[實用新型]鋼阻尼防碰撞防落梁裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201320298785.6
• 申請日: 2013-05-28
• 公開（公告）號: CN203295963U
• 公開（公告）日: 2013-11-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 耿波;張茜;王福敏
• 申請（專利權(quán)）人: 招商局重慶交通科研設(shè)計院有限公司
• 主分類號: E01D19/00
• 分類號: E01D19/00
• 代理公司: 北京元本知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 11308
• 代理人: 周維鋒

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及橋梁抗震裝置，特別涉及一種采用阻尼元件以防止橋梁碰撞或脫落的裝置。

背景技術(shù)

從歷次震害可以看出，橋梁結(jié)構(gòu)發(fā)生頻次最高的破壞形式為落梁破壞及碰撞破壞。落梁破壞是指橋梁的上部結(jié)構(gòu)與支承其的下部結(jié)構(gòu)脫離，即主梁從橋墩或橋臺處脫離，造成主梁懸空、折斷，或墜落的現(xiàn)象。碰撞破壞是指相鄰聯(lián)之間的橋梁上部結(jié)構(gòu)，即主梁之間的空隙被完全壓縮，發(fā)生相互碰撞，造成主梁端部碎裂的現(xiàn)象。產(chǎn)生落梁破壞的原因在于橋梁的上部結(jié)構(gòu)與下部結(jié)構(gòu)間的支承長度較小，不足以應(yīng)對上部結(jié)構(gòu)過大的地震位移。然而如果根據(jù)地震分析結(jié)果設(shè)置支承長度，往往會造成下部結(jié)構(gòu)尺寸過大，經(jīng)濟性差。產(chǎn)生碰撞破壞的原因在于相鄰聯(lián)之間的橋梁上部結(jié)構(gòu)運動的不同步性。運動的不同步性幾乎是不可避免的，這是因為相鄰兩聯(lián)橋的動力特性總會存在差異，在地震作用下的運動模式也不盡相同。在橋梁抗震領(lǐng)域，對于防落梁裝置的研究較多，但大都限于剛性構(gòu)件，如鋼絞線拉索或鋼性鏈條。剛性構(gòu)件發(fā)揮作用時，結(jié)構(gòu)受力陡然增大，會造成連接部位發(fā)生局部破壞，進而造成防落梁裝置失效。對于防碰撞裝置的研究大都限于主梁與橫向限位擋塊之間的碰撞，較少涉及相鄰聯(lián)主梁之間的碰撞。

針對上述不足，專利申請?zhí)枮?01210438108.X的多階段防落梁防碰撞裝置試圖解決上述技術(shù)問題，其作用原理是通過彈簧的緩沖作用以減緩和限制橋梁構(gòu)建的相對位移，以克服采用剛性連接構(gòu)建造成的連接部位發(fā)生局部破壞的問題。但是，通過模擬實驗與結(jié)果分析證明，該結(jié)構(gòu)仍然存在以下不足：第一，采用彈簧以發(fā)揮碰撞或拉伸時的緩沖減震作用，因其為彈性變形，而非塑性變形，其穩(wěn)定性差，防撞防落效果不夠理想，容易造成橋梁的二次破壞，原因在于采用彈簧只是改變了能量的形式（由碰撞產(chǎn)生的動能轉(zhuǎn)換為彈簧的彈性勢能），而沒有起到吸能、耗能甚至消能的作用。第二，采用多級滑動限位系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制作成本較低。第三，拉伸時靠彈簧變形和鋼絞線進行限位，壓縮時僅靠彈簧變形將能量轉(zhuǎn)化為彈簧的彈性勢能，并沒有形成滯回耗能作用，相對于巨大的橋梁結(jié)構(gòu)運動能量相比，轉(zhuǎn)化的能量非常有限。

實用新型內(nèi)容

有鑒于此，本實用新型的目的是提供一種鋼阻尼防碰撞防落梁裝置，采用阻尼部件以消耗和吸收橋梁撞擊能量，提高防撞放落效果和穩(wěn)定性，避免發(fā)生二次破壞。

本實用新型的目的是通過以下技術(shù)手段實現(xiàn)的：一種鋼阻尼防碰撞防落梁裝置，包括圓筒和固定設(shè)置在圓筒兩端的左蓋板和右蓋板；圓筒內(nèi)設(shè)置阻尼系統(tǒng)，阻尼系統(tǒng)的一端固定連接在右蓋板上，另一端固定連接滑動連桿，滑動連桿的自由端穿過左蓋板并延伸至圓筒外，滑動連桿上位于左蓋板的兩側(cè)設(shè)置外限位擋板和內(nèi)限位擋板；所述右蓋板外側(cè)固定連接固定連桿。

進一步，所述阻尼系統(tǒng)由阻尼器構(gòu)成；所述阻尼器包括外圈、內(nèi)圈和均勻設(shè)置在外圈和內(nèi)圈之間的支撐肋。

進一步，所述支撐肋為圓弧形，弧度為π/3—π。

進一步，所述阻尼器外圈的半徑R為5—25cm，內(nèi)圈的半徑r為2—15cm；外圈和內(nèi)圈的徑向厚度t均為0.4—2cm；阻尼器的厚度d為2—30cm。

進一步，所述阻尼系統(tǒng)由多個阻尼器串聯(lián)而成，相鄰兩個阻尼器所在的平面相互垂直。

進一步，所述外圈、內(nèi)圈和支撐肋均由阻尼比為0.03—0.05的阻尼材料制成。

進一步，所述阻尼材料采用Q235鋼、鉻鉬合金鋼或2Cr13不銹鋼。

進一步，所述外圈的外側(cè)對稱設(shè)置兩受力面。

進一步，所述滑動連桿和固定連桿的自由端均連接有安裝支座。

本實用新型的有益效果：本實用新型的鋼阻尼防碰撞防落梁裝置，包括圓筒和固定設(shè)置在圓筒兩端的左蓋板和右蓋板；圓筒內(nèi)設(shè)置阻尼系統(tǒng)，阻尼系統(tǒng)的一端固定連接在右蓋板上，另一端固定連接滑動連桿，滑動連桿的自由端穿過左蓋板并延伸至圓筒外，滑動連桿上位于左蓋板的兩側(cè)設(shè)置外限位擋板和內(nèi)限位擋板；所述右蓋板外側(cè)固定設(shè)置固定連桿。與現(xiàn)有采用彈簧等彈性放落防碰撞裝置相比，有益效果有：

第一，本實用新型的工作原理為：通過安裝支座將其固定在兩橋梁之間，當(dāng)兩橋梁發(fā)生相對位移時，首先通過滑動連桿和固定連桿將力傳遞作用在阻尼系統(tǒng)上，阻尼系統(tǒng)通過被壓縮或拉伸發(fā)揮阻尼作用，在有效限制位移繼續(xù)發(fā)生的同時，阻尼系統(tǒng)消耗和吸收大量能量，減小甚至消除阻尼系統(tǒng)對橋梁的反作用力，使橋梁不再受力而靜止，從而大大提高了橋梁整體的穩(wěn)定性，有效減小了地震等的破壞性，防撞防落效果十分理想。