一种用于桥梁抗震的具有剪断保护功能的锁定装置的制作方法

1.本实用新型属于桥梁技术领域，具体说的是一种用于桥梁抗震的具有剪断保护功能的锁定装置。


背景技术：

2.近年来，速度锁定器在公路、铁路以及市政桥梁工程中都得到了广泛使用。作为抗震支座产品中重要的限位保护装置，速度锁定器的腔体内部通过填充高粘度硅脂，设置活塞、缸筒等特殊结构，使缸体与活塞之间在低速工作状态下产生的抗力很小，而在地震作用下，随着运动速度增加，抗力迅速升高，速度锁定器由柔性变为刚性进而锁定，可实现两端连接构件之间低速状态的相对位移和高速状态的限位功能。
3.对与长联大跨桥梁体系，只用减隔震支座时，若按高烈度地震作用设计剪断力，限位板不易被剪断，减隔震支座可视为普通硬抗支座，此时固定墩身尺寸需要做得很大，地震响应较大，造价高，不美观；若按低烈度地震作用设计剪断力时限位板较易破坏，需要经常更换支座限位板，养护难度较大且成本较高。只用速度锁定器时，不论高烈度、低烈度地震作用到来时，整个桥梁主体及副件总体转变为硬抗体系，活动墩、固定墩墩身尺寸需要加大，刚度需要加强，造价也相对较高。此外桥梁体系在硬抗状态下地震响应较大，破坏力度大，震后修复难度增加。
4.在实际工程应用中，为达到更好的抗震效果，可将速度锁定器与减隔震支座同时使用。速度锁定器实质上是通过速度阈值使活动墩转变为固定墩，从而在地震作用中实现多梁联动抗震功能，属于硬抗体系。而减隔震支座则是通过增大阻尼或消耗地震能量的方式延长桥梁结构周期，从而大幅降低桥梁的地震响应，属于减隔震体系。当受到低烈度地震作用时，速度锁定器与桥梁自身即可硬抗地震响应，减隔震支座此时未发挥减隔震效果；当受到较高烈度的地震作用时，速度锁定器被破坏，减隔震支座发挥作用。但目前市场上尚无可较好实现上述两种减震模式切换的产品，本专利意在解决该方面的问题。


技术实现要素：

5.为解决上述技术问题，本实用新型提供一种用于桥梁抗震的具有剪断保护功能的锁定装置，可实现与减隔震支座的配合使用，本装置在低烈度地震作用下为多墩联动硬抗体系，高烈度地震作用下为减隔震体系。
6.为实现上述技术目的，所采用的技术方案是：一种用于桥梁抗震的具有剪断保护功能的锁定装置，包括梁体耳板、速度锁定器、紧固销栓和桥墩耳板，梁体耳板的底板通过紧固销栓与梁体锚固连接，桥墩耳板的底板通过紧固销栓与桥墩锚固连接，梁体耳板的耳板和桥墩耳板的耳板分别与速度锁定器两端的缸体连接轴和活塞杆连接轴连接，在与桥墩耳板的耳板铰接的活塞杆连接轴的中部开设有缺口一，或者，在紧固销栓上开设的缺口二，该缺口二位于与梁体耳板连接处。
7.缺口一和/或缺口二为环形缺口。
8.环形缺口的截面为三角形。
9.梁体和桥墩的表面设有预埋板。
10.缺口一与速度锁定器的中轴线相对应。
11.本实用新型有益效果是：通过以上发明，可实现速度锁定器与减隔震支座的充分利用，在低烈度地震作用下为多墩联动硬抗体系，高烈度地震作用下为减隔震体系，使桥梁具备在不同地震作用下的分级抗震和体系转变的功能。在降低固定墩的建造成本、速度锁定器的制作和维修成本的同时，提高速度锁定器的使用寿命和维护效率，可有效提高经济效益。
附图说明
12.图1为本实用新型的结构示意图；
13.图2为本实用新型的速度锁定器结构示意图；
14.图3为图2的a-a剖视图；
15.图4为图3的ⅰ处放大示意图；
16.图5为本实用新型的紧固销栓和梁体耳板的连接示意图；
17.图6为图5的ⅱ处放大示意图；
18.图中：1、速度锁定器，2、缸体，3、活塞杆，4、缸体连接头，5、活塞杆连接头，6、活塞杆连接轴，7、缸体连接轴，8、桥墩耳板，9、梁体耳板，10、缺口一，11、预埋板，12、上转接板，13、紧固销栓，14、缺口二，15、梁体，16、桥墩。
具体实施方式
19.一种用于桥梁抗震的具有剪断保护功能的锁定装置，包括梁体耳板9、速度锁定器1、紧固销栓13和桥墩耳板8，速度锁定器1为通用结构，包括缸体2、穿过缸体的活塞杆3，活塞杆3的两端为活塞杆连接头5和缸体连接头4，活塞杆连接头5内穿过有一个活塞杆连接轴6，缸体连接头4内穿过有一个缸体连接轴7。
20.梁体耳板9和桥墩耳板8均由底板和两块相互平行设置的耳板组成，梁体耳板9的底板通过紧固销栓13与梁体15锚固连接，桥墩耳板8的底板通过紧固销栓13与桥墩16锚固连接，梁体耳板9的耳板和桥墩耳板8的耳板分别与速度锁定器1两端的缸体连接轴7和活塞杆连接轴6连接，梁体耳板9以缸体连接轴7为轴心转动，桥墩耳板8以活塞杆连接轴6为轴心转动，或者，梁体耳板9以活塞杆连接轴6为轴心转动，桥墩耳板8以缸体连接轴7为轴心转动，在与桥墩耳板8的耳板铰接的活塞杆连接轴6的中部开设有缺口一10，或者，在紧固销栓13上开设的缺口二14，该缺口二14位于与梁体耳板9连接处。通过任一一种缺口形式，均可实现在遇到高烈度地震作用时发生剪断破坏，另梁体与桥墩的连接分离，同时再连接时，只需要对活塞杆连接轴6或紧固销栓13进行更换。
21.缺口一10和/或缺口二14为环形缺口。
22.环形缺口的截面为三角形。
23.梁体15和桥墩16的表面设有预埋板11，用于连接定位。
24.缺口一10与速度锁定器1的中轴线相对应，剪断更为容易并且彻底。
25.对于速度锁定器1，主要由缸体2、活塞杆3、缸体连接头4和活塞杆连接头5组成，通
过活塞杆连接轴6和缸体连接轴7分别穿过活塞杆连接头5和缸体连接头4后与桥墩耳板8和梁体耳板9相连。方案一：在活塞杆连接轴6对应速度锁定器1的中轴线处设置三角环形缺口一10，使活塞杆连接轴6在遇到高烈度地震作用时发生剪断破坏，令速度锁定器1的活塞杆连接头5脱离桥墩，保证其具备熔断保护功能。三角环形缺口一10的缺口深度可根据速度锁定器的具体承载能力进行计算确定。方案二：梁体上的一排紧固销栓13与梁体耳板9的连接处按设计要求设置三角环形缺口二14，使紧固销栓13在遇到高烈度地震作用时在梁体界面处发生剪断破坏，令上转接板12同梁体耳板9脱离梁体，从而实现保护速度锁定器的功能。三角环形缺口二14的缺口深度可根据速度锁定器的具体承载能力进行计算确定。
26.实施例1
27.如600kn速度锁定器，方案一：需根据梁体在多遇地震和设计地震下墩顶支座处的水平极限承载力，按照大于多遇地震响应且小于设计地震响应的要求设计活塞杆中部三角环形缺口的尺寸，保证其在低烈度地震作用下满足正常限位功能，使活动墩转变为固定墩形成多墩联动硬抗体系，而在高烈度地震作用下具备熔断保护功能，可确保速度锁定器安全退出抗震体系，由减隔震支座发挥作用。
28.方案二：需根据梁体在多遇地震和设计地震下墩顶支座处的水平极限承载力，按照大于多遇地震响应且小于设计地震响应的要求设计一排紧固销栓位于梁体表面的三角环形缺口的尺寸，保证其在低烈度地震作用下满足正常限位功能，而在高烈度地震作用下顺利剪断，可确保速度锁定器安全退出抗震体系，由减隔震支座发挥作用。


技术特征：
1.一种用于桥梁抗震的具有剪断保护功能的锁定装置，其特征在于：包括梁体耳板（9）、速度锁定器（1）、紧固销栓（13）和桥墩耳板（8），梁体耳板（9）的底板通过紧固销栓（13）与梁体（15）锚固连接，桥墩耳板（8）的底板通过紧固销栓（13）与桥墩（16）锚固连接，梁体耳板（9）的耳板和桥墩耳板（8）的耳板分别与速度锁定器（1）两端的缸体连接轴（7）和活塞杆连接轴（6）连接，在与桥墩耳板（8）的耳板铰接的活塞杆连接轴（6）的中部开设有缺口一（10），或者，在紧固销栓（13）上开设的缺口二（14），该缺口二（14）位于与梁体耳板（9）连接处。2.如权利要求1所述的一种用于桥梁抗震的具有剪断保护功能的锁定装置，其特征在于：缺口一（10）和/或缺口二（14）为环形缺口。3.如权利要求2所述的一种用于桥梁抗震的具有剪断保护功能的锁定装置，其特征在于：环形缺口的截面为三角形。4.如权利要求1所述的一种用于桥梁抗震的具有剪断保护功能的锁定装置，其特征在于：梁体（15）和桥墩（16）的表面设有预埋板（11）。5.如权利要求1所述的一种用于桥梁抗震的具有剪断保护功能的锁定装置，其特征在于：缺口一（10）与速度锁定器（1）的中轴线相对应。

技术总结
一种用于桥梁抗震的具有剪断保护功能的锁定装置，包括梁体耳板、速度锁定器、紧固销栓和桥墩耳板，梁体耳板的底板通过紧固销栓与梁体锚固连接，桥墩耳板的底板通过紧固销栓与桥墩锚固连接，梁体耳板的耳板和桥墩耳板的耳板分别与速度锁定器两端的缸体连接轴和活塞杆连接轴连接，在与桥墩耳板的耳板铰接的活塞杆连接轴的中部开设有缺口一，或者，在紧固销栓上开设的缺口二，该缺口二位于与梁体耳板连接处。本装置可实现与减隔震支座的配合使用，本装置在低烈度地震作用下为多墩联动硬抗体系，高烈度地震作用下为减隔震体系。高烈度地震作用下为减隔震体系。高烈度地震作用下为减隔震体系。


技术研发人员：户东阳 贾立志 李聪林 曹翁恺 魏晨茜 陈长征 曾献平 李新 卢三平 顾海龙 陈国杰 郑娜
受保护的技术使用者：中铁二院昆明勘察设计研究院有限责任公司
技术研发日：2021.10.27
技术公布日：2022/7/8