CN106758776B - 旋转阻尼式桥梁减震装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种旋转阻尼式桥梁减震装置,包括基座、通过减振弹簧和阻尼器共同支承于所述基座上的多个阻尼轮、通过多个所述所述阻尼轮支承并与阻尼轮滚动配合的支撑板、以及用于对阻尼轮的转动施加阻尼作用的旋转阻尼器；所述旋转阻尼器包括行星齿轮机构和磁流变液阻尼机构，本装置能够在地震时有效阻断从桥墩向桥梁传递振动。

Description

旋转阻尼式桥梁减震装置

技术领域

本发明涉及桥梁减震装置领域，具体是一种旋转阻尼式桥梁减震装置。

背景技术

桥梁架设在江河湖海上，使车辆行人等能顺利通行的建筑物，称为桥。桥梁一般由上部结构、下部结构和附属构造物组成，上部结构主要指桥跨结构和支座***；下部结构包括桥台、桥墩和基础；附属构造物则指桥头搭板、锥形护坡、护岸、导流工程等。

桥梁指的是为道路跨越天然或人工障碍物而修建的建筑物。桥梁一般讲由五大部件和五小部件组成，五大部件是指桥梁承受汽车或其他车辆运输荷载的桥跨上部结构与下部结构，是桥梁结构安全的保证.包括桥跨结构(或称桥孔结构.上部结构)、桥梁支座***、桥墩、桥台、承台、挖井或桩基。五小部件是指直接与桥梁服务功能有关的部件，过去称为桥面构造.包括桥面铺装、防排水***、栏杆、伸缩缝、灯光照明。大型桥梁附属结构还有桥头堡，引桥等设置。

随着交通运输业的发展和建筑工程标准的提高，支座在桥梁和其他工程中不仅仅起到支撑作用，而且还具有减振、抗拔、释放弯矩、抗位移的作用。目前，在地震时常出现预制桥梁板从桥墩梁上坠落的情况，桥梁板从桥墩梁上坠落下来的原因在于，当发生地震时，产生了很大的水平力和竖直力，使预制桥梁板发生水平位移和上下位移，当位移量超过预制桥梁板在桥墩上的搁置宽度后，桥梁板就会发生坠落，此时，不仅桥梁受到损坏，而且桥上、桥下的行人和车辆均会出现重大安全事故。

因此，需要一种能够在地震时有效阻断从桥墩向桥梁传递振动的旋转阻尼式桥梁减震装置。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是克服现有技术中的缺陷，提供一种能够在地震时有效阻断从桥墩向桥梁传递振动的旋转阻尼式桥梁减震装置。

本发明的旋转阻尼式桥梁减震装置，包括基座、通过减振弹簧和阻尼器共同支承于所述基座上的阻尼轮、通过所述阻尼轮支承并与阻尼轮滚动配合的支撑板、以及用于对阻尼轮的转动施加阻尼作用的旋转阻尼器；所述旋转阻尼器包括行星齿轮机构和磁流变液阻尼机构；所述磁流变液阻尼机构包括阻尼轴、可转动密封外套于所述阻尼轴的筒形壳体以及缠绕于所述筒形壳体外的感应线圈；所述筒形壳体内充有磁流变液，位于所述筒形壳体内的阻尼轴轴段上固定有齿片；所述行星齿轮机构的外齿圈传动连接于所述阻尼轮，行星齿轮机构的太阳轮传动连接于所述阻尼轴，行星齿轮机构的行星架以可离合的方式与所述基座连接；

进一步，所述行星齿轮机构的壳体固定于所述基座，所述行星架外表面设有定位槽，所述行星齿轮机构的壳体内壁设有盲孔，所述盲孔内设有钢球和用于将钢球压向所述定位槽的弹簧；

进一步，所述行星齿轮机构的外齿圈通过万向传动节连接于所述阻尼轮；

进一步，所述齿片上设有阻尼通孔；

本发明的旋转阻尼式桥梁减震装置还包括用于控制感应线圈电流的控制器。

本发明的有益效果是：本发明的旋转阻尼式桥梁减震装置，基座可固定在桥墩上，支撑板用于支撑桥梁，而支撑板同时由多个阻尼轮支承，阻尼轮通过阻尼器和阻尼弹簧沿竖直方向支承，从而实现支撑板在竖直方向的缓冲和阻尼作用，桥梁上的车辆引起桥梁小幅度振动时，桥梁将带动支撑板沿水平方向振动，这将驱动阻尼轮转动，阻尼轮通过行星齿轮机构将阻尼轮的转速放大(此时行星架与基座接合使其保持固定)，并带动阻尼轴转动，筒形壳体可固定于桥墩，阻尼轴相对于筒形壳体转动，阻尼轴上的齿片在磁流变液的作用下产生阻尼力，该阻尼力将阻碍阻尼轮的转动并最终阻碍桥梁的小幅度水平振动，当发生地震时，地面带动桥墩发生大幅度振动，桥梁与桥墩的水平运动将带动阻尼轮转动，此时行星齿轮机构的行星架与基座分离，行星架可自由转动，因此阻尼轮的转动将只带动行星架空转，阻尼轮不会受到任何阻尼作用，此时，桥墩的振动不会向上传递至桥梁，保证桥梁在地震中不会受到破坏。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述：

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的旋转阻尼器的结构示意图；

图3为本发明的行星齿轮机构的结构示意图；

图4为本发明的磁流变液阻尼机构的结构示意图；

图5为图3中A处的放大图。

具体实施方式

图1为本发明的结构示意图；图2为本发明的旋转阻尼器的结构示意图；图3为本发明的行星齿轮机构6的结构示意图；图4为本发明的磁流变液阻尼机构7的结构示意图，如图所示，本实施例的旋转阻尼式桥梁5减震装置，包括基座1、通过减震弹簧8和阻尼器共同支承于所述基座1上的阻尼轮3、通过所述阻尼轮3支承并与阻尼轮3滚动配合的支撑板2、以及用于对阻尼轮3的转动施加阻尼作用的旋转阻尼器；所述旋转阻尼器包括行星齿轮机构6和磁流变液阻尼机构7；所述磁流变液阻尼机构7包括阻尼轴16、可转动密封外套于所述阻尼轴16的筒形壳体18以及缠绕于所述筒形壳体18外的感应线圈17；所述筒形壳体18内充有磁流变液，位于所述筒形壳体18内的阻尼轴16轴段上固定有齿片19；所述行星齿轮机构6的外齿圈11传动连接于所述阻尼轮3，行星齿轮机构6的太阳轮15传动连接于所述阻尼轴16，行星齿轮机构6的行星架12以可离合的方式与所述基座1连接；基座1可固定在桥墩4上，支撑板2用于支撑桥梁5，而支撑板2同时由多个阻尼轮3支承，阻尼轮3通过阻尼器和阻尼弹簧沿竖直方向支承，从而实现支撑板2在竖直方向的缓冲和阻尼作用，桥梁5上的车辆引起桥梁5小幅度振动时，桥梁5将带动支撑板2沿水平方向振动，这将驱动阻尼轮3转动，阻尼轮3通过行星齿轮机构6将阻尼轮3的转速放大(此时行星架12与基座1接合使其保持固定)，并带动阻尼轴16转动，筒形壳体18可固定于桥墩4，阻尼轴16相对于筒形壳体18转动，阻尼轴16上的齿片19在磁流变液的作用下产生阻尼力，该阻尼力将阻碍阻尼轮3的转动并最终阻碍桥梁5的小幅度水平振动，当发生地震时，地面带动桥墩4发生大幅度振动，桥梁5与桥墩4的水平运动将带动阻尼轮3转动，此时行星齿轮机构6的行星架12与基座1分离，行星架12可自由转动，因此阻尼轮3的转动将只带动行星架12空转，阻尼轮3不会受到任何阻尼作用，此时，桥墩4的振动不会向上传递至桥梁5，保证桥梁5在地震中不会受到破坏。

本实施例中，所述行星齿轮机构6的壳体10固定于所述基座1，所述行星架12外表面设有定位槽，定位槽为与钢球14配合的弧形槽，所述行星齿轮机构6的壳体10内壁设有盲孔，所述盲孔内设有钢球14和用于将钢球14压向所述定位槽的弹簧13，桥梁5发生小幅度振动时，钢球14的一部分通过弹簧13压入定位槽，此时基座1、壳体10和行星架12保持固定，阻尼轮3将通过太阳轮15带动阻尼轴16转动，当发生地震时，阻尼轮3将高速转动，钢球14将克服弹簧13的压力滑出所述定位槽，此时行星架12将发生空转，阻尼轮3不会受到任何阻尼作用，桥墩4的水平振动无法向桥梁5传递，避免桥梁5在振动过程中发生破坏。

本实施例中，所述行星齿轮机构6的外齿圈11通过万向传动装置连接于所述阻尼轮3；所述万向传动装置包括传动轴，所述传动轴两端分别通过一十字万向节连接行星齿轮机构6的外圈11和阻尼轮3；利用万向传动装置实现阻尼轮3在上下移动的过程中依然能将动力传递至行星齿轮机构6。

本实施例中，所述齿片19上设有阻尼通孔；阻尼轴16转动时，磁流变液可通过阻尼通孔实现阻尼作用，阻尼通孔上可设置单向阀，从而调整不同方向的阻尼力大小。

本实施例的旋转阻尼式桥梁5减震装置还包括用于控制感应线圈17电流的控制器，通过控制器控制感应线圈17的电流，从而控制阻尼轮3的阻尼力。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (4)

1.一种旋转阻尼式桥梁减震装置，其特征在于：包括基座、通过减振弹簧和阻尼器共同支承于所述基座上的阻尼轮、通过所述阻尼轮支承并与阻尼轮滚动配合的支撑板以及用于对阻尼轮的转动施加阻尼作用的旋转阻尼器；所述旋转阻尼器包括行星齿轮机构和磁流变液阻尼机构；所述磁流变液阻尼机构包括阻尼轴、可转动密封外套于所述阻尼轴的筒形壳体以及缠绕于所述筒形壳体外的感应线圈；所述筒形壳体内充有磁流变液，位于所述筒形壳体内的阻尼轴轴段上固定有齿片；所述行星齿轮机构的外齿圈传动连接于所述阻尼轮，行星齿轮机构的太阳轮传动连接于所述阻尼轴，行星齿轮机构的行星架以可离合的方式与所述基座连接；

所述行星齿轮机构的壳体固定于所述基座，所述行星架外表面设有定位槽，所述行星齿轮机构的壳体内壁设有盲孔，所述盲孔内设有钢球和用于将钢球压向所述定位槽的弹簧。

2.根据权利要求1所述的旋转阻尼式桥梁减震装置，其特征在于：所述行星齿轮机构的外齿圈通过万向传动装置连接于所述阻尼轮。

3.根据权利要求2所述的旋转阻尼式桥梁减震装置，其特征在于：所述齿片上设有阻尼通孔。

4.根据权利要求3所述的旋转阻尼式桥梁减震装置，其特征在于：还包括用于控制感应线圈电流的控制器。