一种旋转式桥梁减振系统

本发明涉及桥梁，特别是涉及一种旋转式桥梁减振系统。

背景技术：

1、为了防止桥梁结构因振动出现断裂、垮塌等危险情况，需要设置减振系统，以吸收桥梁振动能量。现有的桥梁减振系统通常在上方桥梁与下方底座之间竖向设置多个阻尼器，依靠阻尼器吸收振动能量。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种旋转式桥梁减振系统，采用旋转摩擦耗能的方式，对桥梁的振动能量进行吸收。

2、为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

3、本发明公开了一种旋转式桥梁减振系统，包括：

4、底座；

5、顶盘，所述顶盘用于连接桥梁，以随桥梁沿上下方向同步振动；

6、齿轮组件，所述齿轮组件包括齿轮轴、斜齿轮和直齿轮；所述齿轮轴竖直设置，且转动安装于所述底座上；所述斜齿轮与所述齿轮轴固定相连，以带动所述齿轮轴旋转；所述直齿轮与所述齿轮轴相连，以随所述齿轮轴旋转；

7、外支撑环，所述外支撑环与所述顶盘固定相连，以随所述顶盘同步上下运动；所述外支撑环的下端面设有与所述斜齿轮外形匹配的斜齿轮槽，以在所述外支撑环上下运动时驱动所述斜齿轮旋转；

8、摩擦环组件，所述摩擦环组件包括内摩擦环、外摩擦环、内齿轮和外齿轮；所述内摩擦环位于所述外支撑环的内侧，所述外摩擦环位于所述外支撑环的外侧，所述内摩擦环、所述外摩擦环均与所述底座滑动接触；所述内齿轮、所述外齿轮均与所述直齿轮啮合；所述内齿轮固定于所述外摩擦环上，所述外齿轮固定于所述内摩擦环上。

9、优选地，所述旋转式桥梁减振系统还包括弹性支撑结构，所述弹性支撑结构位于所述底座与所述顶盘之间，用于弹性支撑所述顶盘。

10、优选地，所述弹性支撑结构包括橡胶块和内支撑环；所述内支撑环位于所述内摩擦环内侧；所述橡胶块位于所述内支撑环内侧且高于所述内支撑环；所述橡胶块与所述内支撑环的内壁之间留有空隙；所述内支撑环的上端开口呈锥形结构，所述锥形结构的上沿呈齿状，所述顶盘的下表面设有内环壁，所述内环壁的内侧具有用于和所述内支撑环的齿状部分滑动接触的锥面，以使所述内支撑环的齿状部分在被所述顶盘下压时向所述内支撑环的内侧弹性变形。

11、优选地，所述旋转式桥梁减振系统还包括阻尼组件，所述阻尼组件包括轴杆和阻尼器；所述轴杆固定于所述外支撑环上；所述阻尼器的第一端连接所述轴杆，所述阻尼器的第二端连接所述内摩擦环和/或所述外摩擦环，以向所述轴杆施加阻尼力。

12、优选地，所述阻尼器包括第一阻尼器和第二阻尼器；所述第一阻尼器的第二端连接所述内摩擦环，所述第二阻尼器的第二端连接所述外摩擦环。

13、优选地，所述内摩擦环上设有第一槽体，所述外摩擦环上设有第二槽体，所述轴杆的两端分别伸入所述第一槽体和所述第二槽体；所述第一阻尼器位于所述第一槽体内，所述第二阻尼器位于所述第二槽体内。

14、优选地，在每一个所述第一槽体内，所述第一阻尼器包括多个，多个所述第一阻尼器分别位于所述轴杆的两侧；在每一个所述第二槽体内，所述第二阻尼器包括多个，多个所述第二阻尼器分别位于所述轴杆的两侧。

15、优选地，所述旋转式桥梁减振系统还包括固定于所述底座上的外护壁，所述外护壁位于所述外摩擦环的外侧且与所述外摩擦环滑动接触。

16、优选地，所述旋转式桥梁减振系统还包括竖向阻尼器，所述竖向阻尼器的上下两端分别连接所述顶盘和所述外护壁。

17、优选地，所述顶盘的上表面为下凹球面，所述下凹球面上设置有弹性层，所述弹性层用于和桥梁上的下凸球面贴合。

18、本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：

19、当顶盘随桥梁同步上下振动时，通过斜齿轮槽与斜齿轮的相对滑动驱动斜齿轮旋转。斜齿轮驱动齿轮轴旋转，进而带动直齿轮旋转。直齿轮同时驱动内齿轮、外齿轮旋转，从而使内摩擦环与外摩擦环反向旋转。内摩擦环和外摩擦环在旋转时与底座滑动接触，从而通过摩擦的方式消耗桥梁振动能量。与现有技术相比，本发明提供了一种新的减振耗能思路，将桥梁上下振动的能量转换为内摩擦环和外摩擦环旋转运动的能量，并通过摩擦的方式将能量耗散。

技术特征：

1.一种旋转式桥梁减振系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的旋转式桥梁减振系统，其特征在于，所述旋转式桥梁减振系统还包括弹性支撑结构，所述弹性支撑结构位于所述底座与所述顶盘之间，用于弹性支撑所述顶盘。

3.根据权利要求2所述的旋转式桥梁减振系统，其特征在于，所述弹性支撑结构包括橡胶块和内支撑环；所述内支撑环位于所述内摩擦环内侧；所述橡胶块位于所述内支撑环内侧且高于所述内支撑环；所述橡胶块与所述内支撑环的内壁之间留有空隙；所述内支撑环的上端开口呈锥形结构，所述锥形结构的上沿呈齿状，所述顶盘的下表面设有内环壁，所述内环壁的内侧具有用于和所述内支撑环的齿状部分滑动接触的锥面，以使所述内支撑环的齿状部分在被所述顶盘下压时向所述内支撑环的内侧弹性变形。

4.根据权利要求1所述的旋转式桥梁减振系统，其特征在于，所述旋转式桥梁减振系统还包括阻尼组件，所述阻尼组件包括轴杆和阻尼器；所述轴杆固定于所述外支撑环上；所述阻尼器的第一端连接所述轴杆，所述阻尼器的第二端连接所述内摩擦环和/或所述外摩擦环，以向所述轴杆施加阻尼力。

5.根据权利要求4所述的旋转式桥梁减振系统，其特征在于，所述阻尼器包括第一阻尼器和第二阻尼器；所述第一阻尼器的第二端连接所述内摩擦环，所述第二阻尼器的第二端连接所述外摩擦环。

6.根据权利要求5所述的旋转式桥梁减振系统，其特征在于，所述内摩擦环上设有第一槽体，所述外摩擦环上设有第二槽体，所述轴杆的两端分别伸入所述第一槽体和所述第二槽体；所述第一阻尼器位于所述第一槽体内，所述第二阻尼器位于所述第二槽体内。

7.根据权利要求6所述的旋转式桥梁减振系统，其特征在于，在每一个所述第一槽体内，所述第一阻尼器包括多个，多个所述第一阻尼器分别位于所述轴杆的两侧；在每一个所述第二槽体内，所述第二阻尼器包括多个，多个所述第二阻尼器分别位于所述轴杆的两侧。

8.根据权利要求1所述的旋转式桥梁减振系统，其特征在于，所述旋转式桥梁减振系统还包括固定于所述底座上的外护壁，所述外护壁位于所述外摩擦环的外侧且与所述外摩擦环滑动接触。

9.根据权利要求8所述的旋转式桥梁减振系统，其特征在于，所述旋转式桥梁减振系统还包括竖向阻尼器，所述竖向阻尼器的上下两端分别连接所述顶盘和所述外护壁。

10.根据权利要求1所述的旋转式桥梁减振系统，其特征在于，所述顶盘的上表面为下凹球面，所述下凹球面上设置有弹性层，所述弹性层用于和桥梁上的下凸球面贴合。

技术总结
本发明公开了一种旋转式桥梁减振系统，包括底座、顶盘、齿轮组件、外支撑环和摩擦环组件。顶盘用于连接桥梁。齿轮组件包括齿轮轴、斜齿轮和直齿轮。齿轮轴转动安装于底座上。斜齿轮带动齿轮轴旋转，直齿轮随齿轮轴旋转。外支撑环与顶盘固定相连。外支撑环的下端面设有与斜齿轮外形匹配的斜齿轮槽，以在外支撑环上下运动时驱动斜齿轮旋转。摩擦环组件包括内摩擦环、外摩擦环、内齿轮和外齿轮。内摩擦环位于外支撑环的内侧，外摩擦环位于外支撑环的外侧，内摩擦环、外摩擦环均与底座滑动接触。内齿轮、外齿轮均与直齿轮啮合。内齿轮固定于外摩擦环上，外齿轮固定于内摩擦环上。相比于现有技术，本发明提供了一种新的桥梁振动能量耗散思路。

技术研发人员：王斌,刘中宪,王海良,吕杨,刘永华
受保护的技术使用者：天津城建大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/11