一种多向限位装置及其设计方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种多向限位装置及其设计方法，其特征在于：所述多向限位装置由上部结构纵向转动装置、上部结构横向转动装置、传力装置、下部结构锚固装置组成，其中下部结构锚固装置与桥梁下部结构连接，上部结构纵向转动装置与桥梁上部结构连接，多向限位装置与桥梁支座同步变位。该多向限位装置的力学模型表现为线弹性本构关系，可用于限制各种荷载作用下，桥梁上部结构与下部结构之间在各运动方向上的不利相对位移，进而保护支座并防止落梁。本发明专利技术构思精巧，结构简洁，可用于桥梁的限位设计。设计。设计。

【技术实现步骤摘要】
一种多向限位装置及其设计方法


[0001]本专利技术涉及一种桥梁限位装置，特别是一种多向限位装置及其设计方法。

技术介绍

[0002]桥梁设计的基本原则之一是力与位移的平衡。对于采用支座体系的桥梁而言，因支座所连接构件力学性能的不同，在各种荷载作用下将产生不同方向的力或变形。以连续梁桥为例，在汽车制动力、汽车离心力、汽车撞击力、船舶撞击力、地震作用等荷载作用下，支座将产生水平剪力或者水平变形，在水浮力、地震作用等荷载作用下，支座将产生竖向拉力或竖向变形；当上述水平剪力或竖向拉力超过支座的容许承载力时，或者水平变形或竖向变形超过支座的容许变形时，支座将发生破坏，桥梁上部结构与下部结构将发生不可预测的相对位移；如果该相对位移大于支承宽度时，桥梁上部结构将从下部结构掉落，即发生落梁。因此，限制不利位移、防止落梁是桥梁设计必须解决的根本问题之一。
[0003]历次桥梁病害调查发现，限位装置是限制桥梁不利位移的主要措施。目前，桥梁工程领域应用较广的限位装置包括挡块式限位装置、拉索式限位装置、链条式限位装置、销孔式限位装置等。其中，挡块式限位装置主要用于限制桥梁上部结构与下部结构之间的横向位移，拉索式限位装置与链条式限位装置主要用于限制桥梁上部结构与下部结构之间的纵向位移。可以看出，这些限位装置通常仅能限制一个或两个方向的不利位移，且力学性能不明确，只能用于定性分析。然而，桥梁的不利位移有可能出现在各个方向，且缺少定量分析则无法设计出性能优良的限位装置。因此，限位装置的功能与设计方法值得深入研究。
[0004]综上所述，有必要开发一种多向限位装置，并对其设计方法进行研究，以期更好地解决桥梁位移控制问题。

技术实现思路

[0005]鉴于现有限位装置存在的限位方向单一、力学性能不明确等问题，本专利技术从桥梁结构变形模式出发，公开了一种多向限位装置及其设计方法，可广泛适用于桥梁的限位设计。
[0006]为解决上述技术问题，本申请采用的技术方案是：
[0007]一种多向限位装置，其特征在于：包括下部结构锚固装置、传力装置、上部结构横向转动装置和上部结构纵向转动装置；
[0008]所述下部结构锚固装置由连接板C、承载板、加劲板组成；所述连接板C和所述承载板垂直固定，加劲板与所述连接板C和承载板垂直固定，连接板C水平连接在桥梁下部结构上；
[0009]所述传力装置由套管连接板、导向杆、锚固板、弹簧、圆弧衬板、橡胶套管、密封圈组成；竖直设置的导向杆的下端与锚固板固定，导向杆向上延伸穿过承载板并连接在所述套管连接板向下开口的槽内，橡胶套管套在导向杆上，套设在导向杆及橡胶套管外侧的弹簧下端抵接在锚固板上，上端抵接在圆弧衬板上，圆弧衬板抵接在承载板上，密封圈密封在
承载板与导向杆之间；
[0010]所述上部结构横向转动装置由连接板B、耳板B、垫片B、螺母B、锚杆B组成；所述连接板B与所述耳板B垂直固定连接，所述耳板B为双肢结构，所述套管连接板向上伸入所述耳板B的双肢结构间隙中，所述锚杆B穿过所述垫片B、所述耳板B和所述套管连接板并由螺母B固定；
[0011]所述上部结构纵向转动装置由连接板A、耳板A、垫片A、螺母A、锚杆A组成；所述连接板A连接在桥梁上部结构上，所述耳板A与所述连接板A垂直固定连接，所述耳板A为双肢结构，所述连接板B竖直向上延伸至所述耳板A的双肢结构间隙中，所述锚杆A穿过所述垫片A、所述耳板A和所述连接板B并由所述螺母A固定。
[0012]进一步地，所述多向限位装置与设置在桥梁上部结构与桥梁下部结构之间的桥梁支座同步变位。
[0013]进一步地，所述耳板A与所述连接板A之间、所述耳板B与所述连接板B之间、所述连接板C与所述承载板之间、所述加劲板与所述承载板之间均采用焊接固定。
[0014]进一步地，所述槽内设置有螺纹，导向杆与套管连接板采用螺纹连接。
[0015]进一步地，橡胶套管采用环形断面，内径略大于导向杆直径，外径略小于弹簧内径；承载板需开孔，孔径大于导向杆直径约5毫米。
[0016]进一步地，还包括保护罩，保护罩为橡胶材质，套设在所述传力装置外侧并粘结在承载板上。
[0017]另一方面，本申请还保护前述一种多向限位装置的设计方法，多向限位装置表现为线弹性本构关系，其荷载
‑
位移关系为F＝K
·
D，其中F为多向限位装置沿导向杆轴向的作用力，K为弹簧的压缩刚度，D为弹簧的压缩变形；当桥梁上部结构与桥梁下部结构之间发生纵桥向相对位移D
x
时，其中L
x
为锚杆A形心到承载板底面的垂直距离；当桥梁上部结构与桥梁下部结构之间发生横桥向相对位移D
y
时，其中L
y
为锚杆B形心到承载板底面的垂直距离；当桥梁上部结构与桥梁下部结构之间发生竖向相对位移D
z
时，D＝D
z
；当梁上部结构与桥梁下部结构之间发生多方向相对位移时，可先将其分解为纵桥向、横桥向、竖向相对位移，再对各方向的轴向力进行线性叠加后得到多向限位装置的轴向力。
[0018]另一方面，本申请还保护前述的一种多向限位装置的安装方法，
[0019]第一步：将耳板A与连接板A焊接为一体，将耳板B与连接板B焊接为一体，将导向杆与锚固板焊接为一体，将连接板C与承载板、加劲板之间相互焊接为一体；
[0020]第二步：在桥梁下部结构施工时预埋钢板与连接板C焊接，在桥梁上部结构施工时预埋钢板与连接板A焊接；
[0021]第三步：将导向杆依次穿过橡胶套管、弹簧、圆弧衬板、承载板、密封圈后，与套管连接板采用螺纹连接；
[0022]第四步：将锚杆B穿过耳板B和套管连接板，通过垫片B和螺母B连接；
[0023]第五步：将锚杆A穿过耳板A和连接板B，通过垫片A和螺母A连接；
[0024]第六步：将密封圈粘结在承载板底面。
[0025]本专利技术构思精巧，结构简洁，可用于限制各种荷载作用下，桥梁上部结构与下部结
构之间在各运动方向上的不利相对位移，进而保护支座并防止落梁。
附图说明
[0026]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0027]图1为一种多向限位装置的安装示意图。
[0028]图2为一种多向限位装置的纵桥向布置图。
[0029]图3为一种多向限位装置的横桥向布置图。
具体实施方式
[0030]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多向限位装置，其特征在于：包括下部结构锚固装置、传力装置、上部结构横向转动装置和上部结构纵向转动装置；所述下部结构锚固装置由连接板C(29)、承载板(30)、加劲板(31)组成；所述连接板C(29)和所述承载板(30)垂直固定，加劲板(31)与所述连接板C(29)和承载板(30)垂直固定，连接板C(29)水平连接在桥梁下部结构(1)上；所述传力装置由套管连接板(21)、导向杆(22)、锚固板(23)、弹簧(24)、圆弧衬板(25)、橡胶套管(26)、密封圈(27)组成；竖直设置的导向杆(22)的下端与锚固板(23)固定，导向杆(22)向上延伸穿过承载板(30)并连接在所述套管连接板(21)向下开口的槽内，橡胶套管(26)套在导向杆(22)上，套设在导向杆(22)及橡胶套管(26)外侧的弹簧(24)下端抵接在锚固板(23)上，上端抵接在圆弧衬板(25)上，圆弧衬板(25)抵接在承载板(30)上，密封圈(27)密封在承载板(30)与导向杆(22)之间；所述上部结构横向转动装置由连接板B(16)、耳板B(17)、垫片B(18)、螺母B(19)、锚杆B(20)组成；所述连接板B(16)与所述耳板B(17)垂直固定连接，所述耳板B(17)为双肢结构，所述套管连接板(21)向上伸入所述耳板B(17)的双肢结构间隙中，所述锚杆B(20)穿过所述垫片B(18)、所述耳板B(17)和所述套管连接板(21)并由螺母B(19)固定；所述上部结构纵向转动装置由连接板A(11)、耳板A(12)、垫片A(13)、螺母A(14)、锚杆A(15)组成；所述连接板A(11)连接在桥梁上部结构(2)上，所述耳板A(12)与所述连接板A(11)垂直固定连接，所述耳板A(12)为双肢结构，所述连接板B(16)竖直向上延伸至所述耳板A(12)的双肢结构间隙中，所述锚杆A(15)穿过所述垫片A(13)、所述耳板A(12)和所述连接板B(16)并由所述螺母A(14)固定。2.根据权利要求1所述的一种多向限位装置，其特征在于：所述多向限位装置(4)与设置在桥梁上部结构(2)与桥梁下部结构(1)之间的桥梁支座(3)同步变位。3.根据权利要求1所述的一种多向限位装置，其特征在于：所述耳板A(12)与所述连接板A(11)之间、所述耳板B(17)与所述连接板B(16)之间、所述连接板C(29)与所述承载板(30)之间、所述加劲板(31)与所述承载板(30)之间均采用焊接固定。4.根据权利要求1所述的一种多向限位装置，其特征在于：所述槽内设置有螺纹，导向杆(22)与套管连接板(21)采用螺...

【专利技术属性】
技术研发人员：燕斌，廖崇庆，
申请(专利权)人：北京国道通公路设计研究院股份有限公司，
类型：发明
国别省市：