[發明專利]一種具有耗能和自復位功能的懸索橋柔性中央扣

在審

• 申請號: 202111356777.8
• 申請日: 2021-11-16
• 公開（公告）號: CN114108448A
• 公開（公告）日: 2022-03-01
• 發明（設計）人: 嚴乃杰;郭輝;胡所亭;趙欣欣;向琪芪;王亞偉;李彬洋;孫大奇;肖鑫;蘇永華;班新林;左照坤;王麗;朱穎;蔡超勛;潘永杰;王樂然;許見超;孫明德;鞠曉臣;樂思韜;陳令康
• 申請（專利權）人: 中國鐵道科學研究院集團有限公司鐵道建筑研究所;中國鐵道科學研究院集團有限公司
• 主分類號: E01D19/00
• 分類號: E01D19/00;E01D19/16;E01D11/02
• 代理公司: 北京君泊知識產權代理有限公司 11496
• 代理人: 王程遠

本發明涉及一種具有耗能和自復位功能的懸索橋柔性中央扣，屬于懸索橋結構減隔震技術領域。所述中央扣包括缸體、活塞桿、熔斷裝置、復位彈簧系統、第一單向流動鎖定系統和第二單向流動鎖定系統；在缸體內部，活塞設置在缸體內部并將缸體分隔成第一腔室和第二腔室；熔斷裝置用于活塞桿與緊固環的固結；復位彈簧系統的兩端分別連接活塞與密封端蓋；第一單向流動鎖定系統和第二單向流動鎖定系統均包括鎖定彈簧、擋塊和連接第一腔室、第二腔室的通道。所述中央扣具有良好的耗能作用、自復位功能和模塊化裝備性能，同時可以有效提高中央扣的使用壽命。

技術領域

本發明涉及一種具有耗能和自復位功能的懸索橋柔性中央扣，屬于懸索橋結構減隔震技術領域。

背景技術

近年來，大跨度懸索橋結構在公路、鐵路運輸中應用越來越廣泛。然而，懸索橋結構相對較為柔性，在地震荷載、風荷載、溫度荷載、車輛荷載等形式荷載的作用下，鋼桁梁、主纜會產生縱向和橫向位移，鋼桁梁與主纜的位移不同步會導致跨中吊索的彎折疲勞破壞。通過將跨中位置的主纜和鋼桁梁設置中央扣連接，可以顯著改善上述問題。中央扣主要有三種形式：1)將鋼桁梁在跨中位置與主纜通過三角桁架等剛性構件連接，稱為剛性中央扣；2)將鋼桁梁和主纜在跨中位置使用一對或者多對柔性拉索等構件連接，稱為柔性中央扣；3)在跨中位置把鋼桁梁和主纜直接固結。剛性中央扣和柔性中央扣一般用于大跨度地錨式懸索橋上，第三種中央扣一般用于自錨式懸索橋。在提高橋梁剛度方面，剛性中央扣比柔性中央扣的效果更明顯，但是柔性中央扣由于施工的便利性，更為設計師所青睞。然而，在風荷載、地震荷載、溫度荷載、車輛荷載等外荷載作用下，傳統中央扣存在以下問題和缺點：

(1)不具有耗能作用。上述傳統中央扣會導致鋼桁梁、主纜的耦合作用增大，但是并不能耗散風荷載、地震荷載、溫度荷載、車輛荷載等外荷載引起的結構內力，長期服役狀態下，容易導致中央扣、鋼桁梁等構件發生疲勞破壞。

(2)存在拉斷失效風險。強風、強震引起的結構響應較大，會導致中央扣被拉斷失效，甚至會因為拉力過大引起鋼桁梁桿件的破壞。

(3)不具有自復位功能。強風、強震引起的結構響應較大，一旦主纜和鋼桁梁發生變位，將無法自動恢復到初始位置。

發明內容

為解決上述問題，本發明的目的在于提供一種具有耗能和自復位功能的懸索橋柔性中央扣。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

一種具有耗能和自復位功能的懸索橋柔性中央扣，包括：

缸體，所述缸體內部從上至下依次設有第一腔室、活塞、第二腔室和連接筒，所述第一腔室的頂部和第二腔室的底部均設有密封端蓋，所述密封端蓋通過緊固環固定在缸體上；所述第一腔室和第二腔室內盛有液態粘性材料；

活塞桿，其設于所述缸體的中心軸處，所述活塞桿頂部連接纜索，所述活塞桿底部通過連接筒與連接桿連接，所述連接桿連接纜索；

若干個熔斷裝置，其沿活塞桿一周均勻布置，所述熔斷裝置一側固定在所述活塞桿上，另一側固定在第一腔室頂部緊固環上；

復位彈簧系統，其設于第一腔室內，所述復位彈簧系統包括復位彈簧，在所述復位彈簧的兩端分別與第一腔室頂部密封端蓋和活塞固定連接；

第一單向流動鎖定系統，包括第一通道、第一鎖定彈簧和第一擋塊，其中所述第一通道貫通活塞并連接第一腔室和第二腔室，第一鎖定彈簧設置在第一通道上，第一擋塊設置在第一鎖定彈簧的頂部；

第二單向流動鎖定系統，包括第二通道、第二鎖定彈簧和第二擋塊，其中所述第二通道貫通活塞并連接第一腔室和第二腔室，第二鎖定彈簧設置在第二通道上，第二擋塊設置在第二鎖定彈簧的底部。

進一步的，所述活塞桿和連接桿均通過柔性纜索和耳板分別與懸索橋主纜、鋼桁梁連接。

進一步的，所述熔斷裝置呈圓環狀。