一种基于破损安全设计的竖向减幅自预警式吊杆系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种基于破损安全设计的竖向减幅自预警式吊杆系统，属于交通运输-桥涵工程【技术领域】。本实用新型包括一根安全吊杆、一根预警吊杆；其中安全吊杆和预警吊杆横桥向平行对称布置。本实用新型通过在安全吊杆的锚垫板上方增加橡胶垫，能够很好地完成减小安全吊杆应力幅的任务，使“安全吊杆”与“预警吊杆”之间真正形成疲劳寿命差，可以真正实现自预警的效果；通过“安全吊杆”的持续工作，使得吊杆的更换变得简单可行，有利于对中下承式拱桥的吊杆、斜拉桥的拉索及悬索桥的吊杆进行检测维修，且不需要一次性更换所有吊杆，只需要将断裂的预警吊杆进行更换即可；结构简单、成本低、可行性强。
【专利说明】
—种基于破损安全设计的竖向减幅自预警式吊杆系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种基于破损安全设计的竖向减幅自预警式吊杆系统，属于交通运输-桥涵工程【技术领域】。
【背景技术】
[0002]目前，公知的吊杆系统是由吊索、锚头、减震架和缓冲器锚固拼接而成。在吊索锚口处设置一段热轧无缝钢管，与锚头相连，钢管与吊索之间填充密封材料，以改善吊索的弯折疲劳影响。
[0003]但是，很多吊杆的缓冲装置仅对横向弯折疲劳、风致振动响应起到部分缓冲作用，基本无法减缓竖向交变应力对吊杆的疲劳损伤。车辆荷载使桥面系以及吊杆系统在桥梁长期运营阶段存在着按一定规律交变的疲劳应力，而对结构疲劳损伤程度起到关键性影响的恰恰是疲劳应力幅值，一般吊杆系统对待此类问题采取的解决方案是设置安全索，依靠双吊杆、多吊杆甚至叶脉式吊杆结构形成交变内力差，但吊杆内力差不等同于吊杆的寿命差，无法根本上实现安全预警的效果。另一方面，现今的吊杆更换技术十分单一，即通过辅助张拉把吊点处的吊杆力转换到辅助张拉装置上，再进行更换，该方法费时、费力、成本高有时甚至影响交通车辆通行，本实用新型能够同时实现提前安全预警和吊杆简易更换，有效避免发生吊杆骤断，且给桥梁检测维修即吊杆更换工作造成困难，容易造成重大安全事故。
【发明内容】
[0004]本实用新型提供了一种基于破损安全设计的竖向减幅自预警式吊杆系统，以用于克服现有的吊杆系统不能实现提前安全预警以及吊杆不能简易更换的不足。
[0005]本实用新型的技术方案是:一种基于破损安全设计的竖向减幅自预警式吊杆系统，包括一根安全吊杆、一根预警吊杆；其中安全吊杆和预警吊杆横桥向平行对称布置。
[0006]所述安全吊杆和预警吊杆都包括锚前结构、拉杆3、锚头结构；其中锚头结构与锚前结构共同作用将拉杆3锚固于桥面系。
[0007]所述安全吊杆和预警吊杆的锚前结构都包括锚杯1、钢锚箱2、缓冲器9 ;其中拉杆3在锚杯I内散开进入钢锚箱2，缓冲器9位于锚杯I与拉杆3之间。
[0008]所述安全吊杆的锚头结构包括橡胶垫4、锚垫板5、球形铰6、螺母7、保护罩8 ;其中橡胶垫4、锚垫板5、球形铰6、螺母7与保护罩8顺次组装。
[0009]所述预警吊杆的锚头结构包括锚垫板5、球形铰6、螺母7、保护罩8 ;其中锚垫板5、球形铰6、螺母7与保护罩8顺次组装。
[0010]本实用新型的工作过程是:
[0011]将吊杆设计成平行双吊杆体系，在平行双吊杆体系中，选取一根吊杆作为安全吊杆，另一根则作为基于破损安全理论的预警吊杆。安全吊杆的截面尺寸通过骤断冲击作用计算确定(具体:安全吊杆因预警吊杆破坏引发的骤断应力是正常使用状态下的1.7?2.0倍，故预警吊杆和安全吊杆的截面尺寸是有差别的)，在施工装配时容易辨认。
[0012]在吊杆与加劲梁的锚固系统中，锚具(包括锚前结构和锚头结构)和桥面系彼此连接，在桥面系底部和安全吊杆的锚垫板5之间设置橡胶垫4，橡胶垫4采用弹性硫化高阻尼橡胶(为了提高阻尼材料的使用温宽，本实用新型采用两种具有不同玻璃化温度，但又能相互混合的高分子材料9050A-C,使用一定工艺方法将其掺和在一起进行混炼,经过硫化后制成具有应用价值的宽温带高阻尼橡胶材料)，缓冲吊杆的竖向受力，从而减小安全吊杆的疲劳应力幅，而用于预警吊杆，则不设橡胶垫4，因为其应力幅没有减小，从而使得用来预警的吊杆首先到达疲劳寿命而产生破坏，而安全吊杆可以继续承担负荷，从而达到了安全预警的目的，与此同时考虑了骤断冲击应力的影响，预警吊杆破坏失效时，安全吊杆仍然可以单独正常工作。
[0013]另外，利用高阻尼橡胶材料的缓冲性能，降低预警吊杆的应力幅值，从而延长使用寿命。同时，由于安全吊杆的正常工作，也给更换预警吊杆提供方便，只需更换一根新吊杆，重新锚固即可。这就达到了能够便捷、安全地更换吊杆的目的。
[0014]所采用的弹性硫化高阻尼橡胶工作温度范围在-7 °C — 50°C、结构损耗因子n ^ 0.8的高阻尼橡胶材料制成。
[0015]本实用新型的有益效果是:
[0016]通过在安全吊杆锚垫板上方设置橡胶垫(橡胶垫采用宽温带高阻尼橡胶材料，使其可以在极其恶劣的环境下正常工作)，能够很好地完成减小安全吊杆应力幅的任务，使“安全吊杆”与“预警吊杆”之间真正形成疲劳寿命差，可以真正实现自预警的效果；通过“安全吊杆”的持续工作，使得吊杆的更换变得简单可行，有利于对中下承式拱桥的吊杆、斜拉桥的拉索及悬索桥的吊杆进行检测维修，且不需要一次性更换所有吊杆，只需要将断裂的预警吊杆进行更换即可；结构简单、成本低、可行性强，可以节约大量的桥梁养护资金。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1为本实用新型的锚固构造图；
[0018]图2为本实用新型的AA横剖面小样图；
[0019]图3为本实用新型的1-1剖面图；
[0020]图中各标号:I为锚杯、2为钢锚箱、3为拉杆、4为橡胶垫、5为锚垫板、6为球形铰、7为螺母、8为保护罩、9为缓冲器。
【具体实施方式】
[0021]实施例1:如图1-3所示，一种基于破损安全设计的竖向减幅自预警式吊杆系统，包括一根安全吊杆、一根预警吊杆；其中安全吊杆和预警吊杆横桥向平行对称布置。
[0022]所述安全吊杆和预警吊杆都包括锚前结构、拉杆3、锚头结构；其中锚头结构与锚前结构共同作用将拉杆3锚固于桥面系。
[0023]所述安全吊杆和预警吊杆的锚前结构都包括锚杯1、钢锚箱2、缓冲器9 ;其中拉杆
3在锚杯I内散开进入钢锚箱2，缓冲器9位于锚杯I与拉杆3之间。
[0024]所述安全吊杆的锚头结构包括橡胶垫4、锚垫板5、球形铰6、螺母7、保护罩8 ;其中橡胶垫4、锚垫板5、球形铰6、螺母7与保护罩8顺次组装。
[0025]所述预警吊杆的锚头结构包括锚垫板5、球形铰6、螺母7、保护罩8 ;其中锚垫板5、球形铰6、螺母7与保护罩8顺次组装。
[0026]实施例2:如图1-3所示，一种基于破损安全设计的竖向减幅自预警式吊杆系统，包括一根安全吊杆、一根预警吊杆；其中安全吊杆和预警吊杆横桥向平行对称布置。
[0027]上面结合附图对本实用新型的【具体实施方式】作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。
【权利要求】
1.一种基于破损安全设计的竖向减幅自预警式吊杆系统，其特征在于:包括一根安全吊杆、一根预警吊杆；其中安全吊杆和预警吊杆横桥向平行对称布置。
2.根据权利要求1所述的基于破损安全设计的竖向减幅自预警式吊杆系统，其特征在于:所述安全吊杆和预警吊杆都包括锚前结构、拉杆(3)、锚头结构；其中锚头结构与锚前结构共同作用将拉杆(3)锚固于桥面系。
3.根据权利要求2所述的基于破损安全设计的竖向减幅自预警式吊杆系统，其特征在于:所述安全吊杆和预警吊杆的锚前结构都包括锚杯(I)、钢锚箱(2)、缓冲器(9);其中拉杆(3 )在锚杯(I)内散开进入钢锚箱(2 )，缓冲器(9 )位于锚杯(I)与拉杆(3 )之间。
4.根据权利要求2所述的基于破损安全设计的竖向减幅自预警式吊杆系统，其特征在于:所述安全吊杆的锚头结构包括橡胶垫(4)、锚垫板(5)、球形铰(6)、螺母(7)、保护罩(8);其中橡胶垫(4)、锚垫板(5)、球形铰(6)、螺母(7)与保护罩(8)顺次组装。
5.根据权利要求2所述的基于破损安全设计的竖向减幅自预警式吊杆系统，其特征在于:所述预警吊杆的锚头结构包括锚垫板(5)、球形铰(6)、螺母(7)、保护罩(8);其中锚垫板(5)、球形铰(6)、螺母(7)与保护罩(8)顺次组装。
【文档编号】E01D19/16GK204000611SQ201420027290
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2014年1月17日 优先权日:2014年1月17日
【发明者】李睿, 陈宙翔, 张亮, 杨琴, 陈建, 修振宇 申请人:昆明理工大学, 云南云岭高速公路桥梁工程有限公司