CN103243643A - 一种桥梁水平弹性阻尼装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种桥梁水平弹性阻尼装置，包括上锲形块、下锲形块、竖向弹簧、水平限位装置和底座，上锲形块与下锲形块之间通过梯形面或倒梯形面滑动配合，下锲形块与底座之间固连竖向弹簧和水平限位装置。本发明结构简单，设计合理，能将梁体受到的水平力转换为竖向力，从而实现梁体水平大位移运动转换为竖向小位移运动，梁体水平阻尼刚度转化为竖向阻尼刚度，避免梁体水平位移过大。
Description
技术领域
本发明属于桥梁技术领域，特别是涉及一种桥梁水平弹性阻尼装置。
背景技术
目前，漂浮或半漂浮体系的特大型桥梁，桥梁跨度往往很大，梁体在车辆、风载等活载作用下会发生很大的水平位移，而现有桥梁一般是采用竖向支座承载梁体的竖向力，当梁体在温度、活载作用下承受较大的水平位移时候竖向力支座无法起到回复作用，因此，如何利用桥梁附加装置大的水平刚度控制桥梁活载引起的水平位移成为了该领域技术人员努力的方向。
发明内容
本发明的目的就是提供一种桥梁水平弹性阻尼装置，能将控制梁体活载位移的梁体水平刚度转换为竖向刚度，从而解决桥梁水平刚度不足的问题。
本发明的目的通过下述技术方案来实现：
一种桥梁水平弹性阻尼装置，包括上锲形块、下锲形块、竖向弹簧、水平限位装置和底座，上锲形块与下锲形块之间通过梯形面或倒梯形面滑动配合，下锲形块与底座之间固连竖向弹簧和水平限位装置。
作为优选，具有多对锲形块组，锲形块组由一个上锲形块与一个下锲形块构成，所有上锲形块及所有下锲形块各自连接为一个整体，多对锲形块组的滑动面为梯形面、倒梯形面交替设置。
这种结构有利于该阻尼装置平衡承受水平载荷，当对梁体施加一个水平载荷的时候，由于各对锲形块组的滑动面为梯形面、倒梯形面交替设置，因此该阻尼装置会承受对称的竖向力，从而保证平衡受力，避免发生偏载。
作为优选，所述竖向弹簧为橡胶弹簧、金属弹簧或橡胶金属组合弹簧中任意一种。
作为优选，所述竖向弹簧由外圆环和内圆环竖向交替套接而成，且外圆环与内圆环之间的配合面为圆锥面。
当竖向弹簧承受轴向载荷时，内圆环受压缩而直径缩小，外圆环受拉伸而直径扩大，内圆环与外圆环沿圆锥面相对滑动产生轴向变形从而起到弹簧作用，特别适合刚度大、结构小的情况。
作为优选，所述水平限位装置包括竖向导向钢管和水平剪力销，竖向导向钢管固定在底座上，水平剪力销一端固定在下锲形块底部，另一端***竖向导向钢管中。
作为优选，所述水平限位装置为水平挡板，该水平挡板固定在底座上，对称固连在下锲形块左右面或前后面。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：结构简单，设计合理，能将梁体受到的水平力转换为竖向力，从而实现梁体水平大位移运动转换为竖向小位移运动，梁体水平阻尼刚度转化为竖向阻尼刚度，避免梁体水平位移过大。
附图说明
图1是实施例一的结构示意图；
图2是图1的左视图；
图3是实施例二的结构示意图；
图4是实施例三的结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例和附图对本发明作进一步的说明。
实施例一
如图1和图2所示，一种桥梁水平弹性阻尼装置，包括上锲形块1、下锲形块2、竖向弹簧、水平限位装置和底座，一个上锲形块1与一个下锲形块2构成一对锲形块组，上锲形块1与下锲形块2之间通过梯形面或倒梯形面滑动配合，多对锲形块组并排设置，且滑动配合面为梯形面、倒梯形面交替设置，所有上锲形块1和下锲形块2通过螺栓各自连接为一整体。所述竖向弹簧固连在下锲形块2与底座3之间，该竖向弹簧由外圆环4和内圆环5竖向重叠交替套接而成，且外圆环4与内圆环5之间的配合面为圆锥面。所述水平限位装置包括竖向导向钢管6和水平剪力销7，竖向导向钢管6置于竖向弹簧中且固定在底座3上，水平剪力销7一端固定在下锲形块2底部，另一端***竖向导向钢管6中。
上述竖向弹簧也可以采用橡胶弹簧、金属弹簧或橡胶金属组合弹簧等其他弹簧代替。
该阻尼装置能将水平力转换为竖向力，利用梁体自重形成水平刚度。在桥梁梁体水平位移时，梁体受到的水平力通过上锲形块1传递给下锲形块2，同时下锲形块2水平方向由水平限位装置固定，梁体带动上楔形块1沿与下锲形块2的滑动配合面向上运动，在梁体重力作用下，下锲形块2压缩竖向弹簧，竖向弹簧产生竖向反力，通过上、下锲形块1、2之间的梯形配合面形成对梁体的水平阻尼，从而将梁体水平刚度转换为竖向刚度。水平剪力销7将水平力有效传递给下面的墩台。
该阻尼装置可以与普通竖向支座共同使用，在梁体无水平位移时，阻尼装置不产生竖向反力，即无水平阻力，梁体竖向力全部由竖向支座承受。当梁体水平位移时，该阻尼装置产生竖向反力，此时梁体竖向载荷由竖向支座和阻尼装置共同承受。由于该阻尼装置产生竖向反力，则同时产生水平阻力，其水平阻力大小随位移量的增加而增大，但最大竖向反力不超过竖向支座。
实施例二
如图3所示，本实施例与实施例一的不同之处在于，所述水平限位装置为水平挡板8，该水平挡板8对称设置在下锲形块2左右侧面，并固连在下锲形块2与底座3之间。
当梁体水平位移时，水平挡板8将梁体传递来的水平力通过底座3传递给下面的墩台。
实施例三
如图4所示，本实施例与实施例一的不同之处在于，所述水平限位装置为包括水平挡板8和水平剪力件9，水平剪力件9对称设置在下锲形块2前后面，并固连在下锲形块2与底座3之间，水平剪力件9上对称设置两个水平挡板8，水平挡板8与水平剪力件9和底座3固连。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种桥梁水平弹性阻尼装置，其特征在于：包括上锲形块、下锲形块、竖向弹簧、水平限位装置和底座，上锲形块与下锲形块之间通过梯形面或倒梯形面滑动配合，下锲形块与底座之间固连竖向弹簧和水平限位装置。
2.根据权利要求1所述的桥梁水平弹性阻尼装置，其特征在于：具有多对锲形块组，锲形块组由一个上锲形块与一个下锲形块构成，所有上锲形块及所有下锲形块各自连接为一个整体，多对锲形块组的滑动面为梯形面、倒梯形面交替设置。
3.根据权利要求1或2所述的桥梁水平弹性阻尼装置，其特征在于：所述竖向弹簧为橡胶弹簧、金属弹簧或橡胶金属组合弹簧中任意一种。
4.根据权利要求1或2所述的桥梁水平弹性阻尼装置，其特征在于：所述竖向弹簧由外圆环和内圆环竖向交替套接而成，且外圆环与内圆环之间的配合面为圆锥面。
5.根据权利要求4所述的桥梁水平弹性阻尼装置，其特征在于：所述水平限位装置包括竖向导向钢管和水平剪力销，竖向导向钢管固定在底座上，水平剪力销一端固定在下锲形块底部，另一端***竖向导向钢管中。
6.根据权利要求4所述的桥梁水平弹性阻尼装置，其特征在于：所述水平限位装置为水平挡板，该水平挡板固定在底座上，对称固连在下锲形块左右面或前后面。
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