一种桥梁用具有限位滑动锁定功能的夹片式限位支承系统的制作方法

1.本实用新型属于桥梁工程领域，具体涉及一种桥梁用具有限位滑动锁定功能的夹片式限位支承系统。


背景技术：

2.随着人们对地震及其致灾机理认识的不断加深，桥梁抗震设防理论与方法得到了不断发展，从早期的基于强度的抗震设计，到目前国内外城市和公路桥梁抗震设计规范普遍采用的基于延性的抗震设计理念与方法。基于延性的抗震设计方法允许桥墩等桥梁主体结构在强震中发生塑性铰损伤、桥梁结构发生较大变形但不至于发生倒塌破坏。但无论是震前、震中还是震后，桥墩作为主要竖向承载构件，一旦发生严重损伤，将严重影响其承载能力。桥墩塑性损伤产生较大的残余变形导致桥梁在震后难以快速恢复功能，甚至难以修复，严重影响震后应急救援和灾后生产生活恢复。特别是城市桥梁，地震后不能及时恢复通行功能，将严重影响震后城市功能的快速恢复，造成严重的不利社会经济影响。因此，以桥梁抗倒塌为设防目标的城市桥梁延性抗震设计方法已经不能满足韧性城市的发展要求，桥梁抗震设计应逐步向具有易修复、可快速恢复的韧性桥梁设计转变。同时需要看到，将强震区桥梁墩柱竖向承载功能和水平抗震功能耦合在一起，不得不大幅增加墩柱配筋或采用减隔震支座/装置，从而造成造价显著增加。韧性桥梁是韧性城市交通基础设施的关键节点，其目标是在强震作用下城市桥梁不仅仅要满足不倒塌的基本性能目标，更需要注重震后桥梁功能的可恢复性以及易修复性，从而避免由于城市桥梁功能的丧失造成更严重的不利社会经济影响。发展承载与限位滑动锁定功能的桥梁结构是实现韧性桥梁的重要途经。基于可恢复功能和可修复的韧性桥梁是国内外正在发展的高性能桥梁结构新理念和新型结构体系，也是未来韧性桥梁工程防灾的重要发展方向，目前已经得到国内外工程界的重点关注。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的是提供一种桥梁用具有限位滑动锁定功能的夹片式限位支承系统，以解决如何提高桥梁的抗震性能及保证震后可修复的问题。
4.本实用新型的技术方案是：一种桥梁用具有限位滑动锁定功能的夹片式限位支承系统，包括上滑板、下滑板和夹片式限位机构，上滑板与桥梁的梁体相连，下滑板与桥墩相连，上滑板和下滑板相对设置且可相对滑动；夹片式限位机构包括限位筒和限位棒，限位棒与上滑板端部相连，限位筒与桥墩相连，限位筒一端设有端封板，限位棒可由限位筒另一端伸入限位筒内，限位筒内腔呈喇叭状，限位筒内腔大头端朝向端封板，限位筒内壁设有位置相对的滑槽，滑槽内滑动连接有限位夹片，位置相对的限位夹片的相对面平行，限位夹片与端封板之间设有弹簧。
5.作为本实用新型的进一步改进，限位棒与限位夹片的相对面设有锯齿。
6.作为本实用新型的进一步改进，端封板与限位筒可拆卸连接。
7.作为本实用新型的进一步改进，端封板通过螺栓与限位筒相连。
8.作为本实用新型的进一步改进，限位棒朝向限位筒的一端设有导向端头，导向端头由与限位棒连接的一端向朝向限位筒的一端外径逐渐减小。
9.作为本实用新型的进一步改进，夹片式限位机构设有多组且对称布置在上滑板两端。
10.作为本实用新型的进一步改进，上滑板与下滑板之间设有滑片，以减小摩阻力，有利于滑动。
11.作为本实用新型的进一步改进，桥墩上设有安装槽，所述下滑板连接在安装槽底部，上滑板位于安装槽内腔，限位筒连接在安装槽侧壁。
12.作为本实用新型的进一步改进，上滑板侧部与安装槽内侧壁之间设有滑板侧滑条。
13.作为本实用新型的进一步改进，上滑板与梁体之间通过锚固套筒连接，下滑板与桥墩之间通过锚固套筒连接。
14.本实用新型的有益效果是：本实用新型通过合理设计滑动副的水平位移，可以实现正常使用状态下承载能力与地震作用下梁体、桥墩协同受力的限位滑动锁定双重功能。地震时，梁体发生水平位移，下滑板以及上滑板之间通过有限滑动后，限位棒能够通过水平顶进限位筒完成梁体和桥墩的固定，共同承担地震荷载。本实用新型结构简单巧妙，实用可靠，造价与维护成本低，具有很好的推广应用价值，适用于各种有抗震设防需求的桥梁工程。
附图说明
15.图1是本实用新型的结构示意图；
16.图2是本实用新型中夹片式限位机构的结构示意图；
17.图3是图1的侧视图；
18.图4是本实用新型中桥墩的平面示意图。
19.图中：1-限位棒；2-限位筒；3-限位夹片；4-弹簧；5-锚固套筒；6-桥墩；7-梁体；8-滑板侧滑条；9-滑片；10-下滑板；11-上滑板；13-滑槽；14-端封板；15-锯齿；16-导向端头；17-安装槽。
具体实施方式
20.以下结合附图对本实用新型进行详细说明。
21.如图1-4所示，一种桥梁用具有限位滑动锁定功能的夹片式限位支承系统，包括上滑板11、下滑板10和夹片式限位机构，上滑板11与桥梁的梁体7相连，下滑板10与桥墩6相连，上滑板11和下滑板10相对设置且可相对滑动；夹片式限位机构包括限位筒2和限位棒1，限位棒1与上滑板11端部相连，限位筒2与桥墩6相连，限位筒2一端设有端封板14，限位棒1可由限位筒2另一端伸入限位筒2内，限位棒1与限位筒2同轴且轴线水平，限位筒2内腔呈喇叭状，限位筒2内腔大头端朝向端封板14，限位筒2内壁设有位置相对的滑槽13，滑槽13内滑动连接有限位夹片3，位置相对的限位夹片3的相对面平行，限位夹片3与端封板14之间设有弹簧4。
22.限位棒1与限位夹片3的相对面设有锯齿15。
23.端封板14与限位筒2可拆卸连接。端封板14通过螺栓与限位筒2相连。
24.限位棒1朝向限位筒2的一端设有导向端头16，导向端头16由与限位棒1连接的一端向朝向限位筒2的一端外径逐渐减小。
25.夹片式限位机构设有多组且对称布置在上滑板11两端。
26.上滑板11与下滑板10之间设有滑片9，滑片9与下滑板10连接。
27.桥墩6上设有安装槽17，下滑板10连接在安装槽17底部，上滑板11位于安装槽17内腔，限位筒2连接在安装槽17侧壁。滑板11侧部与安装槽17内侧壁之间设有滑板侧滑条8。
28.上滑板11与梁体7之间通过锚固套筒5连接，下滑板10与桥墩6之间通过锚固套筒5连接。
29.本实用新型采用钢材制作。
30.本实用新型安装时包括以下步骤：
31.a、在绑扎桥墩6钢筋时，定位安装下滑板10并埋设限位筒2，预留安装槽17，浇筑桥墩6混凝土进行养护；
32.b、在下滑板10上安装滑片9并涂抹硅脂等润滑剂，在安装槽17侧壁安装滑板侧滑条8，在滑片9上安装上滑板11；
33.c、在绑扎梁体7钢筋时注意对上滑板11的固定，保证上滑板11位置准确，使限位棒1限位筒2位置相对，再浇筑梁体7混凝土进行养护；
34.d、安装限位夹片3及弹簧4，固定端封板14。
35.实施例1、
36.桥墩6截面尺寸为200cm
×
200cm，下滑板10尺寸为100cm
×
80cm，上滑板11尺寸为84cm
×
79.6cm，在滑动方向上滑板11的最大滑动位移是8cm，限位棒1自由滑动位移设定为3.5cm，保证在滑动过程中上滑板11端部不会碰撞到安装槽17内侧壁。桥墩6混凝土标号为c40。
37.本实用新型既能满足桥梁结构在正常使用下的功能要求，又解决了在地震作用下梁体和桥墩协同受力的限位滑动锁定问题。在桥梁正常使用状态下允许因温度等引起的滑动，在地震作用下实现非固结墩转变为固结墩达到多个桥墩共同参与受力的目的。
38.在正常使用状态下，限位夹片3被弹簧4推向限位筒2的小头端，位置相对的限位夹片3之间的净距小于限位棒1的外径，限位棒1端部的导向端头16可以顶着限位夹片3发生小位移的运动，满足梁体7在温度和汽车制动力作用下产生的水平滑动。
39.在地震作用下，梁体7的水平位移较大，此时限位棒1滑动会明显挤压位置相对的限位夹片3，迫使限位夹片3沿着滑槽13向限位筒2的大头端运动，限位夹片3间距逐渐增大，直至可以容纳限位棒1，限位棒1插入限位夹片3间隙，在弹簧4的推力作用下，限位夹片3将限位棒1夹紧，限位棒1无法退回，从而实现梁体7和桥墩6固定，共同承担地震荷载。限位棒1与限位夹片3的相对面设有锯齿15，以增加夹持力。
40.震后可通过拆卸端封板14，放松弹簧4和限位夹片3，再进行限位棒1的复位和检修维护，重新安装限位夹片3，让支承系统恢复至正常使用状态，以适用于梁体在温度和汽车制动力作用下产生的水平位移。
41.本实用新型基于可恢复功能和可修复的韧性桥梁理念，这是国内外正在发展的高
性能桥梁结构新理念和新型结构体系，也是未来韧性桥梁工程防灾的重要发展方向。