各向异性拉索限位器的制作方法

本实用新型属于土木工程、地震工程技术领域，具体涉及一种适用于桥梁限位的各向异性拉索限位器。

背景技术：

多次地震灾害调查发现，桥梁在强震作用下经常发生落梁、碰撞等震害，这往往引发震后救灾生命线的中断，从而给及时的救援带来很大困难。针对此问题，学者们曾提出各种墩梁限位装置，主要有拉索限位器、钢杆限位器、防碰撞限位块等。其中拉索限位器主要是采用拉索将主梁与墩连接，防止地震下落梁的发生；钢杆限位器则是将相邻梁体用钢杆连接，从而使地震作用下梁体成为一个整体；限位块则经常放在盖梁的两端，防止梁体的侧向位移。

这些限位装置一定程度上减轻了落梁、碰撞等震害，但大多功能单一，很难做到既防落梁又防碰撞；同时，这些传统的限位装置大多采用定性的方法设置，在强震发生时能否实现限位则是值得怀疑的；目前尚未有能够在三个维度上实现不同松弛量的限位装置在桥梁上应用。

技术实现要素：

为了实现纵、横和竖向松弛量不同的目的，本实用新型的目的在于提供一种各向异性拉索限位器，该装置在地震作用下不仅能够从纵、横向对桥梁进行限位，而且能够有效限制桥面板的平面内转动等。

本实用新型提出的一种各向异性拉索限位器，包括下锚具1、下底板2、拉索3、上锚具4、滑板5和上顶板6，其中：下底板2与上顶板6为钢板与加劲肋板连接组成的格构式板件，上顶板6和下底板２相对布置，上顶板6和下底板２上的加劲肋板朝外布置；上顶板6中心开有椭圆形孔8，椭圆形孔8的尺寸根据正常使用下所需要的纵、横向滑移量和拉索3的直径共同确定；上锚具4与下锚具1的结构相同，下锚具1与下底板2固定连接，且下锚具1与下底板2上的加劲肋板位于同侧，滑板5为一直径大于椭圆形孔8短轴的钢圆盘，其底部通过聚四氟乙烯板与上顶板6连接，且滑板５与下顶板6上的加劲肋板位于同侧；滑板5顶部固定有上锚具４，所述拉索3上端通过预张拉锚固在上锚具4上，下端通过和拉锚固在下锚具1上；下底板2上加劲肋板的高度根据下锚具1的高度确定；上顶板6上的加劲肋板的高度根据滑板5与上锚具4的总高度确定。

本实用新型中，所述下底板2和上顶板6上均设有锚固螺栓孔7。

本实用新型中，所述上锚具4与下锚具1采用小型预应力钢绞线圆锚。

本实用新型的使用方法为：如将各向异性拉索限位器放置在桥面板的四个角，其中椭圆形孔的长轴垂直桥面板横向。根据桥梁的正常使用要求，确定椭圆孔的有效长半轴值(椭圆的长半轴减去拉索半径)和有效短半轴值(椭圆的短半轴减去拉索半径)。建立桥梁的有限元模型，不断改变拉索的刚度，直到给定地震动下的位移响应值减小到可接受的范围，再将此时的拉索刚度乘以一定的安全系数，作为拉索的设计刚度。继而可得出所需钢绞线的面积，则上顶板椭圆孔的实际长半轴与短半轴即可确定。

本实用新型的有益效果在于：本实用新型可对多种桥型进行不同方向的限位，地震后拉索能够很方便的更换，同时本装置构造简单，可靠性好。

附图说明

图1是各向异性拉索限位器的正视构造图。

图2是图1的俯视构造图。

图3是桥面板的纵向运动示意图。

图4是桥面板的横向运动示意图。

图5是桥面的旋转运动示意图。

图中标号：1为下锚具，2为下底板，3为拉索，4为上锚具，5为滑板，6为上顶板，7为锚固螺栓孔，8为椭圆形孔，9为拉索水平路径。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进行进一步的说明。

实施例１：在图1、2中的各向异性拉索限位器，由下锚具1、下底板2、拉索3、上锚具4、滑板5、上顶板6组成。其中下锚具1采用小型预应力钢绞线圆锚；下底板2为开有圆形螺栓孔7的钢板与加劲肋板组成的格构式板件，其中肋板的高度根据下锚具的高度确定；拉索3为普通预应力钢筋线，根据受力的需要确定其横截面积；上锚具4与下锚具1一致；滑板5为一直径大于椭圆孔短轴的钢圆盘，其下底面粘贴3mm厚的聚四氟乙烯板来减小滑板与上顶板间的摩擦力；上顶板6为开有圆形螺栓孔7的钢板与加劲板组成的格构式板件，其中上顶板中心开有椭圆形孔8，加劲板的高度由滑板5与上锚具4的总高度确定，椭圆形孔8的尺寸根据正常使用下所需要的纵、横向滑移量和拉索的直径共同确定。

结合图3、4、5对各向异性拉索限位器在桥梁上的应用进行说明。图3为桥面板在纵向发生滑动时，多向异性拉索限位装置的位移状态；其中虚线代表桥面板未发生滑动时的状态，此时拉索3位于椭圆孔8的中心位置，当桥面板相对下部结构发生纵向相对运动时，且相对位移超过椭圆孔8的有效长半轴值(椭圆孔长半轴长减去拉索的半径)后，拉索3开始发挥作用，拉索凭借其强大的刚度限制桥面板的进一步纵向滑动。图4为桥面板在横向发生滑动时，各向异性拉索限位器的位移状态，其限位机理与纵向一致。图5为桥面板发生绕其中心旋转时，各向异性拉索限位器的位移状态，可见此时拉索水平路径9为一斜线，也就是说在转动的情况下，同时会伴随纵、横向位移的发生，所以当纵向或横向的位移超过椭圆孔8的有效半轴值(椭圆孔半轴长减去拉索的半径)后，拉索开始受力，从而限制扭转位移的进一步发生。通过图3、4、5可以看出，拉索运动后实际所处的位置是其所有可能点到初始点的距离最短的哪一个点。

应当理解，在不脱离本实用新型的范围内，可以对上述装置和应用例进行多种改变，即可以对各向异性拉索限位器的开孔形状进行改变，同时可以将其应用到斜弯桥等多种桥型中。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围内。