一种用于短吊杆的减振防剪锚固装置的制作方法

1.本发明属于桥梁工程技术领域，具体涉及一种用于短吊杆的减振防剪锚固装置。


背景技术：

2.随着基础建设规模的不断扩大，桥梁建设的规模也在不断增长，不仅满足了人们的出行需求，也极大地促进了各地经济的发展，也为城市增设了一道道亮丽的风景线。其中，拱桥作为最常见的桥梁类型之一，由于其具备构造简单、跨越能力较大等优点，受到了广泛应用。
3.在拱桥的设计施工过程，其桥型的设计往往与桥梁的建筑高度息息相关。当桥梁的建筑高度受到严格限制时，一般采用中、下承式拱桥，以降低桥面的高度。对于中、下承式拱桥而言，其主要是利用锚固装置将吊杆两端分别锚固在桥面和拱肋上，通过吊杆将桥面受到的荷载传递给拱肋，构成了拱桥结构的稳定性，吊杆作为和桥面直接接触的受力构件，其状态直接关系到拱桥的安全。
4.对于中、下承式拱桥而言，当车经过拱桥时，桥面会产生垂直振动和水平晃动，使得吊杆受到桥面的振动和水平剪应力，对吊杆的设置可靠性造成影响。同时，位于桥两端的短吊杆由于其长度短、刚度大，受到的振动频率更高、弯剪变形作用更大，且吊杆受到车辆动载荷作用时具有动力放大效应，导致短吊杆在使用时极易发生疲劳破损，对桥梁造成安全隐患，需要定期对其进行检修并更换吊杆或采用更加耐疲劳的高成本材质来制作吊杆，增加拱桥的检修成本、维护成本和运营成本。


技术实现要素：

5.针对现有技术的以上缺陷或改进需求中的一种或者多种，本发明提供了一种用于短吊杆的减振防剪锚固装置，能够在完成吊杆端部锚固的同时，实现吊杆在锚固区的减振防剪，延长吊杆的使用寿命，提高拱桥的安全性。
6.为实现上述目的，本发明提供一种用于短吊杆的减振防剪锚固装置，其包括锚固组件和设置在锚固组件内部的传力连接构件、轴向减振装置、径向减振装置；所述锚固组件包括用于将吊杆索体与桥体结构连接或限位的锚固套筒；所述锚固套筒为至少一端开口的筒状结构，并形成有用于容置其他各部件的空腔；所述传力连接构件包括连接套筒；该连接套筒的一端与吊杆索体连接，另一端与轴向减震装置匹配；且所述轴向减振装置包括若干设置于锚固套筒底部的轴向减振单元，其两端分别与连接套筒和锚固套筒连接，用于与连接套筒连接后的吊杆索体进行轴向伸缩减振；所述径向减振装置包括环向间隔设置的多个径向减振单元，用于所述吊杆索体在对应径向上进行伸缩减振；所述径向减振单元的轴线沿传力连接构件的径向延伸，其两端分别与锚固套筒的内壁与传力连接构件的外周壁匹配，且其至少一端与对应壁面之间为滑动匹配，使得所述传力连接构件可与所述锚固套筒发生轴向相对位移。
7.作为本发明的进一步改进，所述轴向减振单元为沿环向间隔设置的多个。
8.作为本发明的进一步改进，所述轴向减振单元和/或所述径向减振单元包括减振套筒、第一弹性件和传力件；所述减振套筒为至少一端开口的筒状结构，所述第一弹性件设置在该减振套筒中，并可在该减振套筒的轴向上往复伸缩形变；所述传力件的一端伸入所述减振套筒中，并与所述第一弹性件的一端连接；相应地，所述传力件的另一端伸出减振套筒，并与传力连接构件的对应位置匹配。
9.作为本发明的进一步改进，在所述减振套筒背离所述传力件伸出端的一侧还设置有第二弹性件；所述第二弹性件包括若干弹性形变方向与所述第一弹性件伸缩形变方向相同的弹性单元，并使得对应减振单元通过所述第二弹性件与所述锚固套筒中的对应部位匹配或者连接。
10.作为本发明的进一步改进，所述减振套筒与所述传力件之间还设置有导向件，用于所述传力件轴向运动的导向、限位并减少所述传力件轴向运动的摩擦力。
11.作为本发明的进一步改进，对应所述径向减振单元设置有径向套筒，其呈一端开口的筒状结构，所述径向减振单元同轴嵌设于该径向套筒内，并以端部伸出该径向套筒的开口处。
12.作为本发明的进一步改进，在所述锚固套筒的内周壁面上开设有滑槽，该滑槽沿锚固套筒的轴向延伸；相应地，所述径向套筒背离开口侧的一端设置有端板，该端板嵌设于所述滑槽中，并可在该滑槽内往复滑动。
13.作为本发明的进一步改进，在所述滑槽的至少一端处设置有缓冲板，用于所述端板滑动的限位及缓冲；和/或在所述滑槽的内侧面上布置减摩涂层。
14.作为本发明的进一步改进，所述径向套筒与所述径向减振单元之间设置有弹性体。
15.作为本发明的进一步改进，在所述弹性体的内侧壁面与径向减振单元的伸出端之间设置有减摩单元。
16.上述改进技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
17.总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有的有益效果包括：（1）本发明的用于短吊杆的减振防剪锚固装置，其通过在锚固组件内设置传力连接构件，将吊杆端部连接固定在锚固区，同时将吊杆的受力传递出去，并在传力连接构件的轴向和径向上分别对应设置减振装置，以其实现吊杆端部锚固后的轴向减振和径向减振，降低了吊杆自身的振动频率，有效减少了吊杆在动载荷作用下的动力放大效应，同时减小了吊杆因水平晃动而受到的剪力破坏，确保了短吊杆设置的可靠性，延长了短吊杆的使用寿命。
18.（2）本发明的用于短吊杆的减振防剪锚固装置，其通过减振套筒、第一弹性件和传力件组成减振单元，通过传力件将第一弹性体固定在传力连接构件上，将传力连接构件的
受力顺利传递至弹第一性件，保证减振单元受力的稳定性，同时提高第一弹性件的减振效果；此外，通过在减振套筒背离传力件的一端沿环向设置第二弹性件，对减振单元的受力起到一定的传力、稳定和分散作用，实现减振单元在轴向上的二级减振，同时使减振单元能够在垂直于轴线方向上做一定的位移和承受一定不均匀拉压，增加减振单元的抗剪能力，提高减振装置的可适用性。
19.（3）本发明的用于短吊杆的减振防剪锚固装置，其通过在减振套筒和传力件之间设置导向件，利用导向件对传力件的轴向运动进行导向比环向限位，约束其沿轴向套筒的轴线方向上运动，防止其运动时与轴向套筒产生剪力而导致磨损破坏，提高减振装置的使用寿命。
20.（4）本发明的用于短吊杆的减振防剪锚固装置，其通过在锚固套筒的内侧壁上对应径向减振单元设置滑槽，使径向减振单元配合传力连接构件在滑槽内发生往复滑动，为传力连接构件的受力传递至轴向减振装置提供条件，同时减少径向减振装置因传力连接构件的轴向振动而产生的剪力作用，提高径向减振装置的使用寿命；同时，通过在滑槽的端面上设置缓冲板，对减振单元的可滑动范围进行限定，防止减振单元滑出滑槽；还可以在滑槽的内侧面布置减摩涂层，减少减振单元与滑槽之间的摩擦，保证减振单元滑动的连续性和稳定性。
21.（5）本发明的用于短吊杆的减振防剪锚固装置，其通过在径向减振单元的外周设置径向套筒，利用径向套筒的端板在滑槽内滑动，为径向减振单元的滑动提供支撑力，保证径向减振单元设置的可靠性；同时，通过在径向套筒与径向减振单元之间设置弹性体，使传力件与径向套筒之间能够进行相对运动且避免发生碰撞，使传力连接构件的受力能够顺利传力至轴向减振装置，同时减少传力件因摆动而受到的剪力作用；进一步在弹性体的内侧壁上布置减摩单元，减少传力件与弹性体之间的摩擦。
22.（6）本发明的用于短吊杆的减振防剪锚固装置，改变了锚固区吊杆索体的水平和轴向刚度，能同时有效减少吊杆在轴向和径向上受到的振动作用，降低了桥面振动时吊杆的振动频率，防止因吊杆自身振动频率过大而导致破损，提升了吊杆的使用寿命，减少吊杆的更换频率，同时解决了吊杆锚固区因吊杆长期反复的相对位移导致的破坏问题，提高了拱桥使用的安全性和稳定性，具有较好的应用前景。
附图说明
23.图1是本发明实施例中用于短吊杆的减振防剪锚固装置的锚固装置剖面示意图；图2是本发明实施例中用于短吊杆的减振防剪锚固装置的锚固套筒及螺纹示意图；图3是本发明实施例中用于短吊杆的减振防剪锚固装置的连接装置俯视示意图；图4是本发明实施例中用于短吊杆的减振防剪锚固装置的连接装置正视示意图；图5是本发明实施例中减振防剪锚固装置的轴向减振装置剖面示意图；图6是本发明实施例中减振防剪锚固装置的轴向减振装置立体示意图；图7是本发明实施例中减振防剪锚固装置的轴向减振装置布置示意图；图8是本发明实施例中的径向减振装置布置示意图；图9是本发明实施例中减振防剪锚固装置的径向减振装置剖面示意图；
图10是本发明实施例中用于短吊杆的减振防剪锚固装置的滑槽剖面示意图；图11是本发明实施例中径向减振装置与滑槽组合结构剖面示意图；图12是本发明实施例中径向减振装置与滑槽组合结构立体示意图；图13是本发明实施例中径向减振装置与滑槽组合结构俯视示意图；在所有附图中，同样的附图标记表示相同的技术特征，具体为：1、吊杆索体；2、锚固组件；3、传力连接构件；4、轴向减振装置；5、径向减振装置；201、锚固套筒；202、承压板；203、锚固垫片；204、锚固螺母；205、防松螺帽；206、外螺纹；301、连接套筒；302、传力套筒；303、传力垫板；3011、螺栓；3012、螺母；3013、增摩单元；3014、第一弹性体；3015、套体；401、导向件；402、减振套筒；403、第一弹性件；404、连接体；405、传力件；406、连接板；407、第二弹性件；408、底部垫板；501、径向减振单元；502、减摩单元；503、第二弹性体；504、径向套筒；505、滑槽；506、减摩涂层；507、缓冲板。
具体实施方式
24.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
25.在本发明的描述中，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发明和简化描述，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发明的限制。
26.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。在本发明的描述中，“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。
27.在本发明中，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发明中的具体含义。
28.在本发明中，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。
29.实施例：请参阅图1~图13，本发明优选实施例中的减振防剪锚固装置用于实现吊杆端部的固定，尤其适用于中、下承式拱桥两端短吊杆端部的减振防剪锚固。其中，优选实施例中的减振防剪锚固装置包括锚固组件2、传力连接构件3、轴向减振装置4和径向减振装置5；锚固组件2设置在桥梁结构上，其通过传力连接构件3与吊杆索体1的端部连接，实现吊杆索体1端部的固定。相应地，轴向减振装置4和径向减振装置5分别对应传力连接构件3设置，用于实现传力连接构件3固定后吊杆索体1的轴向减振和径向减振。
30.具体而言，如图1和图2所示，优选实施例中的锚固组件2包括锚固套筒201，其内部呈中空结构，为传力连接构件3、轴向减振装置4和径向减振装置5提供设置空间，并为吊杆索体1的轴向/径向位移提供冗余空间。
31.同时，优选实施例中的锚固套筒201设置在桥体结构的两侧，其与桥体结构之间可以是固定连接，也可以是吊杆穿过桥体后的限位连接。
32.对于前者而言，可以通过将锚固套筒201一体成型于桥体结构上，也可以通过焊接、铆接等方式固定连接在桥体结构上；实际使用时，直接将吊杆索体1的底端匹配连接于锚固套筒201中的传力连接构件3上，便可实现整个吊杆结构的连接设置。
33.对于后者而言，可以通过对应锚固套筒201设置相应的限位机构，实现锚固套筒201与吊杆索体1连接后相对于桥体的限位连接。例如，在如图1所示的优选实施例中，锚固套筒201在桥体上的设置形式为螺纹连接的方式，此时，锚固套筒201的外周设置有外螺纹206，并对应其设置有锚固螺母204，通过锚固套筒201与锚固螺母204的螺纹匹配，可以实现锚固组件2在桥面以下的限位固定。此时，吊杆索体1穿过桥体结构并连接在锚固套筒201中，且锚固螺母204的顶面抵接桥体结构的底面。
34.对于上述方案的进一步优选，在另一个具体实施例中，在锚固螺母204与桥体结构底面之间还依次设置有锚固垫片203和承压板202，由承压板202的顶面抵接桥体结构的底面。通过承压板202的对应设置，可以增加锚固组件2与桥体结构底面之间的接触面积，提升力传递的效率，减少锚固组件2的碰撞损坏。
35.进一步优选地，为了防止锚固螺母204的松动，在锚固螺母204背离桥体结构的一侧，设置有防松螺帽205，其与锚固套筒201的端部螺纹匹配，以此可以实现锚固螺母204的防松控制，保证锚固组件2设置的可靠性。
36.更具体地，如图1中所示，优选实施例中的传力连接构件3部分或者全部设置在锚固套筒201的容置空腔中，其包括依次连接设置的连接套筒301、传力套筒302和传力垫板303。其中，连接套筒301的结构如图3和图4中所示，其设置在传力连接构件3的顶部，中部形成有柱形空腔，并在外周上开设有一对缺口，用于吊杆索体1轴向穿入并夹紧固定。
37.在如图3所示的优选实施例中，连接套筒301为套筒形式，其包括相对设置的两个套体3015，两套体3015可锁紧连接，并在锁紧连接后形成柱形容置空腔，使得两套体3015的内侧壁面可以紧贴于吊杆索体1的端部外周，以此将其夹设固定。实际设置时，对应两套体3015的连接，设置有螺栓3011和螺母3012组成的螺栓连接件，由其实现两套体3015之间的连接紧固，通过拧动上述螺栓连接件，可对应改变两套体3015之间的距离，实现吊杆索体1的锁紧或者解锁。
38.优选地，在两套体3015的内侧设置有增摩单元3013，其沿容置空腔的内周环向设
置，进一步优选为设置在两套体3015内周的环状弹性构件，由其增加连接套筒301内周与吊杆索体1外周的摩擦力。
39.进一步优选地，在如图3所示的优选实施例中，在连接套筒301外周的缺口中（即两套体3015两端连接部位的端面之间）设置有第一弹性体3014，用于保证两套体3015之间连接的紧固性，其进一步优选为竖向延伸的弹性橡胶垫。
40.更详细地，优选实施例中传力套筒302的顶部与连接套筒301的底部连接，其底部与传力垫板303连接，三者之间的连接方式可以是装配连接，也可以是一体成型。在优选实施例中，三者之间优选一体成型，以此保证受力传递的整体性和一致性。
41.进一步地，如图1中所示，优选实施例中的锚固套筒201中对应传力连接构件3还设置有轴向减振装置4和径向减振装置5，分别用于传力连接构件3以及固定于该传力连接构件3中吊杆索体1的轴向减振和径向减振。
42.其中，轴向减振装置4设置在锚固套筒201的底部，其包括沿环向设置的多个轴向减振单元，各轴向减振单元分别与传力垫板303的底部连接，且各轴向减振单元的轴线分别与传力连接构件3的轴线平行，使得各轴向减振单元可分别在轴向上进行伸缩减振。
43.相应地，径向减振装置5设置在锚固套筒201的侧周壁面上，其包括沿环向设置的多个可在其轴向上进行伸缩形变的径向减振单元501，各径向减振单元501的轴线沿传力连接构件3的径向延伸，其一端连接在传力连接构件3的外周壁面上，另一端作用匹配于锚固套筒201的侧周壁面上。在实际设置时，为了配合传力连接构件3的上下振动，优选实施例中的径向减振单元501的端部与锚固套筒201的内壁面滑动匹配，使得径向减振单元501可相对锚固套筒201进行竖向滑动。
44.在实际设置时，优选实施例中的轴向减振单元与径向减振单元501优选结构相同设置，两者之间的区别仅在于轴线设置方向不同。
45.在一个具体实施例中，上述减振单元优选如图5、图6中所示，其包括减振套筒402、第一弹性件403和传力件405。其中，减振套筒402优选为顶部开口的套筒结构，其中部形成有用于容置第一弹性件403的空腔，该第一弹性件403的形变方向与传力件405平行或者重合，其一端连接或者抵接在减振套筒402容置空腔的底部，另一端与传力件405的一端连接；相应地，传力件405的另一端对应连接在传力连接构件3上的对应位置，以此实现传力连接构件3在减振单元轴向上的减振缓冲。
46.优选地，在上述减振单元中，其第一弹性件403优选为减振弹簧，其两端分别与传力件405和减振套筒402连接，且其优选与传力件405同轴设置。当然，除了上述减振弹簧，优选实施例中的第一弹性件403也可根据需要设置为别的弹力构件，例如橡胶垫、液压减振组件等。
47.进一步优选地，在减振套筒402背离开口侧的一端还设置有第二弹性件407，用于为减振套筒402提供轴向上的二级减振。在如图5所示的优选实施例中，第二弹性件407包括沿环向间隔设置的多个减振弹簧，各减振弹簧的一端连接在减振套筒402的端板上，另一端与对应部位连接。为了保证第二弹性件407设置的可靠性，对应其设置有底部垫板408，用于连接减振弹簧的另一端，使得各减振弹簧夹设在底部垫板408与减振套筒402的端板之间。
48.此外，为了方便第一弹性件403和第二弹性件407中减振弹簧端部的连接，优选对应其至少一端设置有连接板406，通过先将减振弹簧的端部连接在连接板406上，再将连接
板406与对应部位连接，以此来保证减振弹簧端部连接的可靠性。
49.通过底部垫板408的对应设置，不仅可以方便第二弹性件407的设置，还能便于实现整个减振单元在锚固套筒201中的连接设置，保证其设置的可靠性。同时，利用第二弹性件407中多个减振弹簧的设置，不仅可以实现轴向上的二级减振，对减振单元的受力起到一定地传力、稳定和分散作用，还能实现在横向（平行于底部垫板408的方向）上的抗剪运动，确保减振单元具备一定在垂直于轴线方向上的位移能力及承受一定的不均匀拉压，使得减振单元具有较好的抗剪能力，提高减振装置的可适用性。
50.进一步优选地，为了保证传力件405轴向运动的准确性，在其外周与减振套筒402的内壁之间还设置有导向件401，由其对传力件405的轴向运动导向并环向限位。此外，对应于减振单元两端与对应部位的连接，优选实施例中对应其两端分别设置有连接体404，其在具体实施例中为设置于传力件405端部和底部垫板408上的膨胀螺丝。
51.利用上述减振单元在锚固套筒201中对应位置的设置，可以形成如图1中所示的轴向减振装置4和径向减振装置5。其中，轴向减振装置4包括在锚固套筒201底部沿环向间隔设置的多个轴向减振单元，例如图7所示的环向等间隔设置的6个。相应地，径向减振装置5也优选包括多个在传力连接构件3外周环向间隔设置的径向减振单元501，例如图8中所示的等间隔设置的6个。
52.进一步具体地，如图8~13中所示，径向减振装置5中的径向减振单元501其轴向垂直于传力连接构件3的轴向，并进一步沿传力连接构件3的径向延伸。同时，径向减振单元501的一端优选与其连接部位滑动匹配，其另一端与对应的连接部位固定连接，使得传力连接构件3通过径向减振单元501与锚固套筒201匹配后，可在锚固套筒201的轴向上进行一定范围内的相对运动，以满足传力连接构件3的轴向减振需求。
53.在如图1所示的优选实施例中，径向减振单元501的一端通过传力件405与传力连接构件3的外周固定连接，另一端与锚固套筒201的内周壁面滑动匹配。相对应的，在锚固套筒201的内周壁面上对应径向减振单元501设置有滑槽505，该滑槽505的轴线平行于锚固套筒201的轴线，使得径向减振单元501的减振套筒402的端板或者底部垫板408嵌设于该滑槽505后，可在该滑槽505中往复滑动。
54.优选地，如图12中所示，为了防止径向套筒504滑出滑槽505，在滑槽505的两端面上设置缓冲板507；同时，可在滑槽505内壁上布置减摩涂层506，减少径向套筒504与滑槽505内壁之间的摩擦，保证径向套筒504滑动的连续性。
55.实际设置时，为了进一步保证径向减振单元501设置的可靠性，在其外周设置有如9中所示的径向套筒504，该径向套筒504的内部形成有容置径向减振单元501的空腔，并使得传力件405从该径向套筒504的一端伸出，且径向套筒504的一端设置有可与滑槽505匹配的端板。相应地，径向减振单元501通过底部垫板408与径向套筒504的空腔底面连接。
56.优选地，在传力件405的外周与径向套筒504之间设置有第二弹性体503，用于对传力件405与径向套筒504之间的相对运动，使传力连接构件3能够顺利传力至轴向减振装置4，同时减少传力件405与径向套筒504之间的剪力。此外，可在传力件405的外周环绕设置减摩单元502，减少传力件405与第二弹性体503之间的摩擦。
57.当然，在实际设置减振单元时，其设置形式不局限于上述结构形式，其可以根据需要设置为别的形式，例如单独设置的弹簧单元、液压伸缩机构、伸缩弹力垫、弹簧单元与其
他弹力机构的组合结构等，只要能够实现对应方向上的伸缩减振即可。
58.本发明中的用于短吊杆的减振防剪锚固装置，改变了锚固区吊杆索体的水平和轴向刚度，能同时有效减少吊杆在轴向和径向上受到的振动作用，降低了桥面振动时吊杆的振动频率，防止因吊杆自身振动频率过大而导致破损，提升了吊杆的使用寿命，减少吊杆的更换频率，同时解决了吊杆锚固区因吊杆长期反复的相对位移导致的破坏问题，提高了拱桥使用的安全性和稳定性，具有较好的应用前景。
59.本领域的技术人员容易理解，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。