基于桥墩的桥梁多方向抗震及防倾覆装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种基于桥墩的桥梁多方向抗震及防倾覆装置，包括抱紧固定设置在桥墩上端的钢抱箍，以及固定在梁体底面的锚固底板，其特征在在于，钢抱箍外表面和锚固底板相对位置处以及锚固底板下表面各自成对的竖向设置有加劲板，加劲板上设置多向转轴结构，两个多向转轴结构之间连接设置液压阻尼装置，液压阻尼装置能够通过两端的多向转轴结构调整限位方向，实现多向限位。本实用新型专利技术为针对桥墩结构桥梁设计，具有能够更可靠地实现对桥梁梁体任意方向的受力及位移释放约束应力，降低安全隐患，且稳定性，可靠性高，使用寿命更长的优点。

【技术实现步骤摘要】
基于桥墩的桥梁多方向抗震及防倾覆装置
本技术涉及公路桥梁工程领域，具体涉及一种基于桥墩的桥梁多方向抗震及防倾覆装置。
技术介绍
我国目前，大部分在役桥梁在使用时，需要经受各种作用力，例如地震、偏载、车船碰撞等外力。这这些力作用下桥梁的梁体会发生一定的纵向或横向位移，且位移量会随时间逐渐累加，直至这些发生梁体偏位的桥梁已经严重威胁到道路运营的安全。时有报道因为桥梁遭受外力位移后，造成梁体横向侧翻（如无锡桥梁侧翻事故）或纵向掉落等事故问题。因此很有必要对这一问题，考虑对桥梁进行针对性的维修和加固并进行相关设备的研发，从根本上解决问题。针对桥梁抗震限位及防落梁的阻尼设备的研究，目前国内常常使用的方法有五种：（1）使用阻尼型支座进行位移约束的方法。这种方法的缺点在于初始阶段约束效果较好，但后续阶段由于支座自身的锈蚀、变形、失效等问题导致约束失效，如不及时更换，可能对桥梁的安全使用造成隐患，而支座的更换施工很麻烦。（2）在梁体两侧设置刚性或半刚性（设置有弹性填塞物）挡板的防偏限位方法。该方法主要是在梁底或盖梁上植筋，通过植筋设置刚性或半刚性挡板，靠挡板的强行阻挡防止梁体发生偏移。上述方法主要存在以下不利因素：其一，限位方式过于强硬，属于强行阻拦式的限位，这不仅可能引起较大的梁体内应力，还可能造成梁体底部、墩顶或盖梁顶的损坏；其二，这种方式限位设备强度较低，一般仅适用于地震动峰值加速度(Ag≤0.15g)地区。（3）在梁体纵向或横向安装带有弹簧的弹性限位设备。这种方法虽改善了强制限位的缺点，具备一定的柔性，但压缩后恢复不了的弹簧会在结构内形成无法释放的内力，这个内力始终是一个安全隐患，威胁着梁体或墩柱的安全，且目前研发的设备只能实现一个方向的限位，无法实现任意方向限位。（4）在梁体某一方向安装定向粘滞阻尼器，该方法虽然在限位后会释放内力，但仍旧只能用于定向限位，不能实现任意方向，一旦出现其他方向或无定向的位移（如扭转位移），设备很容易发生破坏。（5）还有极少数设计通过添加关节实现不同方向的阻尼限位（如球形关节），但经申请人研究发现，目前已申报的此类专利技术依然存在关节灵活性及可靠性的问题。申请人曾经申请过的专利CN209039961U曾公开了一种多方向抗震限位装置及柱墩桥梁抗震结构，该专利的方案属于针对桥墩式桥梁而设计，其结构原理即属于上述第五种情况，采用了球形关节的结构实现多向限位，存在关节稳定性和可靠性差，不适宜长期使用的缺陷。同时其中采用的阻尼装置也存在监控不严，长期使用容易失效的问题。故如何设计一种针对桥墩式桥梁设计，能够更好地实现对桥梁梁体任意方向的可靠约束，能够释放约束应力，降低安全隐患，且稳定性，可靠性高，使用寿命更长的一种抗震防倾覆装置，成为急待考虑解决的问题。
技术实现思路
针对上述现有技术的不足，本技术所要解决的技术问题是：如何提供一种针对桥墩式桥梁使用，能够更可靠地实现对桥梁梁体任意方向的受力及位移释放约束应力，降低安全隐患，且稳定性，可靠性高，使用寿命更长的基于桥墩的桥梁多方向抗震及防倾覆装置。为了解决上述技术问题，本技术采用了如下的技术方案：一种基于桥墩的桥梁多方向抗震及防倾覆装置，包括抱紧固定设置在桥墩上端的钢抱箍，以及固定在梁体底面的锚固底板，其特征在在于，钢抱箍外表面和锚固底板相对位置处以及锚固底板下表面各自成对的竖向设置有加劲板，加劲板上设置多向转轴结构，两个多向转轴结构之间连接设置液压阻尼装置，液压阻尼装置能够通过两端的多向转轴结构调整限位方向，实现多向限位。该装置使用时依靠钢抱箍和锚固底板分别实现和桥墩以及梁体之间的固定，然后通过多向转轴结构和液压阻尼装置相连。这样梁体实现位移时，通过多向转轴结构调整液压阻尼装置沿位移方向承力，实现限位抗震以及防止落梁。这样，通过两个多向转轴结构连接实现多向限位，使得液压阻尼装置的两受力端在桥梁实际产生位移的情况下液压阻尼装置的受力能够更加可靠地快速调整为与实际发生的位移的方向一致。同时，液压阻尼装置两端均设置多向转轴结构实现多向限位，多向转轴结构相比球形关节轴承的结构方式，具有成本更低廉，结构更稳定可靠，使用寿命更长的特点，更适合在桥梁限位这样对使用寿命要求较高但对精度要求不高的场合使用。其中，所述多向转轴结构，包括垂直安装在两个加劲板之间的第一转轴，还包括整体呈U形的第一铰支座和第二铰支座，第一铰支座的弧形底部可转动地套接在第一转轴上，还包括和第一转轴异面垂直布置的第二转轴，所述第一铰支座和第二铰支座各自的两支臂端部沿支臂间隔方向均开设有转轴安装孔，并依靠转轴安装孔可转动地安装在第二转轴上，第二铰支座的弧形底部外端和液压阻尼装置的连接端相连。这样，两个铰支座的设置方式可以相对于一般的球形关节式多向连接结构承受更大的作用力，更加稳固可靠，使用寿命更长。同时方便通过加劲板设置实现与锚固底板以及钢抱箍的连接，方便安装和更换。作为优选，所述锚固底板上具有多个贯穿设置的螺栓连接孔，并采用化学螺栓锚固在桥梁底面。这样，方便通过螺栓连接的方式实现锚固底板的安装固定，具体安装时采用化学螺栓安装不会产生安装应力，提高紧固程度且降低对桥梁自身结构影响。进一步地，锚固底板上的螺栓连接孔沿同一矩形的四边均匀间隔分布。这样，使得螺栓固定的力能均匀的通过锚固下底板传递到盖梁以及梁体上。进一步地，钢抱箍外表面和锚固底板相对的位置贴合并焊接固定有展开呈矩形的连接底板，连接底板上设置加劲板。这样，钢抱箍上的加劲板的连接更加可靠，使得力能够均匀地通过连接底板和抱箍传递到桥墩上。作为优选，所述液压阻尼装置包括长条状的外壳，外壳一端设置有缸体，缸体内设置有阻尼液，缸体内可轴向滑动地配合安装有活塞，活塞固定在沿缸体轴心线设置的活塞杆上，活塞杆一端可滑动地密封配合并穿出缸体后形成第一个连接端，外壳另一端形成第二个连接端，两个连接端分别和两个多向转轴结构相连，活塞上沿缸体轴向开设有过油孔。这样，液压阻尼装置使用时，两个连接端受力后，能够通过活塞在粘滞液体之间运动消耗掉能量，释放掉应力，在实现限位作用的同时避免限位后内应力的挤压。进一步地，外壳另一端具有一个安装腔，所述活塞杆的里端可滑动地密封配合并穿出缸体至安装腔内，安装腔靠外一端端壁上正对活塞杆安装有第一压力传感器，当活塞杆向里行走到极限位置时活塞杆里端和第一压力传感器相接触。这样，当活塞杆向里行走到极限位置时，阻尼器失去作用效果，此时活塞杆和第一压力传感器接触，第一压力传感器可以和监控中心相连以实现报警，提醒监控者检测或者更换装置。进一步地，安装腔靠内的一端端壁上设置有第二压力传感器，活塞杆里端具有一个垂直延展部，垂直延展部和第二压力传感器相对设置，但活塞杆向外行走到极限位置时活塞杆里端的垂直延展部和第二压力传感器接触。这样，第一压力传感器可以同样和监控中心相连。当活塞杆向外行走到极限位置时，阻尼器同样失去作用效果，此时能够依靠第二压力传感器实现检测和报警。进一步地，所述阻尼液为压本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于桥墩的桥梁多方向抗震及防倾覆装置，包括抱紧固定设置在桥墩上端的钢抱箍，以及固定在梁体底面的锚固底板，其特征在于，钢抱箍外表面和锚固底板相对位置处以及锚固底板下表面各自成对的竖向设置有加劲板，加劲板上设置多向转轴结构，两个多向转轴结构之间连接设置液压阻尼装置，液压阻尼装置能够通过两端的多向转轴结构调整限位方向，实现多向限位。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于桥墩的桥梁多方向抗震及防倾覆装置，包括抱紧固定设置在桥墩上端的钢抱箍，以及固定在梁体底面的锚固底板，其特征在于，钢抱箍外表面和锚固底板相对位置处以及锚固底板下表面各自成对的竖向设置有加劲板，加劲板上设置多向转轴结构，两个多向转轴结构之间连接设置液压阻尼装置，液压阻尼装置能够通过两端的多向转轴结构调整限位方向，实现多向限位。


2.如权利要求1所述的基于桥墩的桥梁多方向抗震及防倾覆装置，其特征在于，所述多向转轴结构，包括垂直安装在两个加劲板之间的第一转轴，还包括整体呈U形的第一铰支座和第二铰支座，第一铰支座的弧形底部可转动地套接在第一转轴上，还包括和第一转轴异面垂直布置的第二转轴，所述第一铰支座和第二铰支座各自的两支臂端部沿支臂间隔方向均开设有转轴安装孔，并依靠转轴安装孔可转动地安装在第二转轴上，第二铰支座的弧形底部外端和液压阻尼装置的连接端相连。


3.如权利要求2所述的基于桥墩的桥梁多方向抗震及防倾覆装置，其特征在于，所述锚固底板上具有多个贯穿设置的螺栓连接孔，并采用化学螺栓锚固在桥梁底面。


4.如权利要求3所述的基于桥墩的桥梁多方向抗震及防倾覆装置，其特征在于，锚固底板上的螺栓连接孔沿同一矩形的四边均匀间隔分布。


5.如权利要求4所述的基于桥墩的桥梁多方向抗震及防倾覆装置，其特征在于，钢抱箍外表面和锚固底板相对的位置贴合并焊接固定有展开呈矩形的连接底板，连接底板上设置加劲板。...

【专利技术属性】
技术研发人员：周维莉，李永强，赵成功，苏贵平，袁士才，
申请(专利权)人：长江师范学院，
类型：新型
国别省市：重庆;50