CN215887889U - 一种基于tmd的桥梁减震装置 - Google Patents

Abstract

一种基于TMD的桥梁减震装置，包括主梁（1），其特征在于：所述主梁（1）的底部设置有主梁底板（4），主梁底板（4）上靠近桥塔的一端设置有一个或多个质量块（2），主梁底板（4）的上表面固定有轨道（5）或滚动槽，质量块（2）通过滚动装置或低摩擦滑动装置安装在轨道（5）或滚动槽上，质量块（2）的两端与主梁横隔板（3）之间以及相邻的两个质量块（2）之间通过弹簧（8）相连接，本实用新型结构合理，安装和维护方便，克服了使用液压粘滞阻尼器减震技术的缺陷，充分利用了悬索桥起压重作用的质量块，与弹簧连接组成TMD阻尼系统，能够达到非常好的消能减震效果，节省了投资，延长了阻尼系统的使用寿命。

Description

一种基于TMD的桥梁减震装置

技术领域

本发明涉及一种桥梁减震装置，尤其涉及一种基于TMD的桥梁减震装置，属于桥梁减震技术领域。

背景技术

悬索桥是跨越能力最大的一种结构物，二十世纪以来，该桥型得到了广泛的应用。然而，在地震作用下，悬索桥可能会导致更严重的地震灾害损失，因此，悬索桥的地震防护历来就是大跨桥梁研究的重点内容之一。

悬索桥在汽车荷载或列车荷载作用下，在塔梁交接处的A点常出现竖向拉力，即支反力F≥0，以单跨简支体系悬索桥结构为例，如图1所示，这在工程上是应该尽力避免的，通常处理方案是，在接近支座处的梁段通过压重的方法使得F≤0。压重的质量块仅仅起压重的作用，对桥梁结构自身的强度和刚度没有任何贡献，在地震作用下反而会增大结构所受惯性力，对桥梁结构的受力和抗震不利。

目前悬索桥抗震通常的方案是在顺桥向、在塔梁之间或墩梁之间设置液压粘滞阻尼器。该阻尼器主要起两方面的作用。第一，减小结构在地震荷载作用下的响应，当然也可减小部分风振响应；第二，对汽车制动力或列车制动力等这种迅速猛烈的荷载提供约束，而对温度这种变化缓慢的荷载则是自由的。液压粘滞阻尼器的这些力学特点刚好符合大跨桥梁的受力特性。现有的悬索桥使用液压粘滞阻尼器来进行减震存在诸多弊端，液压粘滞阻尼器对材料性能、加工精度要求较高，其密封件易发生老化，“漏油”问题突出，使用寿命短。另外，液压粘滞阻尼器的阻尼介质温度敏感性强，力学性能不稳定，导致其使用性能受限。

发明内容

本发明的目的是针对现有的悬索桥使用液压粘滞阻尼器来进行减震存在诸多弊端，传统的桥梁压重质量块仅仅起压重的作用，对结构自身的强度和刚度没有任何贡献的情况，现提供一种结构合理、安装和维护方便、使用寿命长、克服了液压粘滞阻尼器减震缺陷，充分利用压重质量块的减震技术方案，即通过压重质量块和弹簧组成TMD系统的减震技术方案，该方案能达到非常好的消能减震效果，提高了桥梁的抗震能力并节省了投资。

为实现上述发明的目的，本发明的技术解决方案是：一种基于TMD的桥梁减震装置，包括主梁，其特征在于：所述主梁的底部设置有主梁底板，主梁底板上靠近桥塔的一端设置有一个或多个质量块，主梁底板的上表面固定有轨道或滚动槽，质量块通过滚动装置或低摩擦滑动装置安装在轨道或滚动槽上，质量块的两端与主梁横隔板之间以及相邻的两个质量块之间通过弹簧相连接。

进一步的，所述主梁的长度方向上等间距固定设置有多个横隔板，质量块的两端分别通过弹簧与附近的横隔板相连接。

进一步的，所述主梁底板的上表面宽度方向上靠近桥塔的一端并排设置有多个质量块或者多串相互串联连接的质量块，质量块的底部通过滚动装置安装在轨道上。

进一步的，所述主梁底板的上表面通过轨道固定件安装有轨道，轨道沿着桥梁的长度方向布置。

进一步的，所述滚动装置包括多对小轮，多对小轮安装在质量块的底部，小轮搁置在轨道上。

进一步的，所述质量块和横隔板与弹簧的连接部位设置有预埋钢板或焊接有连接钢板，预埋钢板或连接钢板的外表面通过锚固螺栓安装有连接座，连接座外表面设置有连接筒，弹簧的连接端与连接筒相连。

进一步的，所述弹簧的两端分别设置有呈直线型的螺纹连接端，螺纹连接端与连接筒配合。

本发明的有益效果是：

1．本发明克服了既有悬索桥减震技术使用液压粘滞阻尼器的缺陷，增加了压重质量块的使用功能，创造性的将压重质量块与弹簧相连组成TMD系统，从而达到消能减震的目的。

2．本发明在质量块的底部安装有以小轮为代表的滚动装置，并在主梁底板的上表面设置有轨道，减少质量块与主梁底板之间的摩擦和磨损，延长了TMD系统的使用寿命。

3．本发明结构合理，便于安装和维护，由于TMD系统是由悬索桥固有的压重质量块改装而成，因而节省了投资，经济性好，具有很好的工程应用前景。

附图说明

图1是现有技术的结构示意图。

图2是本发明的结构示意图。

图3是本发明第一种实施方式的局部结构示意图。

图4是本发明轨道安装在主梁底板上的结构示意图。

图5是本发明滚动装置的结构示意图。

图6是本发明第二种实施方式的局部结构示意图。

图7是本发明弹簧连接件的结构示意图。

图8是本发明弹簧与连接座的连接示意图。

图中：主梁1，质量块2，横隔板3，主梁底板4，轨道5，轨道固定件6，小轮7，弹簧8，预埋钢板9，连接座10，锚固螺栓11，螺纹连接筒12，螺纹连接端13。

具体实施方式

以下结合附图说明和具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。

参见图2至图8，本发明的一种基于TMD的桥梁减震装置，包括主梁1，其特征在于：所述主梁1的底部设置有主梁底板4，主梁底板4上靠近桥塔的一端设置有一个或多个质量块2，主梁底板4的上表面固定有轨道5或滚动槽，质量块2通过滚动装置或低摩擦滑动装置安装在轨道5或滚动槽上，质量块2的两端与横隔板3之间以及相邻的两个质量块2之间通过弹簧8相连接。

所述主梁1的长度方向上设置有多个横隔板3，质量块2的两端分别通过弹簧8与附近的横隔板3相连接。

所述主梁底板4的上表面在靠近桥塔的一端设置有多个质量块2或者相互串联的质量块2，质量块2的底部通过滚动装置安装在轨道5上。

所述主梁底板4的上表面通过轨道固定件6安装有轨道5，轨道5沿着桥梁的长度方向布置。

所述滚动装置包括多对小轮7，多对小轮7安装在质量块2的底部，小轮7搁置在轨道5上。

所述质量块2和横隔板3与弹簧8的连接部位设置有预埋钢板9或焊接有连接钢板，预埋钢板9或连接钢板的外表面通过锚固螺栓11安装有连接座10，连接座10外表面设置有连接筒12，弹簧8的连接端与连接筒12相连。

所述弹簧8的两端分别设置有呈直线型的螺纹连接端13，螺纹连接端13与螺纹连接筒12连接配合。

如附图1、图2所示，本发明与现有桥梁在靠近支座的位置处固定设置压重质量块不同，创造性的将压重质量块2与弹簧8连接，改造成TMD阻尼系统，减小了结构在地震作用下的动力响应，而对原有的压重功能没有影响或者影响较小。具体结构如下：

主梁1的底部设置有主梁底板4，主梁1的长度方向设置有多个横隔板3。主梁底板4的上表面且靠近桥塔一端的相邻两个横隔板3之间安装一个质量块2，也可以在相邻横隔板3之间安装多个用弹簧8串联的质量块2。为了减小质量块2在运动过程中与主梁底板4之间的摩擦，本发明在质量块2与主梁底板4之间设置有滚动装置，并在主梁底板4的上表面靠近桥塔的一端设置有轨道5或滚动槽。

主梁底板4的上表面通过轨道固定件6安装有轨道5，轨道5沿着桥梁的长度方向布置，滚动装置包括多对小轮7，多对小轮7安装在质量块2的底部，小轮7搁置在轨道5上，质量块2能够在轨道5上作往复运动。

更主要的是，本发明在质量块2与主梁1或横隔板3之间，以及相邻的质量块2之间分别安装有弹簧8，进而组成了TMD阻尼系统。在地震作用下，质量块2能在水平方向小幅运动，将地震传递到桥梁结构的动能最终转化到TMD系统的运动，从而起到消能减震的作用。

质量块2最初是作为悬索桥压重功能使用的，本发明拓展了质量块2的使用功能，由质量块2和弹簧8组成的TMD阻尼系统不仅克服了既有悬索桥减震技术的缺陷，而且节省了投资，延长了使用寿命，具有较好的经济性等。

具体实施例1：相邻两个横隔板3之间安装有一个质量块2，质量块2位于靠近桥塔一端的主梁底板4的上表面，质量块2的两端分别通过弹簧连接件与弹簧8的一端相固定，弹簧8的另一端通过弹簧连接件与横隔板3相固定。同时还在主梁底板4的上表面靠近桥塔的一端固定设置有轨道5，质量块2的底部安装有多对小轮7，小轮7搁置在轨道5上。

具体实施例2：相邻两个横隔板3之间安装有多个质量块2，质量块2沿着桥梁的长度方向分布，并且质量块2位于靠近桥塔一端的主梁底板4的上表面。相邻的两个质量块2之间通过弹簧8串联，两端的质量块2的外侧端通过弹簧连接件与弹簧8的一端相固定，弹簧8的另一端通过弹簧连接件与横隔板3相固定。同时还在主梁底板4的上表面靠近桥塔的一端固定设置有轨道5，质量块2的底部安装有多对小轮7，小轮7搁置在轨道5上。

弹簧8与质量块2之间以及弹簧8与横隔板3之间的连接方式有多种，例如：在质量块2和横隔板3的连接部位设置有预埋钢板9，预埋钢板9的外表面通过锚固螺栓11安装有连接座10，连接座10外表面固定设置有连接筒12，连接筒12为带内螺纹的筒状结构，弹簧8的两端分别设置有呈直线型的螺纹连接端13，螺纹连接端13与螺纹连接筒12相配合。如果质量块2外壳为钢结构或横隔板3为钢结构，可以将连接座10与钢结构焊接连接。

本发明的安装方法如下：先在主梁底板4的上表面靠近桥塔的一端固定设置有轨道5，并在质量块2的底部安装好多对小轮7，然后将质量块2安放在轨道5上，使得小轮7搁置在轨道5上，最后将相邻的两个质量块2之间以及质量块2与横隔板3之间通过弹簧8相连接。

以上内容是结合具体实施方式对本发明所做的进一步详细说明，不能认为本发明的具体实施只局限于这些说明，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，本发明还会有各种简单替换、改进和变化，所做出的各种简单替换、改进和变化，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种基于TMD的桥梁减震装置，包括主梁（1），其特征在于：所述主梁（1）的底部设置有主梁底板（4），主梁底板（4）上靠近桥塔的一端设置有一个或多个质量块（2），主梁底板（4）的上表面固定有轨道（5）或滚动槽，质量块（2）通过滚动装置或低摩擦滑动装置安装在轨道（5）或滚动槽上，质量块（2）的两端与主梁横隔板（3）之间以及相邻的两个质量块（2）之间通过弹簧（8）相连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于TMD的桥梁减震装置，其特征在于：所述主梁（1）的长度方向上设置有多个主梁横隔板（3），质量块（2）的两端分别通过弹簧（8）与附近的横隔板（3）相连接。

3.根据权利要求1所述的一种基于TMD的桥梁减震装置，其特征在于：所述主梁底板（4）的上表面靠近桥塔的一端串联设置多个质量块（2），质量块（2）的底部通过滚动装置安装在轨道（5）上。

4.根据权利要求1所述的一种基于TMD的桥梁减震装置，其特征在于：所述主梁底板（4）的上表面通过轨道固定件（6）安装有轨道（5），轨道（5）沿着桥梁的长度方向布置。

5.根据权利要求1所述的一种基于TMD的桥梁减震装置，其特征在于：所述滚动装置包括多对小轮（7），多对小轮（7）安装在质量块（2）的底部，小轮（7）搁置在轨道（5）上。

6.根据权利要求1所述的一种基于TMD的桥梁减震装置，其特征在于：所述质量块（2）和横隔板（3）与弹簧（8）的连接部位设置有预埋钢板（9）或焊接有连接钢板，预埋钢板（9）或连接钢板的外表面通过锚固螺栓（11）安装有连接座（10），连接座（10）外表面设置有连接筒（12），弹簧（8）的连接端与连接筒（12）相连。

7.根据权利要求1所述的一种基于TMD的桥梁减震装置，其特征在于：所述弹簧（8）的两端分别设置有呈直线型的螺纹连接端（13），螺纹连接端（13）与螺纹连接筒（12）连接配合。

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