一种兼具撞击耗能及横向防移位的桥梁主梁撞击止损装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种兼具撞击耗能及横向防移位的桥梁主梁撞击止损装置，属于桥梁防护设计领域。包括主梁两侧的撞击耗能装置、梁底的撞击耗能装置以及设置在盖梁和主梁底部的横向防移位装置。撞击耗能装置包括橡胶挡板、锚固厚钢板、碰撞厚钢板、变截面钢管和软钢

【技术实现步骤摘要】
一种兼具撞击耗能及横向防移位的桥梁主梁撞击止损装置


[0001]本专利技术涉及一种耗能装置，特别是一种兼具撞击耗能及横向防移位的桥梁主梁撞击止损装置，属于桥梁防护设计领域。

技术介绍

[0002]随着社会的不断发展，我国城市人口日趋密集，机动车的数量也日益增多。为了缓解交通压力，增加城市空间资源的利用率，从而积极推进立体交通的发展。立交桥、人行天桥、高速路桥等的出现也带来了新的交通事故。许多原设计桥下为非机动车道后因交通压力大而改为机动车道，导致桥下净空不足。而桥下道路在改建重修过程中，多数采用铣刨加铺的方法，更使局部桥下净空进一步减小。再加上有时限高标志设计不合理以及司机的侥幸心理，造成车辆撞击主梁的事故频繁发生。当碰撞力超过设计碰撞力时，则可能导致支座剪坏、混凝土破坏、钢筋外露、主梁移位甚至断裂倒塌。而每一次撞击都会引起桥梁结构损伤、使用寿命缩短、安全性及抗震能力下降。
[0003]超高车辆撞击桥梁的交通事故危及着司机和行人安全，而事故后的抢修，交通的中断也造成了大量人力、物力、财力的浪费。因此，合理确定防撞设计标准以及设置配套的安全设施，显得紧迫而必要，具有重要的现实意义。本专利技术是一种兼具撞击耗能及横向防移位的桥梁主梁撞击止损装置，其既能在车辆速度小、吨位少碰撞桥梁时达到耗能效果，又能在超重超高车辆的极端碰撞时达到防止落梁的效果，避免造成车毁人亡、交通动脉中断等灾难性后果，同时减轻了事故带来的经济损失。

技术实现思路

[0004]基于上述缺陷，本专利技术提出了一种兼具撞击耗能及横向防移位的桥梁主梁撞击止损装置，用以解决超高车辆撞击主梁，以及桥梁在撞击后主梁发生横向移位问题。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术采取了如下技术方案：
[0006]一种兼具撞击耗能及横向防移位的桥梁主梁撞击止损装置，其桥墩顶部的盖梁通过支座支撑主梁，还包括撞击耗能装置以及横向防移位装置；
[0007]所述撞击耗能装置固定在主梁的底部以及左右两侧，包括橡胶挡板、碰撞厚钢板、锚固厚钢板、变截面钢管、软钢钢管以及铅柱；变截面钢管和软钢钢管一端与碰撞厚钢板焊接，另一端与锚固厚钢板焊接，并封闭；预制铅柱插入在软钢钢管中；变截面钢管套设在软钢钢管外部；主梁左右两侧的撞击耗能装置中，其碰撞厚钢板、锚固厚钢板顶部之间还设置有橡胶挡板，橡胶挡板与锚固厚钢板和主梁粘贴为一体；
[0008]所述横向防移位装置固定在盖梁内侧与主梁底部之间，包括六边形锚块、梯形锚块、钢杆、电动液压伸缩缸、止挡板、油泵开关、电线和位移传感器；所述六边形锚块通过螺栓锚固在主梁底部中心；两个梯形锚块分别通过螺栓锚固在盖梁内侧底部两端；两根钢杆上端通过紧定螺母与六边形锚块内的止挡板锚固为一体，下端通过紧定螺母与梯形锚块锚固为一体；电动液压伸缩缸上端与止挡板焊接为一体，下端与六边形锚块焊接为一体；油泵
开关粘贴在六边形锚块内顶板，并与主梁左右两侧及底部的位移传感器以及电动液压伸缩缸通过电线连接。
[0009]进一步地，所述位移传感器粘贴在锚固厚钢板底部边缘；桥墩底部设置有配电箱，配电箱与电线连接，配电箱接入市电或备用电源。
[0010]进一步地，其中软钢钢管沿周长方向设置若干小孔，小孔设置为十一排，每排十二个环形阵列分布；橡胶挡板与锚固厚钢板和主梁用冷硫化剂SK313粘贴为一体。
[0011]进一步地，所述六边形锚块、梯形锚块为钢锚箱，并通过螺栓锚固在主梁底部中心和盖梁内侧。
[0012]进一步地，所述主梁外部左右两侧撞击耗能装置的高度不超过主梁高度的1/4。
[0013]进一步地，所述撞击耗能装置为若干组拼接在主梁上，利于受撞击后方便更换维修，同时节省材料。
[0014]进一步地，所述撞击耗能装置中的铅柱为可再结晶物质，当遭受碰撞后，软钢钢管中的铅柱被从小孔中挤出并发生塑性流动而耗能。
[0015]进一步地，所述变截面钢管为由若干半径3cm的半圆间隔3cm形成，用于为封闭软钢钢管，防止软钢钢管中的铅柱被挤出后造成污染。
[0016]进一步地，所述软钢钢管采用屈服强度为100MPa
‑
200MPa的钢材，受力变形较大，增加耗能。
[0017]工作原理为：
[0018]当超高车辆撞击主梁两侧撞击耗能装置的过程中，碰撞厚钢板受到冲击力，从而挤压变截面钢管，变截面钢管里的软钢钢管和铅柱因受力被压缩，并向横向膨胀变形，软钢钢管里的铅柱被从小孔中挤出，做塑性流动，最后变截面钢管、软钢钢管和铅柱均起到碰撞耗能的作用；
[0019]当超高车辆撞击主梁底部撞击耗能装置的过程中，碰撞厚钢板受到冲击力向主梁内侧移动，变截面钢管受剪变形，内侧被压缩，外侧被拉伸；软钢钢管发生类似弯曲变形，其中的铅柱因变形被从小孔中挤出，做塑性流动，最后变截面钢管、软钢钢管和铅柱均起到碰撞耗能的作用；
[0020]当碰撞车辆从右侧撞击主梁，车速小，吨位少时，对主梁冲击力较小，通过撞击耗能装置便可抵消冲击能量，从而防止主梁被破坏；而当碰撞车辆车速大，吨位多时，对主梁冲击力较大，首先撞击耗能装置进行耗能，光靠耗能装置不足以完全抵消冲击力,此时，当碰撞厚钢板发生位移是设计碰撞长度的1/2时，位移传感器打开油泵开关，控制右侧电动液压伸缩缸伸长，从而使右侧的钢杆产生向左的拉力，相反的，六边形锚块则受到向右的推力，六边形锚块再将向右的推力传递给主梁；同时控制左侧的电动液压伸缩缸缩短，从而使左侧的钢杆产生向左的压力，相反的，六边形锚块则受到向右的推力，六边形锚块再将向右的推力传递给主梁；当车辆从左侧撞击主梁时，原理相同；最后两根钢杆同时产生与冲击力反向的抵抗力给主梁，同时依靠支座和梁盖上的挡块横向限位功能，防止主梁因冲击力过大而发生横向移位，造成落梁等危害。
[0021]相对于现有技术，本专利技术具有如下技术效果：
[0022]采用上述技术方案所产生的有益效果在于：所述桥梁主梁撞击止损装置在超高车辆撞击主梁作用下，通过撞击耗能装置中变截面钢管、软钢钢管和铅的共同作用，消耗撞击
能量。当撞击耗能装置形变较大，既撞击能量较大时，可能会导致落梁、断梁等严重危害，为防止主梁产生横向移位，用位移传感器控制油泵开关，从而控制电动液压伸缩缸伸长或缩短，将冲击力通过钢杆传递给盖梁和桥墩，同时靠支座、盖梁挡块发挥横向限位功能。本专利技术结构简单，成本低，还可以大大提高主梁抗撞击力，增加桥梁安全性。
附图说明
[0023]图1是本专利技术的一种兼具撞击耗能及横向防移位的桥梁主梁撞击止损装置的侧视图；
[0024]图2是本专利技术的一种兼具撞击耗能及横向防移位的桥梁主梁撞击止损装置的剖视图；
[0025]图3是本专利技术的一种兼具撞击耗能及横向防移位的桥梁主梁撞击止损装置的局部构造图；
[0026]图4是本专利技术的超高车辆撞击主梁左右两侧撞击耗能装置的正视图；
[0027]图5是本专利技术的主梁左右两侧撞击耗能装置的正视图；
[0028]图6是本专利技术的主梁梁底撞击耗能装本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种兼具撞击耗能及横向防移位的桥梁主梁撞击止损装置，其桥墩(13)顶部的盖梁(12)通过支座(9)支撑主梁(1)，其特征在于：还包括撞击耗能装置以及横向防移位装置；所述撞击耗能装置固定在主梁(1)的底部以及左右两侧，包括橡胶挡板(2)、碰撞厚钢板(3)、锚固厚钢板(4)、变截面钢管(5)、软钢钢管(6)以及铅柱(7)；变截面钢管(5)和软钢钢管(6)一端与碰撞厚钢板(3)焊接，另一端与锚固厚钢板(4)焊接，并封闭；预制铅柱(7)插入在软钢钢管(6)中；变截面钢管(5)套设在软钢钢管(6)外部；主梁(1)左右两侧的撞击耗能装置中，其碰撞厚钢板(3)、锚固厚钢板(4)顶部之间还设置有橡胶挡板(2)，橡胶挡板(2)与锚固厚钢板(4)和主梁(1)粘贴为一体；所述横向防移位装置固定在盖梁(12)内侧与主梁(1)底部之间，包括六边形锚块(8)、梯形锚块(14)、钢杆(10、11)、电动液压伸缩缸(17、18)、止挡板(19)、油泵开关(20)、电线(21)和位移传感器(23)；所述六边形锚块(8)通过螺栓(16)锚固在主梁(1)底部中心；两个梯形锚块(14)分别通过螺栓(16)锚固在盖梁(12)内侧底部两端；两根钢杆(10、11)上端通过紧定螺母(15)与六边形锚块(8)内的止挡板(19)锚固为一体，下端通过紧定螺母(15)与梯形锚块(14)锚固为一体；电动液压伸缩缸(17、18)上端与止挡板(19)焊接为一体，下端与六边形锚块(8)焊接为一体；油泵开关(20)粘贴在六边形锚块(8)内顶板，并与主梁(1)左右两侧及底部的位移传感器(23)以及电动液压伸缩缸(17、18)通过电线(21)连接。2.根据权利要求1所述的一种兼具撞击耗能及横向防移位的桥梁主梁撞击止损装置，其特征在于：所述位移传感器(23)粘贴在锚固厚钢板(4)底部边缘；桥墩(13)底部设置有配电箱(22)，配电箱(22)与电线(21)连接，配电箱(22)接入市电或备用电源。3.根据权利要求2所述的一种兼具撞击耗能及横向防移位的桥梁主梁撞击止损装置，其特征在于：其中软钢钢管(6)沿周长方向设置若干小孔，小孔设置为十一排，每排十二个环形阵列分布；橡胶挡板(2)与锚固厚钢板(4)和主梁(1)用冷硫化剂SK313粘贴为一体。4.根据权利要求1所述的一种兼具撞击耗能及横向防移位的桥梁主梁撞击止损装置，其特征在于：所述六边形锚块(8)、梯形锚块(14)为钢锚箱，并通过螺栓(16)锚固在主梁(1)底部中心和盖梁(12)内侧。5.根据权利要求1所述的一种兼具撞击耗能及横向防移位的桥梁主梁撞击止损装置，其特征在于：所述主梁(1)外部左右两侧撞击耗能装置的高度不超过主梁(1)高度的1/4。6.根据权利要求5所述的一种兼具撞击耗能及横向防移位的桥梁主梁撞击止...

【专利技术属性】
技术研发人员：李勇，宋成，李琰，刘永前，许宏伟，陈树礼，张彦兵，
申请(专利权)人：石家庄铁道大学，
类型：发明
国别省市：