一种桥梁结构减震装置的制作方法

[0001]
本发明涉及桥梁结构减振抗震领域，特别涉及一种桥梁结构减震 装置。


背景技术：

[0002]
随着交通基础设施建设向西部高烈度区域快速推进，桥梁工程将 面临更高的震灾风险。特别是川藏铁路、川藏高速公路的建设，将会 使得桥梁结构面临严峻的地震考验。目前，大跨度桥梁在纵桥向设置 粘滞流体阻尼器，能够快速高效地耗散塔梁之间的振动能量，是一种 有效的减振措施。
[0003]
但发明人研究发现，在一些相关技术中，桥梁横桥向仅设置横向 限位装置，不满足高烈度地区的抗震需求。另有相关技术提出了一种 斜置式阻尼约束体系，阻尼体系中粘滞阻尼器沿主梁中轴线对称布置， 且与顺桥向方向有一定夹角，可同时控制大跨度桥梁顺桥向、横桥向 的位移。但是，斜置式阻尼约束体系提供的横桥向和纵桥向阻尼力具 有一定的耦合性，在实际应用中，这种阻尼器布置方式是否能够在具 有随机性和不确定性的地震动作用下达到设计目标，还缺乏相应的验 证研究。因此有必要提出一种适用于桥梁横向抗震用粘滞流体阻尼器， 提高桥梁结构的抗震性能。


技术实现要素：

[0004]
本发明实施例提供一种桥梁结构减震装置，在保持对桥梁横向抗 震的同时，能够化解塔梁之间纵向运动对减震装置的影响，提高抗震 性能。
[0005]
第一方面，提供了一种桥梁结构减震装置，其包括：阻尼器，所 述阻尼器包括活塞杆和与所述活塞杆相连的连接头；支架结构，所述 连接头可活动地组设于所述支架结构；其中，所述连接头可在所述支 架结构转动，和/或所述连接头可在所述支架结构中以不同于所述活塞 杆轴向的第一方向上运动。
[0006]
在一些实施例中，所述第一方向与所述活塞杆的轴向垂直。
[0007]
在一些实施例中，所述支架结构包括导轨，所述导轨用于固设于 桥塔，所述导轨定义所述第一方向。
[0008]
在一些实施例中，所述连接头连接一滑块，所述滑块滑动地组设 于所述导轨。
[0009]
在一些实施例中，所述连接头与所述滑块铰接。
[0010]
在一些实施例中，所述滑块与所述支架的接触面设有耐磨高分子 材料。
[0011]
在一些实施例中，所述阻尼器内设有活塞以及数量相同的阻尼阀 和单向阀；所述阻尼阀与单向阀间隔设置，且均匀分布于活塞。
[0012]
第二方面，提供了一种使用所述的一种桥梁结构减震装置的桥梁 结构，其包括：桥塔，所述支架结构固定于所述桥塔；主梁，所述阻 尼器固定于所述主梁。
[0013]
在一些实施例中，所述桥塔内预埋有预埋锚栓和预埋钢板，且所 述支架结构通过高强螺栓与所述预埋锚栓固定。
[0014]
在一些实施例中，所述主梁内部留有所述活塞杆运动的空间。
[0015]
本发明提供的技术方案带来的有益效果包括：
[0016]
本发明实施例提供了一种桥梁结构减震装置以及使用该减震装置 的桥梁结构，由于活塞杆的连接头可在支架结构中不同于活塞杆轴向 的第一方向上运动，因此在阻尼器工作时，支架结构可相对于阻尼器 发生位移。当支架结构固定在桥塔，阻尼器固定于主梁，则可在阻尼 器工作时，允许桥塔连同支架结构一起相对于阻尼器发生位移，因此， 可在对桥梁横向抗震的同时，有效化解桥塔纵向运动对减震装置的作 用力，使减震装置不受桥塔之间纵向运动的影响，提高桥梁结构的抗 震性能。
附图说明
[0017]
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例 描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的 附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在 不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0018]
图1为本发明实施例提供的一种桥梁结构减震装置的立面安装布 置图；
[0019]
图2为本发明实施例提供的一种桥梁结构减震装置在工作状态时 支撑结构的剖视图；
[0020]
图中，1、活塞杆；2、连接头；3、支架结构；4、滑块；5、活塞； 6、阻尼阀；7、单向阀；8、桥塔；9、主梁；10预埋锚栓；11预埋钢 板；12、高强螺栓。
具体实施方式
[0021]
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结 合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、 完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不 是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没 有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明 保护的范围。
[0022]
本发明实施例提供了一种桥梁结构减震装置，其能在对桥梁横向 抗震的同时，有效化解桥塔纵向运动对减震装置的作用力，使减震装 置不受桥塔之间纵向运动的影响，提高桥梁结构的抗震性能。
[0023]
如图1所示，一种桥梁结构减震装置包括阻尼器、活塞杆1、连接 头2、支架结构3。其中连接头2设于活塞杆1的端头，且连接头2可 活动地组设于支架结构3内。连接头2可在支架结构3转动，和/或连 接头2可在支架结构3中以不同于活塞杆1轴向的第一方向上运动。 在实际使用过程中，将阻尼器固定于主梁9的梁壁，将支架结构3固 定于桥塔8，当桥塔8带到支架结构3沿第一方向运动时，连接头2 可相对于支架结构3保持稳定，从而可保证阻尼器不受桥塔8运动的 影响。由于桥塔8之间产生纵向位移与阻尼器活塞杆的轴向往往是垂 直，因此可优选地，第一方向与活塞杆1的轴向垂直。
[0024]
在一些实施例中，支架结构3上设有导轨，连接头2通过导轨卡 接于支架结构3；连接头2可沿导轨在第一方向上运动。
[0025]
如图1所示，在一些实施例中，为了使支架结构3更好地相对于 连接头2运动，可通过设置滑块4来实现。滑块4设于支架结构3内， 且可在支架结构3内移动；连接头2与滑块4
连接。滑块4在支架结 构3内的移动更为顺畅，可带动连接头2相对于支架结构3更为顺畅 地运动。可优选地，滑块4与支架结构3的接触面设有耐磨高分子材 料，所述耐磨高分子材料可为四氟板。
[0026]
如图2所示，滑块4在支架结构3中的运动行程为s，s满足桥塔 8和主梁9之间纵向最大设计位移。桥塔8和主梁9之间发生纵向相对 位移时，带动阻尼器和支架结构3发生相对滑动，起到化解纵向相对 位移对阻尼器的影响，使阻尼器可保持原有的工作状态提供横向减震 效果。
[0027]
如图1所示，在一些实施例中，连接头2为球形，滑块4具有与 球形相匹配的铰接面且与连接头2铰接。滑块4与连接头2之间呈球 铰，可实现滑块4与连接头2之间的万向转动，从而容纳更多角度的 转动。当桥塔8相对于阻尼器的产生多方向的运动时，可提供相应的 活动容纳度，化解该运动对阻尼器造成的影响，可以适应桥塔和主梁 之间相对运动时任意方向的转角要求。
[0028]
如图1所示，在一些实施例中，阻尼器内设有充满粘滞阻尼流体 的缸筒、活塞5以及数量相同的阻尼阀6和单向阀7。阻尼阀6和单向 阀7可以控制粘滞阻尼流体的流通和阻断。在阻尼器处于拉伸状态时， 单向阀7工作，使粘滞阻尼流体顺利通过；在阻尼器处于压缩状态时， 阻尼阀6工作，对粘滞阻尼流体的通过提供一定的阻力。可优选地， 可通过调节阻尼阀6调节阻力的大小，并通过独立设置优化的横向阻 尼参数来实现。为了使阻力均匀作用于粘滞阻尼流体，可将阻尼阀6 与单向阀7间隔设置，且均匀分布于活塞5。
[0029]
如图1所示，在一些实施例中还提供了一种使用减震装置的桥梁 结构，其包括：桥塔8和主梁9。支架结构3固定于桥塔8；阻尼器固 定于主梁9。由于支架结构3可相对于连接头2在第一方向运动，相应 地，桥塔8可相对于阻尼器在第一方向运动，因此当桥塔8之间产生 纵向运动时，若纵向运动与第一方向一致，则桥塔可在一定活动范围 内相对于阻尼器运动，且不影响阻尼器工作。
[0030]
如图1所示，在一些实施例中，采用螺栓将阻尼器与主梁9连接， 将阻尼器右端固定在主梁9上。主梁9内部留有活塞杆1运动的空间， 可降低对阻尼器安装的尺寸要求，提高了受力的合理性。可优选地， 阻尼器安装数量为双数，在主梁9上对称布置，使桥塔之间发生横向 往复相对运动时始终发挥阻尼减震作用。
[0031]
如图1所示，在一些实施例中，桥塔8内预埋有预埋锚栓10和预 埋钢板11，且支架结构3通过高强螺栓12与预埋锚栓10固定。活塞 杆1拉伸时，作用力通过连接头2依次传递到滑块4、支架结构3最终 通过高强螺栓12传递到预埋锚栓10上。活塞杆1压缩时，作用力通 过滑块4依次传递到支架结构3，最终通过预埋钢板11传递到桥塔8 上。
[0032]
在一些实施例中，桥梁结构减震装置安装在桥塔与主梁9横桥向 之间的空隙内。阻尼器与主梁9采用整圈螺栓固定连接，主梁9内部 留出活塞杆运动的空间，该方式降低了阻尼器的安装尺寸，提高了受 力的合理性。阻尼器的活塞杆1的连接头2设置成球头的结构形式， 采用固定盖板连接到滑块4上，该连接方式可实现活塞杆与滑块4之 间的转动要求。滑块4左右两侧安装了平面四氟板，阻尼器受压时， 左侧平面四氟板可以在预埋钢板11位置的不锈钢板纵桥向自由滑动， 阻尼器受拉时，右侧平面四氟板可以在支架结构3位置的不锈钢板纵 桥向自由滑动，采用螺栓将预埋钢板11和支架结构3与预埋锚栓10 连接固定。活塞5上安装了两种液压阀：阻尼阀6和单向阀7。阻尼器 受压时，液压油只能从阻尼阀6通
过，提供设计要求的阻尼力；阻尼 器受拉时，单向阀7开启，液压油可以从单向阀7顺畅通过，拉力的 大小仅仅为阻尼器系统的摩擦力。考虑到桥塔结构一般为混凝土结构， 可以承受一定程度的压力，却不能承受过大的拉力。为了保护桥塔结 构的稳定，在桥塔相对于主梁反方向运动时不受阻尼器施加的拉力， 将阻尼器设置成仅在受压时提供阻尼力。
[0033]
本实施例的有益效果是，该阻尼器仅在桥塔之间横向相对运动时 发挥作用，提供的阻尼力大小不受桥塔之间其他运动方向和运动位置 的影响。
[0034]
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示 的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于 描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具 有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明 的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连 接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接， 或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连， 也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本 领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明 中的具体含义。
[0035]
需要说明的是，在本发明中，诸如“第一”和“第二”等之类的 关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开 来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的 关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体 意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、 物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要 素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。 在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并 不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的 相同要素。
[0036]
以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理 解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说 将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精 神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限 制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖 特点相一致的最宽的范围。