CN217352094U - 一种用于桥梁的阻尼减震机构及桥梁 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于桥梁的阻尼减震机构及桥梁，该阻尼减震机构包括位移阻尼台和位于位移阻尼台上方的移动柱，位移阻尼台的下端用于固定连接在桥墩上，移动柱用于竖向滑动连接在主梁上，移动柱靠近位移阻尼台的一端沿竖向方向开设有开口向下的挡槽，位移阻尼台的上端伸入挡槽内，且挡槽的侧壁整体呈从上往下逐渐向移动柱的外侧延伸的多级台阶结构，以使得移动柱靠近或远离位移阻尼台时，位移阻尼台与挡槽侧壁之间的轴向距离相适应的变小或变大。本方案通过对阻尼减震机构中的位移阻尼台和移动柱的结构设计，使得本方案的阻尼减震机构能够更好的对地震能量进行消耗，进而有效提高对桥梁的阻尼减震效果。

Description

一种用于桥梁的阻尼减震机构及桥梁

技术领域

本实用新型涉及桥梁工程技术领域，具体涉及一种用于桥梁的阻尼减震机构及桥梁。

背景技术

大跨度桥梁属于重大交通基础工程，为减少震后次生灾害，保障交通生命线安全，其抗震安全性不容小视。在高烈度地震区域、活动断层区域建设大跨度桥梁已成为不可避免的现实需求。大量实践证明：采用适当的减、隔震设计是提高大跨度桥梁抗震性能的有效方法，通过在墩-梁、塔-梁等连接处设置适当的减、隔震措施，并容许一定的相对位移，可显著降低传递至下部结构的惯性力，实现结构地震内力与位移响应的相互平衡。

现有技术中，桥梁的减震一般是在桥墩和主梁之间设置摩擦摆支座和阻尼器，然而，由于现实地震波作用方向是随机的，而现有的常用耗能限位装置（如三角板阻尼器、X型板阻尼器等薄板阻尼器）只有单向耗能限位作用，即地震作用力方向与这些耗能限位装置的厚度方向垂直或角度较大时，耗能限位装置并不能真正起到作用，从而大大限制了耗能限位装置的作用效果；同时在现有技术中，阻尼器与主梁上的挡块距离往往设置为固定值，因此只适用于对某特定的震级进行作用，当阻尼器与挡块的距离设置过小时，会出现摩擦摆支座未发挥作用时阻尼器已经耗能损坏的现象，而当阻尼器与挡块的距离设置过大时，会出现摩擦摆支座超出工作极限时阻尼器却未发挥作用的现象。因此，现有技术中阻尼器与挡块的距离固定时，并不适用于任何震级，同时，地震过程中摩擦摆支座与阻尼器也不能很好地发挥协同作用。

为了解决上述技术问题，发明人设计了一种具有阻尼减震系统的桥梁，该桥梁包括阻尼减震系统、桥墩和位于所述桥墩上方的主梁，所述桥墩和所述主梁之间通过摩擦摆支座进行连接，其特征在于，所述阻尼减震系统包括检测控制机构、驱动机构、以及沿轴向设置的多个阻尼减震机构，所述检测控制机构与所述驱动机构电连接，用于对所述主梁的振动幅度进行检测，并根据检测结果发送控制信号到所述驱动机构，所述阻尼减震机构包括位移阻尼台和位于所述位移阻尼台上方的移动柱，所述位移阻尼台的下端固定连接在所述桥墩上，所述移动柱竖向滑动连接在所述主梁上，且所述移动柱与所述驱动机构连接，以使得所述驱动机构能够带动所述移动柱沿所述主梁向靠近或远离所述位移阻尼台的方向竖向滑动。上述桥梁中位移阻尼台和移动柱之间的距离可以根据主梁振动幅度的大小而进行调整，以此来适应任何震级的需要，同时使得摩擦摆支座和阻尼器能够始终很好的发挥协同作用。但是上述桥梁中阻尼减震机构中的位移阻尼台和移动柱的结构具体应该如何设计，才能更好的对地震能量进行消耗，从而提高对桥梁的阻尼减震效果也成为了急需解决的技术问题。

实用新型内容

针对现有技术存在的上述不足，本实用新型要解决的技术问题是：如何提供一种能更好的对地震能量进行消耗，进而提高对桥梁的阻尼减震效果的用于桥梁的阻尼减震机构。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

一种用于桥梁的阻尼减震机构，包括位移阻尼台和位于所述位移阻尼台上方的移动柱，所述位移阻尼台的下端用于固定连接在桥墩上，所述移动柱用于竖向滑动连接在主梁上，所述移动柱靠近所述位移阻尼台的一端沿竖向方向开设有开口向下的挡槽，所述位移阻尼台的上端伸入所述挡槽内，且所述挡槽的侧壁整体呈从上往下逐渐向所述移动柱的外侧延伸的多级台阶结构，以使得所述移动柱靠近或远离所述位移阻尼台时，所述位移阻尼台与所述挡槽侧壁之间的轴向距离相适应的变小或变大。

本实用新型的工作原理是：本方案的阻尼减震机构在使用时，将位移阻尼台的下端固定连接在桥墩上，同时将移动柱竖向滑动连接在主梁上，使得移动柱能够沿主梁竖向滑动，当主梁的振动幅度小于预设值时，竖向滑动移动柱，使得移动柱向靠近位移阻尼台的方向移动，移动柱与位移阻尼台之间的竖向距离变小，由此使得主梁较小的振动也能够通过移动柱传递给位移阻尼台，同时移动柱挡槽侧壁的多级台阶结构设计，使得位移阻尼台与挡槽侧壁之间的轴向距离也相适应的变小，从而主梁在较小的振动幅度时，位移阻尼台和移动柱之间无论是轴向距离还是竖向距离均相适应的变小，从而使得主梁的振动能够通过移动柱更有效的传递给位移阻尼台，同时位移阻尼台和摩擦摆支座之间也能更好的发挥系统作用，以更好的实现对地震的能量进行消耗的目的；而当主梁的振动幅度大于等于预设值时，竖向滑动移动柱，使得移动柱向远离位移阻尼台的方向移动，移动柱与位移阻尼台之间的竖向距离变大，同时移动柱挡槽侧壁的多级台阶结构设计，使得位移阻尼台与挡槽侧壁之间的轴向距离也相适应的变大，从而主梁在较大的振动幅度时，位移阻尼台和移动柱之间无论是轴向距离还是竖向距离均相适应的变大，这样也可以使得主梁的振动能够通过移动柱更有效的传递给位移阻尼台，同时位移阻尼台和摩擦摆支座之间也能更好的发挥系统作用，以更好的实现对地震的能量进行消耗的目的。

综上，本方案通过对阻尼减震机构中的位移阻尼台和移动柱的结构设计，使得本方案的阻尼减震机构能够更好的对地震能量进行消耗，进而有效提高对桥梁的阻尼减震效果。

优选的，在所述位移阻尼台靠近所述移动柱的一端沿轴向方向对称开设有两个阻尼槽，所述阻尼槽内设有多个阻尼球，且所述阻尼球包括从外到内依次设置的橡胶层、海绵层和阻尼颗粒层。

这样，当主梁的振动通过移动柱传递到位移阻尼台，使得位移阻尼台的上端弯折时，会挤压阻尼槽内部的阻尼球，然后由阻尼球通过橡胶层、海绵层的形变与阻尼颗粒层的摩擦来进一步消耗地震能量，进而提高减震的效果。

优选的，所述位移阻尼台包括圆锥体部和圆柱体部，所述圆锥体部的大径端通过固定机构固定连接在所述固定筒处，所述圆锥体部的小径端与所述圆柱体部连接，所述阻尼槽设于所述圆锥体部的小径端和所述圆柱体部的过渡连接处，且所述阻尼槽的侧壁与所述位移阻尼台对应位置的外侧壁平行。

这样，位移阻尼台的圆柱体部和圆锥体部的结构设计，使得位移阻尼台的上方整体呈弯折结构形式，同时阻尼槽也设置在位移阻尼台的弯折结构处，可以使得主梁的振动能量通过移动柱传递到位移阻尼台处时，位移阻尼台能够更容易发生变形，进而使得位移阻尼台能更多的消耗主梁传递的能量。

优选的，所述阻尼减震机构还包括固定筒，所述固定筒用于与桥墩固定连接，且所述位移阻尼台的下端通过固定组件固定连接在所述固定筒上。

这样，通过设置固定筒，通过固定筒用于实现位移阻尼台和桥墩之间连接。

优选的，所述固定组件包括多个安装块，多个安装块分别固定连接在所述位移阻尼台下端的四周侧壁上，且所述安装块通过螺栓连接在固定筒上。

这样，通过安装块实现位移阻尼台和固定筒之间的连接；同时多个安装块沿位移阻尼台的四周侧壁进行分布，能够保证安装的稳定性和可靠性。

优选的，在所述位移阻尼台上还沿竖向方向开设有贯穿所述位移阻尼台的贯穿孔，所述贯穿孔处设置有刚性芯轴，所述刚性芯轴位于两个所述阻尼槽之间，在所述固定筒上还开设有插槽，所述刚性芯轴的下端伸入所述插槽内。

这样，刚性芯轴的初始刚度较高，刚性芯轴的设计使得主梁的振动能量通过移动柱传递到位移阻尼台处时，位移阻尼台发生弯折变形，此时在弯折的作用下，刚性芯轴在位移阻尼台上端将出现较小的变形情况，且刚性芯轴在达到刚度后会产生崩断现象，以此来降低初始时刻位移阻尼台上端的形变。

优选的，所述刚性芯轴的上端面与所述位移阻尼台的上端面齐平。

这样，可以使得主梁的振动能够同时有效的传递到位移阻尼台和刚性芯轴处。

优选的，所述刚性芯轴的外侧壁与对应位置所述贯穿孔的内侧壁之间的间隙大于0。

这样，可以避免刚性芯轴崩断时对位移阻尼台造成影响，同时也方便刚性芯轴的更换。

优选的，所述刚性芯轴为生铁芯制成的刚性芯轴。

这样，生铁芯制成的刚性芯轴具有较高的初始刚度。

本方案还提供一种桥梁，所述桥梁包括上述的阻尼减震机构。

附图说明

图1为具有本实用新型阻尼减震机构的桥梁的结构示意图；

图2为本实用新型阻尼减震机构的正面剖视结构示意图；

图3为本实用新型阻尼减震机构中移动柱的仰视图；

图4为本实用新型阻尼减震机构中阻尼槽处的结构示意图；

图5为本实用新型阻尼减震机构中阻尼器的结构示意图；

图6为本实用新型阻尼减震机构中位移阻尼台的立体结构示意图。

附图标记说明：移动柱1、挡槽11、位移阻尼台2、阻尼槽21、固定筒3、插槽31、阻尼球4、橡胶层41、海绵层42、阻尼颗粒层43、刚性芯轴5、安装块6、螺栓7、桥墩8、主梁9、摩擦摆支座10。

具体实施方式

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明。

在本实施例中提供一种桥梁，如附图1所示，桥梁包括桥墩8、主梁9和阻尼减震机构，其中桥墩8和主梁9之间通过摩擦摆支座10进行连接。

本方案的阻尼减震机构，如附图2和附图3所示，包括位移阻尼台2和位于位移阻尼台2上方的移动柱1，位移阻尼台2的下端用于固定连接在桥墩8上，移动柱1用于竖向滑动连接在主梁9上，移动柱1靠近位移阻尼台2的一端沿竖向方向开设有开口向下的挡槽11，位移阻尼台2的上端伸入挡槽11内，且挡槽11的侧壁整体呈从上往下逐渐向移动柱1的外侧延伸的多级台阶结构，以使得移动柱1靠近或远离位移阻尼台2时，位移阻尼台2与挡槽11侧壁之间的轴向距离相适应的变小或变大。

本实用新型的工作原理是：本方案的阻尼减震机构在使用时，将位移阻尼台2的下端固定连接在桥墩8上，同时将移动柱1竖向滑动连接在主梁9上，使得移动柱1能够沿主梁9竖向滑动，当主梁9的振动幅度小于预设值时，竖向滑动移动柱1，使得移动柱1向靠近位移阻尼台2的方向移动，移动柱1与位移阻尼台2之间的竖向距离变小，由此使得主梁9较小的振动也能够通过移动柱1传递给位移阻尼台2，同时移动柱1挡槽11侧壁的多级台阶结构设计，使得位移阻尼台2与挡槽11侧壁之间的轴向距离也相适应的变小，从而主梁9在较小的振动幅度时，位移阻尼台2和移动柱1之间无论是轴向距离还是竖向距离均相适应的变小，从而使得主梁9的振动能够通过移动柱1更有效的传递给位移阻尼台2，同时位移阻尼台2和摩擦摆支座10之间也能更好的发挥系统作用，以更好的实现对地震的能量进行消耗的目的；而当主梁9的振动幅度大于等于预设值时，竖向滑动移动柱1，使得移动柱1向远离位移阻尼台2的方向移动，移动柱1与位移阻尼台2之间的竖向距离变大，同时移动柱1挡槽11侧壁的多级台阶结构设计，使得位移阻尼台2与挡槽11侧壁之间的轴向距离也相适应的变大，从而主梁9在较大的振动幅度时，位移阻尼台2和移动柱1之间无论是轴向距离还是竖向距离均相适应的变大，这样也可以使得主梁9的振动能够通过移动柱1更有效的传递给位移阻尼台2，同时位移阻尼台2和摩擦摆支座10之间也能更好的发挥系统作用，以更好的实现对地震的能量进行消耗的目的。

综上，本方案通过对阻尼减震机构中的位移阻尼台2和移动柱1的结构设计，使得本方案的阻尼减震机构能够更好的对地震能量进行消耗，进而有效提高对桥梁的阻尼减震效果。

如附图4所示，在本实施例中，在位移阻尼台2靠近移动柱1的一端沿轴向方向对称开设有两个阻尼槽21，阻尼槽21内设有多个阻尼球4，且阻尼球4包括从外到内依次设置的橡胶层41、海绵层42和阻尼颗粒层43，如附图5所示。

这样，当主梁9的振动通过移动柱1传递到位移阻尼台2，使得位移阻尼台2的上端弯折时，会挤压阻尼槽21内部的阻尼球4，然后由阻尼球4通过橡胶层41、海绵层42的形变与阻尼颗粒层43的摩擦来进一步消耗地震能量，进而提高减震的效果。

又如附图4和附图6所示，在本实施例中，位移阻尼台2包括圆锥体部和圆柱体部，圆锥体部的大径端通过固定机构固定连接在固定筒3处，圆锥体部的小径端与圆柱体部连接，阻尼槽21设于圆锥体部的小径端和圆柱体部的过渡连接处，且阻尼槽21的侧壁与位移阻尼台2对应位置的外侧壁平行。

这样，位移阻尼台2的圆柱体部和圆锥体部的结构设计，使得位移阻尼台2的上方整体呈弯折结构形式，同时阻尼槽21也设置在位移阻尼台2的弯折结构处，可以使得主梁9的振动能量通过移动柱1传递到位移阻尼台2处时，位移阻尼台2能够更容易发生变形，进而使得位移阻尼台2能更多的消耗主梁9传递的能量。

在本实施例中，阻尼减震机构还包括固定筒3，固定筒3用于与桥墩8固定连接，且位移阻尼台2的下端通过固定组件固定连接在固定筒3上。

这样，通过设置固定筒3，通过固定筒3用于实现位移阻尼台2和桥墩8之间连接。

在本实施例中，固定组件包括多个安装块6，多个安装块6分别固定连接在位移阻尼台2下端的四周侧壁上，且安装块6通过螺栓7连接在固定筒3上。

这样，通过安装块6实现位移阻尼台2和固定筒3之间的连接；同时多个安装块6沿位移阻尼台2的四周侧壁进行分布，能够保证安装的稳定性和可靠性。

在本实施例中，在位移阻尼台2上还沿竖向方向开设有贯穿位移阻尼台2的贯穿孔，贯穿孔处设置有刚性芯轴5，刚性芯轴5位于两个阻尼槽21之间，在固定筒3上还开设有插槽31，刚性芯轴5的下端伸入插槽31内。

这样，刚性芯轴5的初始刚度较高，刚性芯轴5的设计使得主梁9的振动能量通过移动柱1传递到位移阻尼台2处时，位移阻尼台2发生弯折变形，此时在弯折的作用下，刚性芯轴5在位移阻尼台2上端将出现较小的变形情况，且刚性芯轴5在达到刚度后会产生崩断现象，以此来降低初始时刻位移阻尼台2上端的形变。

在本实施例中，刚性芯轴5的上端面与位移阻尼台2的上端面齐平。

这样，可以使得主梁9的振动能够同时有效的传递到位移阻尼台2和刚性芯轴5处。

在本实施例中，刚性芯轴5的外侧壁与对应位置贯穿孔的内侧壁之间的间隙大于0。

这样，可以避免刚性芯轴5崩断时对位移阻尼台2造成影响，同时也方便刚性芯轴5的更换。

在本实施例中，刚性芯轴5为生铁芯制成的刚性芯轴5。

这样，生铁芯制成的刚性芯轴5具有较高的初始刚度。

最后需要说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，那些对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种用于桥梁的阻尼减震机构，其特征在于，包括位移阻尼台和位于所述位移阻尼台上方的移动柱，所述位移阻尼台的下端用于固定连接在桥墩上，所述移动柱用于竖向滑动连接在主梁上，所述移动柱靠近所述位移阻尼台的一端沿竖向方向开设有开口向下的挡槽，所述位移阻尼台的上端伸入所述挡槽内，且所述挡槽的侧壁整体呈从上往下逐渐向所述移动柱的外侧延伸的多级台阶结构，以使得所述移动柱靠近或远离所述位移阻尼台时，所述位移阻尼台与所述挡槽侧壁之间的轴向距离相适应的变小或变大。

2.根据权利要求1所述的用于桥梁的阻尼减震机构，其特征在于，在所述位移阻尼台靠近所述移动柱的一端沿轴向方向对称开设有两个阻尼槽，所述阻尼槽内设有多个阻尼球，且所述阻尼球包括从外到内依次设置的橡胶层、海绵层和阻尼颗粒层。

3.根据权利要求2所述的用于桥梁的阻尼减震机构，其特征在于，所述阻尼减震机构还包括固定筒，所述位移阻尼台包括圆锥体部和圆柱体部，所述圆锥体部的大径端通过固定机构固定连接在所述固定筒处，所述圆锥体部的小径端与所述圆柱体部连接，所述阻尼槽设于所述圆锥体部的小径端和所述圆柱体部的过渡连接处，且所述阻尼槽的侧壁与所述位移阻尼台对应位置的外侧壁平行。

4.根据权利要求3所述的用于桥梁的阻尼减震机构，其特征在于，所述固定筒用于与桥墩固定连接，且所述位移阻尼台的下端通过固定组件固定连接在所述固定筒上。

5.根据权利要求4所述的用于桥梁的阻尼减震机构，其特征在于，所述固定组件包括多个安装块，多个安装块分别固定连接在所述位移阻尼台下端的四周侧壁上，且所述安装块通过螺栓连接在固定筒上。

6.根据权利要求5所述的用于桥梁的阻尼减震机构，其特征在于，在所述位移阻尼台上还沿竖向方向开设有贯穿所述位移阻尼台的贯穿孔，所述贯穿孔处设置有刚性芯轴，所述刚性芯轴位于两个所述阻尼槽之间，在所述固定筒上还开设有插槽，所述刚性芯轴的下端伸入所述插槽内。

7.根据权利要求6所述的用于桥梁的阻尼减震机构，其特征在于，所述刚性芯轴的上端面与所述位移阻尼台的上端面齐平。

8.根据权利要求7所述的用于桥梁的阻尼减震机构，其特征在于，所述刚性芯轴的外侧壁与对应位置所述贯穿孔的内侧壁之间的间隙大于0。

9.根据权利要求8所述的用于桥梁的阻尼减震机构，其特征在于，所述刚性芯轴为生铁芯制成的刚性芯轴。

10.一种桥梁，其特征在于，所述桥梁包括如权利要求1到9任一所述的阻尼减震机构。

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