CN220827678U - 一种缓冲耗能结构及拉索防落梁装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出了一种缓冲耗能结构及拉索防落梁装置，属于桥梁工程领域，包括：具有缓冲面的支撑底板；所述缓冲面上固定有第二限位板；缓冲组件，一端设于所述第二限位板上；所述缓冲组件在外力的作用下，产生形变并发生滑动摩擦能耗；第一限位板，设于所述缓冲组件的另一端；压缩组件，设于第一限位板上且与缓冲组件为相背设置；所述支撑底板、第二限位板、缓冲组件、第一限位板和压缩组件为同轴设置，且轴线上为贯穿结构。本实用新型采用此缓冲耗能结构的拉索防落梁装置具有缓冲能力强、性能可靠等优点，可根据不同的抗震设防需要进行设计，结构简单，可有力保障桥梁结构的安全。

Description

一种缓冲耗能结构及拉索防落梁装置

技术领域

本实用新型属于桥梁工程的技术领域，特别是涉及一种缓冲耗能结构及拉索防落梁装置。

背景技术

桥梁是地震发生后抗震救灾的生命线，其结构安全关系着广大人民群众的生命财产安全。因此，要保证地震发生后，桥梁结构维持其基本功能，为救援队伍提供救援通道。在桥梁上安装防落梁装置是保障桥梁结构安全的重要措施之一，目前我国使用最为广泛的是拉索型防落梁装置，该防落梁装置具有出力大、结构稳定等优点。但强震发生时，对防落梁装置的要求除了出力充足外，还需要具有充足的缓冲耗能能力，以抵消地震冲击波对桥梁结构的破坏。故需要在提升防落梁装置的缓冲和耗能能力上进行改进。

实用新型内容

本实用新型为解决上述背景技术中存在的技术问题，提供了一种缓冲耗能结构及拉索防落梁装置。

本实用新型采用以下技术方案：一种缓冲耗能结构，包括：

支撑底板，具有缓冲面；所述缓冲面上固定有第二限位板；

缓冲组件，一端设于所述第二限位板上；所述缓冲组件在外力的作用下，产生形变并发生滑动摩擦能耗；

第一限位板，设于所述缓冲组件的另一端；

压缩组件，设于第一限位板上且与缓冲组件为相背设置；所述支撑底板、第二限位板、缓冲组件、第一限位板和压缩组件为同轴设置，且轴线上为贯穿结构。

在进一步的实施中，所述缓冲组件包括：

第一弹性缓冲元件，其一端面连接于所述第一限位板；

第二弹性缓冲元件，其一端面紧密外套于所述第一弹性缓冲元件，另一端面连接于所述第二限位板。

在进一步的实施中，所述压缩组件为内部镂空的压缩弹簧或者弹性压块。

在进一步的实施中，所述第一弹性缓冲元件的结构为圆柱形或者倒圆台形，沿轴向设置有通孔。

在进一步的实施中，所述第二弹性缓冲元件和/或第一弹性缓冲元件为具有预留空腔的夹心结构，所述预留空腔的外壁从内至外依次包裹有内圈层、第一缓冲层和外圈层；所述第一弹性缓冲元件通过滑动摩擦在第二弹性缓冲元件的内圈层内壁内滑动。

在进一步的实施中，所述第一弹性缓冲元件、内圈层和外圈层的材料为铝合金或者钢材中的一种或几种。

在进一步的实施中，所述第一缓冲层采用橡胶、工程塑料、聚氨酯、或发泡金属具有缓冲耗能功能的材料制成。

在进一步的实施中，第二弹性缓冲元件的第一缓冲层可采用一体硫化、粘结、或套装的方式与内圈层、外圈层连接固定。

在进一步的实施中，第二弹性缓冲元件还包括：第二缓冲层，所述第二缓冲层的顶部通过硫化、粘结方式与内圈层底部贴合紧密，同时与第一缓冲层相衔接。

一种拉索防落梁装置，包括：

安装座，其内部设置有轴向通孔；所述安装座被设置为固定在实体上；

缓冲耗能结构，安装在所述安装座的外侧壁；所述缓冲耗能结构如上所述；

拉索，沿轴向穿过对应的安装座、以及安装座上的缓冲耗能结构；所述拉索的两端通过锚固套和锁紧螺母固定，对所述压缩组件进行限位。

本实用新型的有益效果：1.在拉索索力作用下，弹性缓冲元件间发生相对滑移，位移距离长，接触面积大，接触面上将产生滑动摩擦耗能，耗能能力强。

2.第二弹性缓冲元件为夹心结构，当内部耗能部件发生挤压时，中间的第一缓冲层发生弹性变形，多余的变形挤入空腔，保证第一缓冲层的刚度稳定性，使其充分发挥缓冲功能，缓冲能力强。

3.缓冲耗能结构内部预设通孔，拉索能在内部通孔自由移动，不会发生卡壳、磨损等情况，能保证拉索充分发挥其力学性能，进而保证防落梁装置安全。

4.缓冲耗能结构组成简单，弹性缓冲元件完全发挥缓冲耗能能力后易于更换，具有广阔的工程应用前景。

附图说明

图1是本实用新型中一种缓冲耗能结构的示意图；

图2是本实用新型中一种缓冲耗能结构的剖面图；

图3是本实用新型中第一弹性缓冲元件的结构示意图；

图4是本实用新型中第二弹性缓冲元件的结构示意图；

图5是本实用新型中第一限位板的结构示意图；

图6是本实用新型中第二限位板的结构示意图；

图7是本实用新型中支撑底板的结构示意图；

图8是本实用新型中压缩组件的结构示意图；

图9是本实用新型中实施例1缓冲耗能结构及由其组成的拉索防落梁装置采用梁-梁连接示意图；

图10是本实用新型中实施例2改进后第二弹性缓冲元件示意图；

图11是本实用新型中实施例3采用夹心结构的第一弹性缓冲元件示意图；

图12是本实用新型中实施例3采用夹心结构的第一弹性缓冲元件安装于防落梁装置中的示意图；

图13是本实用新型中实施例4缓冲耗能结构及由其组成的拉索防落梁装置采用墩-梁连接示意图。

图1至图13中的各标注为：缓冲耗能结构1、拉索2、锚固套3、紧固螺母4、梁体5、支座6、桥墩7、压缩组件11、第一限位板12、第一弹性缓冲元件13、第二弹性缓冲元件14、第二限位板15、支撑底板16、内圈层131、第一缓冲层132、外圈层133、预留空腔134、第二缓冲层135。

具体实施方式

实施例1

如图1至图8所示，每个缓冲耗能结构1包括：支撑底板16、第二限位板15、缓冲组件、第一限位板12和压缩组件11，以上部件的连接关系如下：

支撑底板16首先具有缓冲面，第二限位板15则固定在缓冲面上。缓冲组件则安装在第二限位板15上，与所述支撑底板16为相背设置。需要说明的是，本实施例中的缓冲组件在外力的作用下，产生形变并发生滑动摩擦能耗。对应的，第一限位板12则固定在缓冲组件的另一端。第一限位板12上还设置有压缩组件11，其中压缩组件11与缓冲组件相对于第一限位板12为相背设置。为了便于后期使用，支撑底板16、第二限位板15、缓冲组件、第一限位板12和压缩组件11为同轴设置，且轴线上为贯穿结构，给拉索2提供了可操作性的空间。

工作时，将拉索2产生的压力传递至对应的耗能结构；第一限位板12与压缩组件11存在连接关系，用于保障压缩组件11不发生偏移；缓冲组件为主要耗能部件，第二限位板15与缓冲组件存在连接关系，用于缓冲组件不发生偏移；支撑底板16与第二限位板15之间存在连接关系，支撑底板16用于与梁体5连接，为缓冲耗能结构1提供有力支撑。

作为本实施例中的主要耗能部件，其中缓冲组件包括：第一弹性缓冲元件13和第二弹性缓冲元件14。其中，第一弹性缓冲件的一端面与第一限位板12连接，另一端面内嵌于第二弹性缓冲元件14的其中一个端面，对应的第二弹性缓冲件的另一个端面与第二限位板15连接。换言之，第一弹性缓冲元件13的外轮廓与第二弹性缓冲元件14的内轮廓紧密贴合。第一弹性缓冲元件13可通过滑动摩擦在第二弹性缓冲元件14的内圈层131内壁内滑动。

为了上述连接关系，如图3所示，第一弹性缓冲元件13的结构为圆柱形或者倒圆台形，沿轴向设置有通孔，以压缩弹簧为例。第一弹性缓冲元件13、内圈层131和外圈层133的材料为铝合金或者钢材中的一种或几种。

如图4所示，第二弹性缓冲元件14为具有预留空腔134的夹心结构，预留空腔134的外壁从内至外依次包裹有内圈层131、第一缓冲层132和外圈层133；所述第一弹性缓冲元件13通过滑动摩擦在第二弹性缓冲元件14的内圈层131内壁内滑动。换言之，内圈层131、第一缓冲层132、外圈层133之间贴合紧密，预留空腔134为第一缓冲层132提供变形空间。在进一步的实施例中，第二弹性缓冲元件14的第一缓冲层132可采用一体硫化、粘结、或套装的方式与内圈层131、外圈层133连接固定。

在进一步的实施中，第一缓冲层132采用橡胶、工程塑料、聚氨酯、或发泡金属具有缓冲耗能功能的材料制成。

所述第一弹性缓冲元件13、内圈层131和外圈层133的材料为铝合金或者钢材中的一种或几种。

基于上述描述，一种拉索2防落梁装置，包括：安装座，其内部设置有轴向通孔；所述安装座被设置为固定在实体上，如梁体5、支座6。

缓冲耗能结构1，安装在所述安装座的外侧壁；所述缓冲耗能结构1如上所述；

拉索2，沿轴向穿过对应的安装座、以及安装座上的缓冲耗能结构1；所述拉索2的两端通过锚固套3和锁紧螺母固定，对所述压缩组件11进行限位。

如图9所示，当地震发生时，梁体5之间发生相对位移，使拉索2处于紧绷状态，此时拉索2的拉力带动锚固套3和紧固螺母4压缩缓冲耗能结构1，使其发挥缓冲耗能作用。其工作原理是压缩组件11、第一限位板12将压力传递给第一弹性缓冲元件13，迫使第一弹性缓冲元件13压入第二弹性缓冲元件14之中，第一弹性缓冲元件13在第二弹性缓冲元件14内移动的过程中，第一弹性缓冲元件13外壁与第二弹性缓冲元件14的内圈层131发生滑动摩擦耗能。与此同时，第一缓冲层132也被迫发生挤压变形，由于其具有充足的弹性变形能力，可减少内圈层131和外圈层133受力，为耗能结构提供缓冲功能。第二弹性缓冲元件14底部的空腔能保障第一缓冲层132的自由变形，进而保障第一缓冲层132的缓冲能力。在缓冲耗能结构1受压过程中，第二限位板15和支撑底板16能保障结构的移动方位和提供足够支撑力，使缓冲耗能结构1的缓冲耗能能力得到充分发挥，进而提升整个防落梁装置的承载性能，保障桥梁结构的安全。

实施例2

如图10所示，本实施例不同于实施例1，第二弹性缓冲元件14的内部增设有第二缓冲层135，第二缓冲层135的顶部通过硫化、粘结方式与内圈层131底部贴合紧密，同时与第一缓冲层132相衔接。防落梁装置处于工作状态时，第二弹性缓冲元件14的内圈层131挤压外侧的第一缓冲层132和第二缓冲层135，具有双重缓冲作用，缓冲性能优良。

实施例3

如图11、12所示，本实施例与实施例1、2不同的是，第一弹性缓冲元件13采用夹心结构，分为内圈层131、第一缓冲层132、外圈层133、预留空腔134四个部分，内圈层131、第一缓冲层132、外圈层133之间贴合紧密，预留空腔134为缓冲层提供变形空间。防落梁装置处于工作状态时，第一弹性缓冲元件13与第二弹性缓冲元件14均可通过各自的第一缓冲层132优化结构出力，缓冲效果更加显著。

实施例4

如图13所示，本实施例与实施例1、2、3不同的是，缓冲耗能结构1及由其组成的拉索2防落梁装置安装于桥梁底部，一端与梁体5底部相连，一端与桥墩7相连。当地震发生时，梁体5之间发生相对位移，使拉索2处于紧绷状态，此时拉索2的拉力带动锚固套3和紧固螺母4压缩缓冲耗能装置，使其挥缓冲耗能作用。

其工作原理是：压缩组件11、第一限位板12将压力传递给第一弹性缓冲元件13，迫使第一弹性缓冲元件13压入第二弹性缓冲元件14之中，第一弹性缓冲元件13在第二弹性缓冲元件14内移动的过程中，第一弹性缓冲元件13外壁与第二弹性缓冲元件14的内圈层131发生滑动摩擦耗能。与此同时，第一缓冲层132也被迫发生挤压变形，由于其具有充足的弹性变形能力，能改善内圈层131和外圈层133的受力，为耗能结构提供缓冲功能。第二弹性缓冲元件14底部的空腔能保障第一缓冲层132的自由变形，进而保障第一缓冲层132的缓冲能力。在缓冲耗能结构1受压过程中，第二限位板15和支撑底板16能保障结构的移动方位和提供足够的支撑力，使缓冲耗能结构1的缓冲耗能能力得到充分发挥，进而能提升整个防落梁装置的承载性能，保障桥梁结构的安全。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，但本实用新型的应用并非局限于此，可以对应用对象进行合理范围内的变换与修改，这些变换与修改均将属于本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种缓冲耗能结构，其特征在于，包括：

支撑底板，具有缓冲面；所述缓冲面上固定有第二限位板；

缓冲组件，一端设于所述第二限位板上；所述缓冲组件在外力的作用下，产生形变并发生滑动摩擦能耗；

第一限位板，设于所述缓冲组件的另一端；

压缩组件，设于第一限位板上且与缓冲组件为相背设置；所述支撑底板、第二限位板、缓冲组件、第一限位板和压缩组件为同轴设置，且轴线上为贯穿结构。

2.根据权利要求1所述的一种缓冲耗能结构，其特征在于，所述缓冲组件包括：

第一弹性缓冲元件，其一端面连接于所述第一限位板；

第二弹性缓冲元件，其一端面紧密外套于所述第一弹性缓冲元件，另一端面连接于所述第二限位板。

3.根据权利要求1所述的一种缓冲耗能结构，其特征在于，所述压缩组件为内部镂空的压缩弹簧或者弹性压块。

4.根据权利要求2所述的一种缓冲耗能结构，其特征在于，所述第一弹性缓冲元件的结构为圆柱形或者倒圆台形，沿轴向设置有通孔。

5.根据权利要求2所述的一种缓冲耗能结构，其特征在于，所述第二弹性缓冲元件和/或第一弹性缓冲元件为具有预留空腔的夹心结构，所述预留空腔的外壁从内至外依次包裹有内圈层、第一缓冲层和外圈层；所述第一弹性缓冲元件通过滑动摩擦在第二弹性缓冲元件的内圈层内壁内滑动。

6.根据权利要求5所述的一种缓冲耗能结构，其特征在于，所述第一缓冲层采用橡胶、工程塑料、聚氨酯、或发泡金属具有缓冲耗能功能的材料制成。

7.根据权利要求5所述的一种缓冲耗能结构，其特征在于，第二弹性缓冲元件的第一缓冲层可采用一体硫化、粘结、或套装的方式与内圈层、外圈层连接固定。

8.根据权利要求5所述的一种缓冲耗能结构，其特征在于，第二弹性缓冲元件还包括：第二缓冲层，所述第二缓冲层的顶部通过硫化、粘结方式与内圈层底部贴合紧密，同时与第一缓冲层相衔接。

9.一种拉索防落梁装置，其特征在于，包括：

安装座，其内部设置有轴向通孔；所述安装座被设置为固定在实体上；

缓冲耗能结构，安装在所述安装座的外侧壁；所述缓冲耗能结构如权利要求1至8中任意一项所述；

拉索，沿轴向穿过对应的安装座、以及安装座上的缓冲耗能结构；所述拉索的两端通过锚固套和锁紧螺母固定，对所述压缩组件进行限位。