双自由度吸能式防落梁装置的制作方法

本发明涉及一种双自由度吸能式防落梁装置。

背景技术：

在桥梁设计中不能忽略地震的影响，特别是在高烈度去其地震作用是起主要控制作用。目前，特大跨径桥梁的主要抗震措施有安装阻尼器和减隔震支座等方法，中小桥梁抗震措施有设置防落梁装置和塑性铰等方法。桥梁防落梁装置根据布置形式可分为挡块形式和相连形式。挡块形式可分为混凝土挡块和钢挡块，相连形式可分为钢丝绳连接和钢结构连接。又根据防落梁装置工作原理可分为吸能式和非吸能式。

目前，国内中小桥梁抗震措施主要以设置挡块为主，还没有确立其结构的设计方法，其受力模式为非吸能式，在地震时其作用有限。并且，还存在更换不便、结构相对复杂、塑性变形位置不确定、破坏模态不明确、只能单向受力等缺点。阻尼器和减隔震支座价格昂贵，而中小桥梁数量众多难以大规模应用。

针对上述不足，需要设计和开发出一种构造简单、安装和更换方便、受力和破坏模式明确、加工制造方便、造价低的桥梁防落梁装置，大规模推广应用于中小桥梁。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的是提供一种构造简单、安装和更换方便、受力明确、加工制造方便、造价低的双自由度吸能式防落梁装置。

本发明通过以下技术手段解决上述问题：一种双自由度吸能式防落梁装置，包括固定在桥墩或盖梁上的底座和设置在底座上的钢管，所述钢管包括相互连接的圆形管体和波纹管体。

进一步，所述钢管包括多段管节，所述管节包括相互连接的圆形管体和波纹管体，相邻管体之间通过波纹管体连接。

进一步，所述圆形管体分隔成左圆形管体和右圆形管体，所述左圆形管体与右圆形管体之间通过拉簧连接，所述波纹管体分隔成左波纹管体和右波纹管体，左圆形管体与左波纹管体连接，右圆形管体与右波纹管体连接。

进一步，属于同一个管节的左圆形管体与左波纹管体固定连接、右圆形管体也与右波纹管体固定连接，左波纹管体与相邻管节的左圆形管体铰接，左波纹管体与相邻管节的左圆形管体之间设置有弹簧，右波纹管体与相邻管节的右圆形管体也铰接，右波纹管体与相邻管节的右圆形管体之间也设置有弹簧。

进一步，所述底座通过螺栓以可拆卸的方式固定在桥墩或盖梁上。

进一步，靠近主梁一侧的圆形管体壁上设置缓冲垫块。

本发明的有益效果：本发明的双自由度吸能式防落梁装置，包括固定在桥墩或盖梁上的底座和设置在底座上的钢管，所述钢管包括相互连接的圆形管体和波纹管体。该防落梁装置构造简单，便于加工制造；通过波纹管体形成了塑性区域，可根据外力大小分为弹性状态和塑性状态，其受力模式明确；受力变形构件采用了圆形管体，截面各向对称，实现了双向受力。另外，在靠近主梁一侧的圆形管体上设置缓冲垫块，可减少冲击力。用高强度螺栓固定在桥墩或盖梁上，安装和更换方便；该防落梁装置材料可采用普通桥梁用钢制造，对材料和焊接没有特殊要求，造价较低。

该装置与现有各种防落梁装置相比实用性强、受力状态明确、结构简单、安装更换方便、加工制造简单，大大降低了防落梁装置的造价，可大规模推广应用于中小桥梁。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。

图1为本发明的结构示意图；

图2为图1的俯视图。

具体实施方式

以下将结合附图对本发明进行详细说明，如图1-2所示：本发明提供了一种双自由度吸能式防落梁装置，包括固定在桥墩或盖梁1上的底座2和设置在底座上的钢管，所述钢管包括相互连接的圆形管体和波纹管体，所述底座通过螺栓7以可拆卸的方式固定在桥墩或盖梁上，靠近主梁一侧的圆形管体壁上设置缓冲垫块8。具体的，本发明结构简单，通过波纹管体形成了塑性区域，波纹管体处于同一高度，受力均匀，变形容易，缓冲和吸能效果明显；当外力较小时塑性区域属于弹性状态，外力逐渐变大时塑性变形吸收能量减少对桥墩内力，其受力模式明确；受力变形构件采用了圆形管体，截面各向对称，实现了双向受力。另外，在靠近主梁一侧的圆形管体上设置缓冲垫块，可减少冲击力。用高强度螺栓固定在桥墩或盖梁上，安装和更换方便；该防落梁装置材料可采用普通桥梁用钢制造，对材料和焊接没有特殊要求，造价较低。

作为对上述技术方案的进一步改进，所述钢管包括多段管节，所述管节包括相互连接的圆形管体和波纹管体，相邻管体之间通过波纹管体连接。通过设置多层塑性区域，以吸收更多的能量，防撞效果更加明显。

作为对上述技术方案的进一步改进，所述圆形管体分隔成左圆形管体301和右圆形管体302，所述左圆形管体与右圆形管体之间通过拉簧5连接，所述波纹管体分隔成左波纹管体401和右波纹管体402，左圆形管体与左波纹管体连接，右圆形管体与右波纹管体连接。当受到水平方向的冲击时，左圆形管体、右圆形管体、左波纹管体以及右波纹管体均可以向外侧移动，并通过拉簧缓冲水平冲击力，进一步提高了防撞效果。

作为对上述技术方案的进一步改进，属于同一个管节的左圆形管体与左波纹管体固定连接、右圆形管体也与右波纹管体固定连接，左波纹管体与相邻管节的左圆形管体铰接，左波纹管体与相邻管节的左圆形管体之间设置有弹簧6，右波纹管体与相邻管节的右圆形管体也铰接，右波纹管体与相邻管节的右圆形管体之间也设置有弹簧。采用该种结构设计，受到冲击时，上节管节与下节管节之间可以错位缓冲冲击，不仅提高了防撞吸能能力，而且提高了结构的使用寿命，降低了结构被极限冲击力破坏的概率。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种双自由度吸能式防落梁装置，包括固定在桥墩或盖梁上的底座和设置在底座上的钢管，所述钢管包括相互连接的圆形管体和波纹管体。该防落梁装置构造简单，便于加工制造；通过波纹管体形成了塑性区域，可根据外力大小分为弹性状态和塑性状态，其受力模式明确；受力变形构件采用了圆形管体，截面各向对称，实现了双向受力。另外，在靠近主梁一侧的圆形管体上设置缓冲垫块，可减少冲击力。用高强度螺栓固定在桥墩或盖梁上，安装和更换方便；该防落梁装置材料可采用普通桥梁用钢制造，对材料和焊接没有特殊要求，造价较低。

技术研发人员：魏永国
受保护的技术使用者：长沙市市政工程有限责任公司
技术研发日：2017.07.06
技术公布日：2017.10.17