CN203295963U - 钢阻尼防碰撞防落梁装置 - Google Patents

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耿波
张茜
王福敏
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Abstract

本实用新型公开了一种钢阻尼防碰撞防落梁装置,包括圆筒和固定设置在圆筒两端的左盖板和右盖板;圆筒内设置阻尼系统,阻尼系统的一端固定连接在右盖板上,另一端固定连接滑动连杆,滑动连杆的自由端穿过左盖板并延伸至圆筒外,滑动连杆上位于左盖板的两侧设置外限位挡板和内限位挡板;所述右盖板外侧固定设置固定连杆。由于采用阻尼器进行吸能,从而大大提高了桥梁整体的稳定性,有效减小了地震等的破坏性,防撞防落效果十分理想。而且结构简单,制造容易,而且相邻部件之间的“节点”较少,有利于进一步提高防撞防落装置的整体强度。

Description

钢阻尼防碰撞防落梁装置
技术领域
[0001] 本实用新型涉及桥梁抗震装置,特别涉及一种采用阻尼元件以防止桥梁碰撞或脱落的装置。
背景技术
[0002] 从历次震害可以看出,桥梁结构发生频次最高的破坏形式为落梁破坏及碰撞破坏。落梁破坏是指桥梁的上部结构与支承其的下部结构脱离,即主梁从桥墩或桥台处脱离,造成主梁悬空、折断,或坠落的现象。碰撞破坏是指相邻联之间的桥梁上部结构,即主梁之间的空隙被完全压缩,发生相互碰撞,造成主梁端部碎裂的现象。产生落梁破坏的原因在于桥梁的上部结构与下部结构间的支承长度较小,不足以应对上部结构过大的地震位移。然而如果根据地震分析结果设置支承长度,往往会造成下部结构尺寸过大,经济性差。产生碰撞破坏的原因在于相邻联之间的桥梁上部结构运动的不同步性。运动的不同步性几乎是不可避免的,这是因为相邻两联桥的动力特性总会存在差异,在地震作用下的运动模式也不尽相同。在桥梁抗震领域,对于防落梁装置的研究较多,但大都限于刚性构件,如钢绞线拉索或钢性链条。刚性构件发挥作用时,结构受力陡然增大,会造成连接部位发生局部破坏,进而造成防落梁装置失效。对于防碰撞装置的研究大都限于主梁与横向限位挡块之间的碰撞,较少涉及相邻联主梁之间的碰撞。
[0003] 针对上述不足,专利申请号为201210438108.X的多阶段防落梁防碰撞装置试图解决上述技术问题,其作用原理是通过弹簧的缓冲作用以减缓和限制桥梁构建的相对位移,以克服采用刚性连接构建造成的连接部位发生局部破坏的问题。但是,通过模拟实验与结果分析证明,该结构仍然存在以下不足:第一,采用弹簧以发挥碰撞或拉伸时的缓冲减震作用,因其为弹性变形,而非塑性变形,其稳定性差,防撞防落效果不够理想,容易造成桥梁的二次破坏,原因在于采用弹簧只是改变了能量的形式(由碰撞产生的动能转换为弹簧的弹性势能),而没有起到吸能、耗能甚至消能的作用。第二,采用多级滑动限位系统,结构复杂,制作成本较低。第三,拉伸时靠弹簧变形和钢绞线进行限位,压缩时仅靠弹簧变形将能量转化为弹簧的弹性势能,并没有形成滞回耗能作用,相对于巨大的桥梁结构运动能量相t匕,转化的能量非常有限。
实用新型内容
[0004] 有鉴于此,本实用新型的目的是提供一种钢阻尼防碰撞防落梁装置,采用阻尼部件以消耗和吸收桥梁撞击能量,提高防撞放落效果和稳定性,避免发生二次破坏。
[0005] 本实用新型的目的是通过以下技术手段实现的:一种钢阻尼防碰撞防落梁装置,包括圆筒和固定设置在圆筒两端的左盖板和右盖板;圆筒内设置阻尼系统,阻尼系统的一端固定连接在右盖板上,另一端固定连接滑动连杆,滑动连杆的自由端穿过左盖板并延伸至圆筒外,滑动连杆上位于左盖板的两侧设置外限位挡板和内限位挡板;所述右盖板外侧固定连接固定连杆。[0006] 进一步,所述阻尼系统由阻尼器构成;所述阻尼器包括外圈、内圈和均匀设置在外圈和内圈之间的支撑肋。
[0007] 进一步,所述支撑肋为圆弧形,弧度为π/3— π。
[0008] 进一步,所述阻尼器外圈的半径R为5—25cm,内圈的半径r为2—15cm ;夕卜圈和内圈的径向厚度t均为0.4一2cm ;阻尼器的厚度d为2—30cm。
[0009] 进一步,所述阻尼系统由多个阻尼器串联而成,相邻两个阻尼器所在的平面相互垂直。
[0010] 进一步,所述外圈、内圈和支撑肋均由阻尼比为0.03—0.05的阻尼材料制成。
[0011] 进一步,所述阻尼材料采用Q235钢、铬钥合金钢或2Crl3不锈钢。
[0012] 进一步,所述外圈的外侧对称设置两受力面。
[0013] 进一步,所述滑动连杆和固定连杆的自由端均连接有安装支座。
[0014] 本实用新型的有益效果:本实用新型的钢阻尼防碰撞防落梁装置,包括圆筒和固定设置在圆筒两端的左盖板和右盖板;圆筒内设置阻尼系统,阻尼系统的一端固定连接在右盖板上,另一端固定连接滑动连杆,滑动连杆的自由端穿过左盖板并延伸至圆筒外,滑动连杆上位于左盖板的两侧设置外限位挡板和内限位挡板;所述右盖板外侧固定设置固定连杆。与现有采用弹簧等弹性放落防碰撞装置相比,有益效果有:
[0015] 第一,本实用新型的工作原理为:通过安装支座将其固定在两桥梁之间,当两桥梁发生相对位移时,首先通过滑动连杆和固定连杆将力传递作用在阻尼系统上,阻尼系统通过被压缩或拉伸发挥阻尼作用,在有效限制位移继续发生的同时,阻尼系统消耗和吸收大量能量,减小甚至消除阻尼系统对桥梁的反作用力,使桥梁不再受力而静止,从而大大提高了桥梁整体的稳定性,有效减小了地震等的破坏性,防撞防落效果十分理想。
[0016] 第二,现有专利申请号为201210438108.X的多阶段防落梁防碰撞装置,在桥梁之间发生较小的位移时,其内的弹簧甚至限位挡块均不会发生有效作用,桥梁之间可发生一定距离的位移,当弹簧和限位挡块真是发生效果后,桥梁之间实际上已经产生了较大的位移,严重影响了防撞防落效果;而本实用新型的防碰撞防落装置,使用时通过安装支座将其牢牢固定在两桥梁之间,当桥梁之间发生相对位移时,其可立即发生相反方向的作用,限制桥梁位移的继续发生,当桥梁被实际限制位移后,桥梁所发生的位移量与前者相比大大减小,防撞防落效果十分明显。
[0017] 第三,与现有专利申请号为201210438108.X的多阶段防落梁防碰撞装置相比,结构简单,制造容易,而且相邻部件之间的“节点”较少,有利于进一步提高防撞防落装置的整体强度。
附图说明
[0018] 下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步描述。
[0019] 图1为本实用新型的结构示意图;
[0020] 图2为图1中的A— A向剖视图;
[0021] 图3为本实用新型中阻尼器的结构示意图。
具体实施方式[0022] 以下将结合附图对本实用新型进行详细说明,如图所示:本实施例的钢阻尼防碰撞防落梁装置,包括圆筒6和固定设置在圆筒两端的左盖板3和右盖板8 ;圆筒内设置阻尼系统7,阻尼系统的一端固定连接在右盖板8上,另一端固定连接滑动连杆4,滑动连杆的自由端穿过左盖板3并延伸至圆筒外,滑动连杆4上位于左盖板3的两侧设置外限位挡板2和内限位挡板5 ;所述右盖板外侧固定连接固定连杆9。其中,所述阻尼系统由阻尼器构成;所述阻尼器包括外圈7a、内圈7d和均匀设置在外圈和内圈之间的支撑肋7b,所述外圈、内圈和支撑肋均由阻尼材料制成;通过理论分析结合试验反复验证,本实用新型优选采用阻尼比为0.03-0.05的阻尼材料,能够最大限度的发挥阻尼吸能作用;具体可采用Q235钢、铬钥合金钢或2Crl3不锈钢,可通过市场购买而得。
[0023] 作为上述技术方案的进一步改进,所述阻尼器外圈7a的半径R为5—25cm,具体取R=8cm ;内圈7d的半径r为2—15cm ;具体取r=7cm ;外圈和内圈的径向厚度t均为0.4一2cm,具体取t=lcm ;阻尼器的厚度d为2—30cm ;具体取d=6cm。所述支撑肋7b为圆弧形,弧度rad为/3一 n ,具体取rad=0.5 n。通过建立模型分析和反复实验验证,优选出R、r、t、d和rad等参数,吸能效果非常理想,综合性能优越,合适选择安装数量可适用于现有各种型号的桥梁。
[0024] 作为上述技术方案的进一步改进,所述阻尼系统由多个阻尼器串联而成,相邻两个阻尼器所在的平面相互垂直。垂直布置更加有利于装置受力的稳定性,不易发生面外变形,更有利于发挥钢阻尼元件的滞回耗能作用。
[0025] 作为上述技术方案的进一步改进,所述外圈7a的外侧对称设置两受力面7c。设置受力面使阻尼器在受到撞击时是面受力,而不是点受力,受力均衡。
[0026] 作为上述技术方案的进一步改进,所述滑动连杆4和固定连杆9的自由端均连接有安装支座I。便于固定,安装简单,使用方便。
[0027] 最后说明的是,以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制,尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围,其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (9)

1.一种钢阻尼防碰撞防落梁装置,其特征在于:包括圆筒(6)和固定设置在圆筒两端的左盖板(3)和右盖板(8);圆筒内设置阻尼系统(7),阻尼系统的一端固定连接在右盖板(8 )上,另一端固定连接滑动连杆(4 ),滑动连杆的自由端穿过左盖板(3 )并延伸至圆筒外,滑动连杆(4)上位于左盖板(3)的两侧设置外限位挡板(2)和内限位挡板(5);所述右盖板外侧固定连接固定连杆(9)。
2.根据权利要求1所述的钢阻尼防碰撞防落梁装置,其特征在于:所述阻尼系统由阻尼器构成;所述阻尼器包括外圈(7a)、内圈(7d)和均匀设置在外圈和内圈之间的支撑肋(7b)。
3.根据权利要求2所述的钢阻尼防碰撞防落梁装置,其特征在于:所述支撑肋(7b)为圆弧形,弧度为π /3— 31。
4.根据权利要求3所述的钢阻尼防碰撞防落梁装置,其特征在于:所述阻尼器外圈(7a)的半径R为5—25cm,内圈(7d)的半径r为2—15cm ;外圈和内圈的径向厚度t均为0.4—2cm ;阻尼器的厚度d为2 — 30cm。
5.根据权利要求2所述的钢阻尼防碰撞防落梁装置,其特征在于:所述阻尼系统由多个阻尼器串联而成,相邻两个阻尼器所在的平面相互垂直。
6.根据权利要求2所述的钢阻尼防碰撞防落梁装置,其特征在于:所述外圈、内圈和支撑肋均由阻尼比为0.03-0.05的阻尼材料制成。
7.根据权利要求6所述的钢阻尼防碰撞防落梁装置,其特征在于:所述阻尼材料采用Q235钢、铬钥合金钢或2Crl3不锈钢。
8.根据权利要求2所述的钢阻尼防碰撞防落梁装置,其特征在于:所述外圈(7a)的外侧对称设置两受力面(7c )。
9.根据权利要求1所述的钢阻尼防碰撞防落梁装置,其特征在于:所述滑动连杆(4)和固定连杆(9)的自由端均连接有安装支座(I)。
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CN106835952A (zh) * 2017-04-01 2017-06-13 核工业西南勘察设计研究院有限公司 一种组合式抗震系统以及组合式抗震桥梁

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