一种桥梁简支支座抗震水平自锁装置的制作方法

本实用新型属于桥梁结构技术领域，具体涉及一种应用于桥梁结构的简支支座抗震水平自锁装置。

背景技术：

桥梁的简支支座在桥梁结构中是一种非常常见的支承形式，在简支桥、连续梁桥等桥型中均有广泛的应用。简支支座受力简单明确，在正常使用中是一种很有利的支承形式，但是在地震荷载作用下却是造成震害的薄弱环节。所以克服简支支座在地震中缺乏水平约束的问题是一项具有重要意义的研究。

转动块和杠杆系统在机械工程中是一种应用非常广泛的基础技术。利用转动块顶升杠杆系统可以改变作用力的方向和大小，可以将水平地震作用转化为向上的顶升消栓作用。而且通过单向延时阀、泄油孔等对油液的控制，可以方便地实现装置的触发和复位。

目前，简支支座的技术已经相当成熟，转动块和杠杆系统也已经应用广泛。但是可以解决桥梁简支支座在地震中缺乏水平约束的技术却一直没有得到很好的实现。

技术实现要素：

本实用新型提供一种桥梁简支支座抗震水平自锁装置，在所有的桥梁简支支座中都可以有效应用，该实用新型巧妙利用转动块、杠杆系统和液压系统等解决了简支支座在地震荷载等作用下缺乏水平约束的问题，而且该装置制作简单、适用性强，在桥梁结构领域具有广泛应用前景。

本实用新型的技术方案如下：

一种桥梁简支支座抗震水平自锁装置，其特征在于：包括连接桥墩的静止端部分、设置有预留孔的桥面和桥面结构相连的运动端部分，其中：

所述连接桥墩的静止端部分相对桥面结构的运动是固定的，包括杠杆系统、液压系统和销栓；

所述与桥面结构相连的运动端部分包括转动块系统，所述转动块系统由支撑杆、转轴和扇形块构成，所述转动块系统通过扇形块与杠杆的切点提供顶升力以触发液压系统向上顶升销栓进入桥面上的预留孔。

进一步的，所述液压系统包括油缸、油管、小活塞和泄油管，其中，所述油管与油缸之间通过泄油管连接，所述小活塞位于油管内。

进一步的，所述销栓与油缸上方的油管内的小活塞相连。

进一步的，所述油缸上方的油管为多支管结构。

进一步的，所述销栓与支管内的小活塞相连。

进一步的，所述液压系统包括还包括单向延时阀。

进一步的，所述桥面上预留孔的孔间距与销栓间距不同。

转动块转轴和桥墩固定端相连，在任何情况下都和桥墩保持相对静止。在平时的使用过程中，车辆荷载、温度等引起的桥面水平位移不会被约束，保证设计的支座简支条件；在地震等突发外力作用下，该装置可以通过转动块顶升杠杆使油压激增将销栓上顶与桥面对应的预留孔洞固定，增大桥面的抗侧刚度，提升桥体的抗震性和鲁棒性；在地震等作用结束之后，转动块复位，油液可以通过泄油管缓慢回流到油缸中，销栓回落释放支座水平约束，回归简支状态。

本实用新型相对于现有技术具有以下优点及突出性效果：

①采用触发机制和单向延时阀，可以使得简支支座在地震中也能提供水平约束。

②采用纯机械构造，没有电子元件，保证了装置的环境适应性和耐用性。

③采用泄油孔、转动块保证在平时支座不会产生水平约束力。

附图说明

图1：桥梁简支支座抗震水平自锁装置示意图。

附图标记说明：

S代表连接桥墩的静止端部分，M代表连接桥面的运动端部分，D代表泄油管，V代表单向延时阀，L代表杠杆系统，R代表转动块系统。

具体实施方式

以下结合附图，对本实用新型的具体实施方式作进一步描述。

本实用新型介绍了一种桥梁简支支座抗震水平自锁装置，在所有的桥梁简支支座中都可以有效应用。该实用新型巧妙利用转动块、杠杆系统和液压系统等解决了简支支座在地震荷载等作用下缺乏水平约束的问题，而且该装置制作简单、适用性强，在桥梁结构领域具有广泛应用前景。

一种桥梁简支支座抗震水平自锁装置，包括连接桥墩的静止端部分S、设置有预留孔的桥面和桥面结构相连的运动端部分M。

连接桥墩的静止端部分S相对桥面结构运动的是固定的，包括杠杆系统L、液压系统和销栓。

与桥面结构相连的运动端部分M包括转动块系统R，转动块系统R由支撑杆、转轴和扇形块构成。转动块系统R通过扇形块与杠杆的切点提供顶升力以触发液压系统向上顶升销栓进入桥面上的预留孔。

液压系统包括油缸、油管、小活塞和泄油管D。油管与油缸之间通过泄油管D连接，小活塞位于油管内。

销栓与油缸上方的油管内的小活塞相连。可以理解的，油缸上方的油管可以替换成附图1中的多支管结构，销栓与支管内的小活塞相连。液压系统包括还可包括单向延时阀V。

桥面上预留孔的孔间距与销栓平行间距不同使得销栓被顶升后能够进入实现固定。

本实用新型的施工工序为：

●在普通简支支座的桥墩端加装杠杆系统、油缸、与小活塞相连的销栓等固定端配件；

●将桥面板与转动块系统连接，保证二者协同运动；

●在桥面板特定位置开与销栓对应的孔洞，间距与销栓间距不同；

●调试装置到合适的状态。

该装置通过纯机械构造实现自锁功能，不需要依靠电子电路等控制、激发，具有较强的环境适应性。在平时桥面位移速度较慢时，转动块移动缓慢可以保持平衡不发生转动，杠杆保持水平销栓不会激发。在地震等条件下桥面位移速度很快时，转动块移动迅速在惯性力作用下发生转动，杠杆保持被上顶，通过油液升压激发销栓实现桥面的固接。杠杆支点和油缸都属于与桥梁静止端相连的部件，不会随桥面系运动。但是杠杆被转动块顶升之后，可以压缩油缸内的油液通过单向延时阀进而通过活塞顶升销栓，达到约束桥面运动的目的。

该新型桥梁支座抗震自锁装置可以既满足支座在桥梁正常使用过程中仅提供简支的竖向约束，又满足在地震荷载等作用下激发销栓为桥梁提供水平约束。本装置由与桥墩固定静止端和与桥面结构相连的运动端构成。在正常使用时，杠杆处于水平位置，活塞处于下部，销栓不激发，支座只起到简支作用。在地震荷载等作用下，运动端带动转动块急剧移动，转动块在惯性力作用下偏转将杠杆顶起，杠杆带动活塞上升使得油液通过单向延时阀进入油管又无法自由通过单向延时阀流向油缸另一端。所以此时油管内油压急剧升高，挤压弹簧使得销栓上顶，约束桥面的自由水平运动。而且桥面运动端对应的销栓孔与销栓不等间距，保证至少能有一个销栓随时可以插入约束水平运动。在地震结束之后，油管油压可以通过泄油管缓慢流回油缸，释放简支支座的水平约束。

本实用新型针对桥梁简支支座无法在地震荷载等作用时提供足够的水平约束问题，以纯机械的方式提供了一种触发式的支座自锁装置，满足了简支支座在平时与地震中分别实现释放和约束水平自由度的目的，且装置制作简单、适用性强，在桥梁结构领域具有广泛应用前景。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本实用新型的原理而采用的示例性实施方式，然而本实用新型并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本实用新型的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本实用新型的保护范围。