横向抗风限位装置及桥梁的制作方法

1.本实用新型涉及桥梁防护装置技术领域，特别是涉及一种横向抗风限位装置及桥梁。


背景技术：

2.对于沿海强台风区及高烈度地震区的大跨度斜拉桥或悬索桥，横向极限风荷载能达到数百吨，横向风荷载作用会导致主梁产生较大的横向位移，对于梁高较高的钢桁梁，横向风荷载作用还会产生上下层错位及扭转，不利于主梁钢结构的疲劳性能；主梁的横向位移及扭转导致主梁支座产生拉拔力，影响支座使用寿命。现有技术中，桥梁常通过在主梁侧面与主塔之间设置横向抗风支座来限制风荷载作用下主梁的横向位移，然而在强地震作用下，横向抗风支座限制了主梁的横向位移，无法达到耗能减震的目的，限制了桥梁在地震等极端环境下的防护性能，影响桥梁使用安全。


技术实现要素：

3.基于此，有必要提供一种横向抗风限位装置及桥梁，旨在解决现有技术风载荷作用下限制了主梁横向位移，影响效能减震能力，造成桥梁使用安全隐患的问题。
4.一方面，本技术提供一种横向抗风限位装置，所述横向抗风限位装置包括：
5.主塔；
6.限位钢箱，所述限位钢箱的一端连接于所述主塔的一侧；
7.伸出加劲板；
8.限位件，所述伸出加劲板的一端通过所述限位件与所述限位钢箱可活动地连接，所述限位件被配置为在受力状态下能够折断；以及
9.钢主梁，所述钢主梁与所述限位件的另一端连接。
10.上述方案的横向抗风限位装置应用装备于桥梁中，具体用以加装在主塔与钢主梁之间，以加强桥梁的抗风抗震能力。具体地，正常安装时，限位钢箱通过限位件与伸出加劲板连接固定，也即实现了主塔与钢主梁的横向刚性连接，此时在风载荷作用下能够有效约束钢主梁的横向移动及扭转，保证钢主梁使用安全和寿命。而在地震发生时，震动冲击力传递至限位件，限位件能够自行折断，从而解除对限位钢箱与伸出加劲板的约束，使得限位钢箱能够相对伸出加劲板横向移动，也即实现钢主梁的横向位移，便可达到耗能减震的效果，保证桥梁在地震等极端环境下的结构安全，消除安全隐患。
11.下面对本技术的技术方案作进一步的说明：
12.在其中一个实施例中，所述限位件设置为抗剪螺栓，所述限位钢箱的箱壁开设有第一安装孔，所述伸出加劲板开设有与所述第一安装孔相对的第二安装孔，所述抗剪螺栓插接于所述第一安装孔和所述第二安装孔内，在所述限位钢箱与所述伸出加劲板产生相对运动时，所述抗剪螺栓能够被剪断。
13.在其中一个实施例中，所述第一安装孔、所述第二安装孔和所述抗剪螺栓均包括
至少两个，且所述第一安装孔、所述第二安装孔和所述抗剪螺栓一一对应组装。
14.在其中一个实施例中，所述限位钢箱设置有两个，所述伸出加劲板设置有三个，两个所述限位钢箱设置于最外侧两个所述伸出加劲板之间，第三个所述伸出加劲板设置于两个所述限位钢箱之间，且相邻设置的所述限位钢箱与所述伸出加劲板均通过所述限位件相连。
15.在其中一个实施例中，所述横向抗风限位装置还包括连接板，所述连接板设置于各所述限位钢箱和各所述伸出加劲板的下侧，且所述连接板与所述伸出加劲板可拆卸连接。
16.在其中一个实施例中，所述横向抗风限位装置还包括连接螺栓，所述连接板开设有第三安装孔，所述伸出加劲板开设有与所述第三安装孔相对的第四安装孔，所述连接螺栓插接于所述第三安装孔与所述第四安装孔内。
17.在其中一个实施例中，所述钢主梁的内部设置内加劲板，所述内加劲板与所述伸出加劲板的位置对应。
18.在其中一个实施例中，所述横向抗风限位装置还包括橡胶垫块，所述主塔包括凸设在外壁上的垫石，所述橡胶垫块与所述限位钢箱连接，所述垫石与所述橡胶垫块间隙配合或接触配合。
19.在其中一个实施例中，所述橡胶垫块的另一相对侧通过粘接层与所述限位钢箱连接。
20.另一方面，本技术还提供一种桥梁，其包括如上所述的横向抗风限位装置。
附图说明
21.构成本技术的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。
22.为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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。
23.图1为本技术一实施例所述的横向抗风限位装置的平面结构图；
24.图2为图1中a-a处的剖面结构图；
25.图3为图2中b-b处的剖面结构图。
26.附图标记说明：
27.100、横向抗风限位装置；10、主塔；20、限位钢箱；30、伸出加劲板；40、限位件；50、钢主梁；51、内加劲板；60、连接板；70、连接螺栓；80、橡胶垫块；90、垫石。
具体实施方式
28.为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公
开的具体实施例的限制。
29.如图1所示，本技术实施例的一种桥梁，其具体可以是一种大跨度斜拉桥、悬索桥等。可以看到，图中仅展示出了桥梁的局部结构图，具体示意出了横向抗风限位装置100的安装结构和状态。
30.请继续参阅图1至图3，示例性地，所述横向抗风限位装置100包括：主塔 10、限位钢箱20、伸出加劲板30、限位件40以及钢主梁50。其中，主塔10可以是混凝土、不锈钢、铁等材料制成。
31.钢主梁50为桥身的主体结构。
32.所述限位钢箱20的一端连接于所述主塔10的一侧；所述伸出加劲板30的一端通过所述限位件40与所述限位钢箱20可活动地连接，所述限位件40被配置为在受力状态下能够折断；所述钢主梁50与所述限位件40的另一端连接。
33.综上，实施本实施例技术方案将具有如下有益效果：上述方案的横向抗风限位装置100应用装备于桥梁中，具体用以加装在主塔10与钢主梁50之间，以加强桥梁的抗风抗震能力。
34.具体地，正常安装时，限位钢箱20通过限位件40与伸出加劲板30连接固定，也即实现了主塔10与钢主梁50的横向刚性连接，此时在风载荷作用下能够有效约束钢主梁50的横向移动及扭转，保证钢主梁50使用安全和寿命。而在地震发生时，震动冲击力传递至限位件40，限位件40能够自行折断，从而解除对限位钢箱20与伸出加劲板30的约束，使得限位钢箱20能够相对伸出加劲板30横向移动，也即实现钢主梁50的横向位移，便可达到耗能减震的效果，保证桥梁在地震等极端环境下的结构安全，消除安全隐患。
35.在一些实施例中，所述限位件40设置为抗剪螺栓，所述限位钢箱20的箱壁开设有第一安装孔，所述伸出加劲板30开设有与所述第一安装孔相对的第二安装孔，所述抗剪螺栓插接于所述第一安装孔和所述第二安装孔内，在所述限位钢箱20与所述伸出加劲板30产生相对运动时，所述抗剪螺栓能够被剪断。
36.采用抗剪螺栓与第一安装孔、第二安装孔插接组装的结构和连接方式简单，利于提高安装施工效率。且在风载荷作用时，抗剪螺栓能够保证连接可靠性，防止钢主梁50产生横向位移；而在地震等极端环境下，抗剪螺栓的受力超过其设计强度后，抗剪螺栓便可自行断裂，使限位钢箱20与伸出加劲板30解除约束关系，钢主梁50可进行横向位移，通过耗能减震保护桥梁安全。
37.较佳地，所述第一安装孔、所述第二安装孔和所述抗剪螺栓均包括至少两个，且所述第一安装孔、所述第二安装孔和所述抗剪螺栓一一对应组装。采用多组抗剪螺栓连接结构，连接强度更高，可靠性更好，使桥梁能够承受的风载荷和地震冲击载荷大，提升了桥梁的安防性能。
38.请继续参阅图1，此外，在上述任一实施例的基础上，所述限位钢箱20设置有两个，所述伸出加劲板30设置有三个，两个所述限位钢箱20设置于最外侧两个所述伸出加劲板30之间，第三个所述伸出加劲板设置于两个所述限位钢箱20之间，且相邻设置的所述限位钢箱20与所述伸出加劲板30均通过所述限位件40相连。如此可使桥梁整体结构更加牢固可靠，强度高，使用性能好，抗风抗震能力得到有效提升。
39.需要说明的是，限位钢箱20和伸出加劲板30的数量还可以根据实际需要做进一步
增加，且布置方式也可以作出调整。
40.请继续参阅图1至图3，进一步地，在又一些实施例中，所述横向抗风限位装置100还包括连接板60，所述连接板60设置于各所述限位钢箱20和各所述伸出加劲板30的下侧，且所述连接板60与所述伸出加劲板30可拆卸连接。连接板60使各限位钢箱20和伸出加劲板30连为一体，提升了横向抗风限位装置 100的结构整体性和结构力学性能。此外，当限位件剪断后，连接板60还能够承接住上方的限位钢箱20，以避免限位钢箱20发生高空掉落而对周边物体或人员造成伤害。
41.更进一步地，所述横向抗风限位装置100还包括连接螺栓70，所述连接板 60开设有第三安装孔，所述伸出加劲板30开设有与所述第三安装孔相对的第四安装孔，所述连接螺栓70插接于所述第三安装孔与所述第四安装孔内。该结构下方便拆取连接板60，方便维保人员对限位钢箱20和伸出加劲板30进行养护或者维修。
42.此外，为了保证钢主梁50的自身结构强度，同时提升桥梁的整体结构性能，所述钢主梁50的内部设置内加劲板51，所述内加劲板51与所述伸出加劲板 30的位置对应。可选地，伸出加劲板30和内加劲板51的数量相同且一一对应设置，这样有助于保证传力路径的连续性，提升对地震冲击能量的耗散效果。
43.且可选地，伸出加劲板30和内加劲板51均采用焊接方式固定在钢主梁50 的外侧壁和内侧壁上，可以在工厂内完成一体式加工，减少现场作业量，提高现场安装施工效率。
44.请继续参阅图1和图2，此外，在上述任一实施例的基础上，所述横向抗风限位装置100还包括橡胶垫块80，所述主塔10包括凸设在外壁上的垫石90，所述垫石90通过所述橡胶垫块80与所述限位钢箱20连接，所述垫石与所述橡胶垫块间隙配合或接触配合。此时，橡胶垫块80借助其材料具有的弹性特质，能够起到缓冲作用，对地震冲击具有耗能减震的良好效果。
45.此外，安装橡胶垫块80之后，橡胶垫块80不会与垫石90之间直接连接，进而不会影响钢主梁50纵向变形能力。
46.具体地，在上述实施例中，所述橡胶垫块80的另一相对侧通过粘接层与所述限位钢箱20连接。橡胶垫块80与限位钢箱20粘接，连接方式简单，且连接可靠。
47.当然了，其它实施例中橡胶垫块80与限位钢箱20之间也可以采用卡扣连接、螺接、磁吸连接等其中的任意一种进行连接，具体根据实际需要选择即可。
48.以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
49.以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。
50.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装
置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
51.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
52.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
53.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
54.需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。