CN214939344U - 一种桥梁支座的液压调平装置以及分布式液压调平系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于桥梁安全液压设备技术领域，具体的讲涉及一种桥梁支座的液压调平装置以及桥梁的分布式液压调平系统，能够实现同桥梁的梁端或者同桥梁的所有支座在单位面积上的压强均匀相等，特别适用于桥梁支座的调平缓冲、受力监控。其包括具有封闭底座的缸筒，设置在缸筒内的活塞体，活塞体的下部设置由弹性材料制成的油包，油包与设置在缸筒内的油路连通；活塞体包括与油包接触的受力盘以及设置在受力盘上部的传力杆。该新型液压调平装置能够对桥梁支座进行高度调节、液压缓冲刚性冲击，具有结构紧凑、操作方便的特点，尤其是安装在桥梁支座底部与单片机控制器形成的分布式液压调平系统，能够实时监控各个桥梁支座的受力状况，调整液压确保受力均匀、桥面平稳。

Description

一种桥梁支座的液压调平装置以及分布式液压调平系统

技术领域

本实用新型属于桥梁安全液压设备技术领域技术领域，具体的讲涉及一种桥梁支座的液压调平装置以及分布式液压调平系统，能够实现同桥梁的梁端或者同桥梁的所有支座在单位面积上的压强均匀相等，特别适用于桥梁支座的调平缓冲、受力监控。

背景技术

桥梁支座是桥梁梁体结构和下部墩台基础连接的中间环节，桥梁支座是一个重要的受力构件，承受桥梁上部恒载与活载造成的冲击效应，同时，还起到传力的作用，将荷载效应传递到下部基础，保证桥跨结构在各种荷载工况下的位移和转动的要求。尤其是受到温度、混凝土收缩等作用下，桥梁支座同样能够适应上部结构的转角和位移，使上部结构可自由变形而不产生额外的附加内力，确保荷载传递符合力学要求。

目前，桥梁在梁体、墩台、支座等在生产制造、组合装配过程中由于加工误差、安装误差导致的同一座桥梁上的支座不能均衡、平稳承受上部结构的施力，桥面出现挠度后，个别支座受力过大，有的支座完全不受力，甚至同一支座也受力不均匀，造成桥梁支座严重的疲劳磨损，缩短了使用寿命；其次是，桥梁动载产生的冲击力完全依靠支座承受，对支座刚性损伤过大，梁体支座与墩台间缺乏有效的缓冲，尤其是在冬季、寒冷地区由于低温使支座内橡胶组件的缓冲能力降低，而球型支座由于其自身没有橡胶部件不能将桥梁上部结构的冲击力、振动波有效缓冲，对桥墩、支座造成严重损坏；再次是，当发生地质灾害或者其他不可预见的因素使相邻桥墩产生高低位移时，桥梁支座缺乏高度补偿结构，无法完成自控调平，需要耗费人力物力对支座维修更换，施工周期长、也影响桥梁正常运行；再次是，现有桥梁梁体底部往往设置多个支座，其受力状况不能实时监控，工作过程中出现受力不均匀的状况时，也不能对每个支座的受力及时调节，支座自控调平智能化程度低，具有很大的安全隐患。

实用新型内容

本实用新型的目的就是提供一种能够对桥梁支座进行高度调节、液压缓冲刚性冲击增强对支座和桥墩的保护，并且结构紧凑、操作方便的液压调平装置以及分布式液压调平系统。

为实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案为：

一种桥梁支座的液压调平装置，其特征在于：包括具有封闭底座的缸筒，所述缸筒内设置由弹性材料制成的油包，所述油包直接与桥梁支座的底部接触，或者所述油包的上部设置活塞体，所述油包与设置在所述缸筒内的油路连通；所述活塞体包括与所述油包接触的受力盘以及设置在所述受力盘上部的传力杆，所述传力杆与桥梁支座底部接触。

构成上述一种桥梁支座的液压调平装置的附加技术特征还包括：

——所述受力盘与缸筒内壁之间具有环型间隙，所述受力盘的侧部周边呈凸圆弧状；

——所述油包为容纳压力油的囊体，构成所述囊体的弹性材料为橡胶复合材料；

——所述囊体与受力盘之间设置由柔性材料制成的缓冲层，所述柔性材料包括硅橡胶、氟橡胶或丁腈橡胶；

——所述传力杆的顶面开设定位槽体，用于卡合桥梁支座的底部；所述缸筒的底面设置若干紧固螺栓或锚固钢筋，用于连接桥墩。

本实用新型还提供了一种桥梁的分布式液压调平系统，其特征在于：包括多个上述的液压调平装置，其分布安装在桥梁同一端部的支座下面或者桥梁底部的所有支座下面，其缸筒内的油路与支管连接，所述支管上设置换向阀，所有所述支管彼此连通。

构成上述一种桥梁的分布式液压调平系统的附加技术特征还包括：

——所述换向阀包括手动控制阀或者与单片机连接的电磁阀；

——所述支管均与主管连通，所述主管通过动力泵与油罐连接，所述主管上设置截止阀，所述动力泵和截止阀均与单片机电气连接。

本实用新型所提供的一种桥梁支座的液压调平装置同现有技术相比，具有以下优点：其一，由于该新型液压调平装置包括具有封闭底座的缸筒以及设置在缸筒内的活塞体，活塞体下部由油包驱动升降运动，避免了传统液压油缸对动载刚性冲击的承受能力低，冲击幅度或者压力变化较大时易造成活塞密封失效，液压支撑力减弱等问题，具有结构简单紧凑、操作方便快捷的优点；其二，由于油包与设置在缸筒内的油路连通，活塞体包括与油包接触的受力盘以及设置在受力盘上部的传力杆，油包由弹性材料制成，通过缸筒内的油路对油包内动力油脂的输送和排放，实现油包体积的增大或缩小，从而推动活塞体升降，实现高度调节和冲击缓冲功能；其三，由于受力盘与缸筒内壁之间具有环型间隙，受力盘的侧部周边呈凸圆弧状，在油包膨胀和收缩时，受力盘随同升降，并且具有多角度位移变化，可以根据桥梁实际使用工况，配合桥梁支座进行倾斜摆动，提高了桥梁受力的自适应能力，增强了桥梁支座的安全性能。其四，将上述液压调平装置安装在桥梁支座底部形成了多点分布式液压调平系统，其缸筒内的油路与支管连接，所有支管彼此连通并且每一个支管上设置换向阀，换向阀的变向值可以根据桥梁工况预设，当支管内的压力值超过变向值后，换向阀打开，实现所用油包互联互通，均压稳定，确保各个支座受力平衡；进一步的，换向阀与单片机电气连接后，实现了整体实时监控，动态调节的目的，提高了桥梁支座的智能化水平和安全运行效果。

附图说明

图1为本实用新型一种桥梁支座的液压调平装置的结构示意图；

图2为本实用新型一种桥梁的分布式液压调平系统的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型所提供的一种桥梁支座的液压调平装置以及分布式液压调平系统的结构和工作原理作进一步的详细说明。

参见图1，为本实用新型所提供的一种桥梁支座的液压调平装置的结构示意图。该新型液压调平装置包括具有封闭底座10的缸筒1，缸筒1内设置由弹性材料制成的油包3，油包3直接与桥梁支座A的底部接触，或者油包3的上部设置活塞体2，油包3与设置在缸筒1内的油路11连通；活塞体2包括与油包3接触的受力盘21以及设置在受力盘21上部的传力杆22，传力杆22与桥梁支座A底部接触。

其工作原理为：该装置可以安装在桥梁梁体B底部与桥墩C之间，其缸筒1内的活塞体2由油包3驱动升降，活塞体2的受力盘21与油包3接触，其上部的传力杆22支撑桥梁支座A的底部，由弹性材料制成的油包3与缸筒1内的油路11连通，通过动力油的输送和排放，实现油包3的膨胀和收缩，具有快速平稳调高、有效减缓冲击的效果，相较于传统的液压油缸，具有接受压力幅度大、承受刚性冲击烈度高等优点，还不易出现活塞密封失效、支撑力减弱等问题。

需要说明的是，该装置还可以通过微调支座高度，重新分配超静定结构支座反力，解决多跨连续梁、连续刚度等结构边跨过渡墩墩顶支座易出现负反力问题，改变了传统采用压重、拉力支座等方式，具有降低成本提高支座耐久性等优点。

在构成上述桥梁支座液压调平装置的结构中，

——作为较佳的实施方式，上述受力盘21与缸筒1内壁之间具有环型间隙a，供受力盘21倾斜摆动，从而适应桥梁支座的多角度位移变化，配合桥梁实际受力状况，实现倾斜缓冲效果，减少振动损坏，优选地，受力盘21的侧部周边呈凸圆弧状b，在倾斜摆动时，与缸筒1内壁滑动顺畅，减小摩擦损伤，提高受力盘21转动、倾斜的效果；

——上述油包3为容纳压力油的囊体，油包3的膨胀和收缩依靠对其进行注油和排油实现，为了提高油包3的弹性形变和耐压耐磨性能，构成囊体的弹性材料为橡胶复合材料，橡胶复合材料是橡胶与金属材料、补强纤维构成的复合材料，一般以帘线(聚酯、尼龙、人造丝、钢丝等)为增强相、橡胶为基体，除具有一般复合材料的特点外，还具有粘弹性、大变形、高模量比(可高达3～4个数量级)等特性，对活塞体2驱动能力强，缓解刚性冲击承受度大，在具体使用场合，油包的囊体甚至可以直接与桥梁支座接触，去掉活塞体，直接驱动桥梁支座升降运动；

——可选的，上述囊体与受力盘21之间设置由柔性材料制成的缓冲层4，柔性材料包括硅橡胶、氟橡胶或丁腈橡胶，即缓冲层起到减少受力盘21对囊体的磨损的作用，便于维修更换，显著延长囊体的使用寿命，提高液压调平装置的运行安全；

——为了便于该液压调平装置的安装使用，当其应用在桥梁结构时，传力杆22的顶面开设定位槽体20，用于卡合桥梁支座A的底部，其缸筒1的底面设置若干紧固螺栓12或锚固钢筋，用于连接桥梁墩台C的混凝土结构，具有连接紧密、安装牢靠的特点。

本实用新型还提供了一种桥梁的分布式液压调平系统，具体说来，在每一个桥梁支座A与桥梁墩台C之间安装一个上述液压调平装置或者在桥梁B同一梁端的所有桥梁支座A下面安装上述液压调平装置，形成分布式液压调平结构，液压调平装置的缸筒1内油路11与支管5连接，支管5用于输送压力油，支管5上设置换向阀51，所有支管5彼此连通。

其工作原理为：换向阀51的变向阈值根据桥梁实际工况预设，当每一个液压调平装置的支管5彼此连通后，当其中一个压力超过预设阈值时，换向阀51开启，实现各个支管5之间的互通，确保每一个支座下的油包3压力均匀，受力均衡。

在构成上述桥梁的分布式液压调平系统的结构中，

——优选地，上述换向阀51包括手动控制阀，便于根据桥梁实际情况进行人工干预，切断、变向支管5内压力油的流向和流量，为处理紧急突发状况提供有效手段，或者换向阀51设置与单片机9控制器连接的电磁阀，实现自动控制，提高设备的自动化、智能化程度，单片机为逻辑数控单元，可以是单个的plc控制器，也可以整合为计算机控制系统；

——作为较佳的实施方式，上述支管5均与主管6连通，主管6通过动力泵7与油罐8连接，主管6上设置截止阀61，当桥面动载冲击幅度大或者出现震动倾斜状况时，桥梁底部的支座出现受力不均衡，个别支座受力多大，液压调平装置的油包3受压收缩严重，此时需要加大油压，开启截止阀61后，动力泵7将液压油注入支管5网络后，对特定支座下的油包3注油，提高支撑高度，促使桥面平整，当异常情况消失后，截止阀61关闭，所有支路5再次实现互通，确保所有油包3的压力均匀；

优选地，动力泵7、截止阀61以及换向阀51均与单片机9电气连接，单片机9为数控机构，其包括设置在支管5和主管6上压力传感器，用于收集压力数据；存储器以及运算控制单元，能够快速向动力泵7、截止阀61、换向阀51发送控制指令，实现实时监测、动态自控调节的目的；

另一种使用情形是，当个别桥梁支座A需要维修更换时，可以将其支管5上的换向阀51切断，同时开启主管6上的截止阀61，动力泵7向其他正常工作的液压调平装置注油，增大油包3体积，从而提高支撑高度，使异常桥梁支座A脱离受力，便于维修更换等操作。

Claims (8)

1.一种桥梁支座的液压调平装置，其特征在于：包括具有封闭底座的缸筒，所述缸筒内设置由弹性材料制成的油包，所述油包直接与桥梁支座的底部接触，或者所述油包的上部设置活塞体，所述油包与设置在所述缸筒内的油路连通；所述活塞体包括与所述油包接触的受力盘以及设置在所述受力盘上部的传力杆，所述传力杆与桥梁支座底部接触。

2.根据权利要求1所述的一种桥梁支座的液压调平装置，其特征在于：所述受力盘与缸筒内壁之间具有环型间隙，所述受力盘的侧部周边呈凸圆弧状。

3.根据权利要求1所述的一种桥梁支座的液压调平装置，其特征在于：所述油包为容纳压力油的囊体，构成所述囊体的弹性材料为橡胶复合材料。

4.根据权利要求3所述的一种桥梁支座的液压调平装置，其特征在于：所述囊体与受力盘之间设置由柔性材料制成的缓冲层，所述柔性材料包括硅橡胶、氟橡胶或丁腈橡胶。

5.根据权利要求1所述的一种桥梁支座的液压调平装置，其特征在于：所述传力杆的顶面开设定位槽体，用于卡合桥梁支座的底部；所述缸筒的底面设置若干紧固螺栓或锚固钢筋，用于连接桥墩。

6.一种桥梁的分布式液压调平系统，其特征在于：包括多个权利要求1至5所述的液压调平装置，其分布安装在桥梁同一端部的支座下面或者桥梁底部的所有支座下面，其缸筒内的油路与支管连接，所述支管上设置换向阀，所有所述支管彼此连通。

7.根据权利要求6所述桥梁的分布式液压调平系统，其特征在于：所述换向阀包括手动控制阀或者与单片机连接的电磁阀。

8.根据权利要求7所述桥梁的分布式液压调平系统，其特征在于：所述支管均与主管连通，所述主管通过动力泵与油罐连接，所述主管上设置截止阀，所述动力泵和截止阀均与单片机电气连接。

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