器，所述减震粘滞阻尼器上端位于填充层的顶角与“口”形橡胶块的交界处，所述不锈钢底座上对应开有用于安装减震粘滞阻尼器的限位凹槽，所述固定钢板和不锈钢底座外表面设置有挡板，所述挡板上均呈矩形排列设置有固定螺栓，所述挡板上侧的固定螺栓与“口”形橡胶块连接，挡板下侧的固定螺栓与不锈钢底座连接，所述挡板上开有与挡板上侧固定螺栓位置对应的椭圆形螺栓孔；

所述三级减震包括设置在不锈钢底座下方的橡胶垫和预埋在桥梁台柱顶部的钢底板，橡胶垫通过螺钉紧固到钢底板上。

作为上述方案的优选，所述减震粘滞阻尼器的阻尼介质为铁磁流体。使用铁磁流体作为阻尼介质的减震粘滞阻尼器的体积较小，易于安装与更换。

进一步优选为，所述减震粘滞阻尼器外表面套有缓冲弹簧。在减震粘滞阻尼器的外表面套设缓冲弹簧，提高减震能力。

进一步优选为，所述挡板材质为不锈钢。不锈钢材质的挡板，能更好的对二级减震中的圆柱钢管体以及减震粘滞阻尼器进行保护。

进一步优选为，所述橡胶垫为GJZF4橡胶垫。GJZF4矩形橡胶支座是一种四氟滑板式支座，不受支座本身剪切变形量的限制，能满足一些桥梁的大位移量需要。

进一步优选为，所述不锈钢底座、橡胶垫和钢底板之间均通过环氧树脂粘接。环氧固化物的内聚强度大，胶接强度高。

本发明的有益效果：

（1）减震抗震装置设置有一级、二级和三级减震，在受到上方桥梁向下施加的压力时，一级减震中的减震钢板组将受到的压力向两侧分散，两侧的压力向下传递给减震粘滞阻尼器，减震粘滞阻尼器设置在填充层的四个角与“口”形橡胶块的交界处，能均匀受到减震钢板组分散传递的压力，受力更加均匀，经减震粘滞阻尼器减震之后再将压力传递给下方的橡胶垫进行减震，三级减震对桥梁的减震效果更好；

（2）在二级减震的挡板上设置有与上侧固定螺栓位置对应的椭圆形螺栓孔，在上方的一级减震受到力的冲击发生形变时，连接在“口”形橡胶块上的螺栓会随之一起发生位置的改变，在外则表现为，螺栓在螺丝孔上的位置向下方移动，当移动到最下方时，即此时的抗震减震装置的承受能力达到极限，以便及时更换减震零部件；

（3）挡板设置为螺栓连接在“口”形橡胶块与不锈钢底座之间，便于拆卸，当需要对内部的减震粘滞阻尼器进行更换或者维修时，将挡板进行拆卸，并在不锈钢底座上设置千斤顶对上方的固定钢板进行支撑之后，再对减震粘滞阻尼器进行更换，定期对内部的部件进行更换，使用寿命更长。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本发明的结构图。

图2是本发明的内部结构图。

图3是本发明的透视图（俯视状态）。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步的描述。

如图1-3所示，一种桥梁动载荷减震抗震装置，主要由从上到下依次设置在桥梁体与台柱之间的一级减震、二级减震和三级减震组成。

其中，一级减震由预埋在桥梁体底部的矩形的钢顶板1、设置在钢顶板1下方的组合弹性支撑和设置在组合弹性支撑下方的固定钢板2组成，组合弹性支撑由设置在钢顶板1中部正下方的填充层3和环绕在填充层3外的“口”形橡胶块4组成，填充层3内横向并排对称设置有两个减震钢板组5，在填充层3内横向并排对称设置两个减震钢板组5，由减震钢板组5将上方桥梁传递的压力进行分散，分散之后的压力向减震钢板组5下方两侧传递，减少一级减震受到的压力，组合弹性支撑及固定钢板2通过螺钉6紧固到钢顶板1上，连接更加方便。

二级减震由设置在固定钢板2下方的不锈钢底座7、设置在不锈钢底座7上的圆柱钢管体8和呈矩形排列设置在圆柱钢管体8四周的四个减震粘滞阻尼器9组成，通过圆柱钢管体8进行支撑，并由减震粘滞阻尼器9接受上方减震钢板组5传递的压力，并减缓传递来的振动以及将其消耗，进一步减少向下传递的压力，其中，减震粘滞阻尼器9的阻尼介质为铁磁流体，使用铁磁流体作为阻尼介质的减震粘滞阻尼器9的体积较小，易于安装与更换。

减震粘滞阻尼器9外表面套有缓冲弹簧16。在减震粘滞阻尼器9的外表面套设缓冲弹簧16，能进一步接收上方传递下来的压力，根据弹簧自身的特性来提高减震能力。减震粘滞阻尼器9上端位于填充层3的顶角与“口”形橡胶块4的交界处，能更好地接受上方传递的压力，并对上方的填充层3和“口”形橡胶块4进行支撑，不锈钢底座7上对应开有用于安装减震粘滞阻尼器9的限位凹槽10，设置限位凹槽10便于减震粘滞阻尼器9在更换或者维修时对其进行定位，方便安装。

固定钢板2和不锈钢底座7外表面设置有挡板11，挡板11材质为不锈钢。不锈钢材质的挡板11，能更好的对二级减震中的圆柱钢管体8以及减震粘滞阻尼器9进行保护。挡板11上均呈矩形排列设置有固定螺栓12，挡板11上侧的固定螺栓12与“口”形橡胶块4连接，挡板11下侧的固定螺栓12与不锈钢底座7连接，挡板11上开有与挡板11上侧固定螺栓12位置对应的椭圆形螺栓孔13，将挡板11上侧的固定螺栓12连接在橡胶块4上，当一级减震因桥梁的振动而发生变形或者位移时，固定螺栓12的位置会随之发生改变，观测固定螺栓12在椭圆形的螺栓孔上的位置，来判断减震抗震装置的压力承受程度，决定是否对二级减震中的减震粘滞阻尼器9进行更换，能够直观的在外部观察到减震抗震装置的状况，更加安全方便。

三级减震由设置在不锈钢底座7下方的橡胶垫14和预埋在桥梁台柱顶部的钢底板15组成，橡胶垫14通过螺钉6紧固到钢底板15上。橡胶垫14为GJZF4橡胶垫14。GJZF4矩形橡胶支座是一种四氟滑板式支座，GJZF4橡胶垫14与不锈钢底座7之间的低摩擦系数，上部构造的水平位移，不受支座本身剪切变形量的限制，能满足一些桥梁的大位移量需要，且还具有构造简单、价格低廉、无需养护、易于更换、缓冲隔震、建筑高度低等特点。不锈钢底座7、橡胶垫14和钢底板15之间均通过环氧树脂粘接。环氧固化物的内聚强度大，胶接强度高。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种桥梁动载荷减震抗震装置，其特征在于，包括从上到下依次设置在桥梁体与台柱之间的一级减震、二级减震和三级减震；

所述一级减震包括预埋在桥梁体底部的矩形的钢顶板(1)、设置在钢顶板(1)下方的组合弹性支撑和设置在组合弹性支撑下方的固定钢板(2)，所述组合弹性支撑包括设置在钢顶板(1)中部正下方的填充层(3)和环绕在填充层(3)外的“口”形橡胶块(4)，所述填充层(3)内横向并排对称设置有两个减震钢板组(5)，所述组合弹性支撑及固定钢板(2)通过螺钉（6）紧固到钢顶板(1)上；

所述二级减震包括设置在固定钢板(2)下方的不锈钢底座(7)、设置在不锈钢底座(7)上的圆柱钢管体(8)和呈矩形排列设置在圆柱钢管体(8)四周的四个减震粘滞阻尼器(9)，所述减震粘滞阻尼器(9)上端位于填充层(3)的顶角与“口”形橡胶块(4)的交界处，所述不锈钢底座(7)上对应开有用于安装减震粘滞阻尼器(9)的限位凹槽(10)，所述固定钢板(2)和不锈钢底座(7)外表面设置有挡板(11)，所述挡板(11)上均呈矩形排列设置有固定螺栓(12)，所述挡板(11)上侧的固定螺栓(12)与“口”形橡胶块(4)连接，挡板(11)下侧的固定螺栓(12)与不锈钢底座(7)连接，所述挡板(11)上开有与挡板(11)上侧固定螺栓(12)位置对应的椭圆形螺栓孔(13)；

所述三级减震包括设置在不锈钢底座(7)下方的橡胶垫(14)和预埋在桥梁台柱顶部的钢底板(15)，橡胶垫(14)通过螺钉（6）紧固到钢底板(15)上。

2.根据权利要求1中所述的一种桥梁动载荷减震抗震装置，其特征在于，所述减震粘滞阻尼器(9)的阻尼介质为铁磁流体。

3.根据权利要求1中所述的一种桥梁动载荷减震抗震装置，其特征在于，所述减震粘滞阻尼器(9)外表面套有缓冲弹簧(16)。

4.根据权利要求1中所述的一种桥梁动载荷减震抗震装置，其特征在于，所述挡板(11)材质为不锈钢。

5.根据权利要求1中所述的一种桥梁动载荷减震抗震装置，其特征在于，所述橡胶垫(14)为GJZF4橡胶垫(14)。

6.根据权利要求5中所述的一种桥梁动载荷减震抗震装置，其特征在于，所述不锈钢底座(7)、橡胶垫(14)和钢底板(15)之间均通过环氧树脂粘接。