一种用于桥梁设计的防震缓冲装置及防震方法

技术领域

本发明涉及桥梁建筑技术领域，具体为一种用于桥梁设计的防震缓冲装置。

背景技术

桥梁一般指架设在江河湖海上，使车辆行人等能顺利通行的构筑物，为适应现代高速发展的交通行业，桥梁亦引申为跨越山涧、不良地质或满足其他交通需要而架设的使通行更加便捷的建筑物，桥梁在使用承载过程中，容易受到震动的影响，因此，在设计和建造桥梁时，通常会在桥墩和桥梁之间设置防震缓冲装置，用于对桥梁受到的震动力进行缓冲减震。

防震缓冲装置结构比较单一，通常只是对桥梁受到的震动力进行一级防震缓冲，并且还需要倚靠装置材料的强度，强行去承受外力进行单向防震，进而导致对桥梁的防震缓冲效果不佳，桥梁长期受到震动时容易损坏，降低了桥梁的使用寿命。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于桥梁设计的防震缓冲装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种用于桥梁设计的防震缓冲装置，包括桥墩及通过安装座架设在桥墩上的两个相互对称设置的桥梁本体，两个所述桥梁本体之间的桥梁伸缩缝通过橡胶条进行填充，还包括设置在桥墩上用于对桥梁本体进行缓震的缓震机构；

所述缓震机构包括通过螺栓连接在桥墩上的底座，所述底座上设有安装箱，所述安装箱上滑动连接有连接板，所述连接板位于安装箱外部的一端设有安装板，所述安装板的另一侧通过连接机构与桥梁本体相连接，所述连接板位于安装箱内部的一端设有缓震板，所述缓震板的另一侧设有多个第一弹簧，各个所述第一弹簧的另一端与安装箱的侧壁相连接，所述安装箱上设有用于对第一弹簧的复位速度进行限速的限速机构。

优选的，所述连接机构包括固定连接在安装板上的连接管，所述连接管的另一端开设有弧形槽，所述弧形槽上转动连接有转动球，所述转动球的侧壁上设有连接杆，所述连接杆的另一端与桥梁本体相连接。

优选的，所述限速机构包括固定连接在安装箱侧壁上的U型板，所述U型板上固定连接有两个相互对称设置的固定板，两个所述固定板之间转动连接有转动杆，所述转动杆的侧壁上设有齿轮，所述U型板的侧壁上滑动连接有滑动板，所述滑动板上通过伸缩组件连接有操作板，所述操作板上设有多个限速齿，各个所述限速齿与齿轮相互啮合设置，各个所述限速齿远离U型板的一侧开设有斜面。

优选的，所述伸缩组件包括开设在滑动板上的安装槽，所述安装槽的底壁上设有两个相互对称设置的伸缩管，两个所述伸缩管上滑动连接有伸缩杆，两个所述伸缩杆的一端与操作板相连接，两个所述伸缩管上套设有第二弹簧，两个所述第二弹簧的两端分别与安装槽的底壁及操作板相连接。

优选的，所述安装箱上设有用于对滑动板进行驱动的驱动机构，所述驱动机构包括固定连接在安装箱侧壁上的驱动管，所述驱动管上滑动连接有驱动杆，所述驱动杆位于驱动管内部的一端设有活塞板，所述驱动管的另一端与滑动板相连接。

优选的，所述驱动杆上设有便于活塞板进行复位的复位机构，所述复位机构包括套设在驱动杆上的复位板，所述复位板的一端设有第三弹簧，所述第三弹簧的另一端与活塞板相连接。

优选的，所述固定板上设有用于加大齿轮转动摩擦力的摩擦机构，所述摩擦机构包括转动连接在固定板侧壁上的转动环，所述转动杆的一端贯穿固定板设置，并与转动环相连接，所述转动环的侧壁上转动连接有多个摩擦管，各个所述摩擦管上滑动连接有摩擦杆，各个所述摩擦杆相互远离的一端设有摩擦球，各个所述摩擦管的底壁上设有第四弹簧，各个所述第四弹簧的另一端与摩擦管相连接，所述固定板上设有固定环，所述固定环与转动环同心设置，各个所述摩擦球在固定环的内壁上进行滑动。

优选的，所述安装箱上设有进气管，所述进气管内设有第一单向阀，所述第一单向阀的导通方向为安装箱的外部至内部。

优选的，所述安装箱上设有用于对橡胶条表面上的杂物进行清理的清理机构，所述清理机构包括固定连接在安装箱上的出气管，所述出气管的另一端设有波纹管，所述波纹管的另一端设有多个清理管，所述橡胶条上开设有多个出气口，各个所述出气口上设有过滤板，各个所述清理管与出气口相连接，所述出气管内设有第二单向阀，所述第二单向阀的导通方向与第一单向阀的导通方向相反设置。

一种用于桥梁设计的防震方法，包括以下步骤：

S1：当桥梁本体受到震动时，通过连接机构推动缓震板向安装箱内滑动，在缓震板在安装箱内滑动的过程中，将对第一弹簧进行压缩，使得第一弹簧受力变形，形成弹力，依靠第一弹簧的弹性力对桥梁本体进行第一层缓冲；

S2：在缓震板在安装箱内滑动的过程中，在限速齿上的斜面与齿轮相互作用力及伸缩管和伸缩杆的导向作用下，将推动限速齿向安装槽内移动，从而使得在活塞板远离安装箱移动的过程中，不会带动齿轮转动；

S3：当第一弹簧进行弹性复位时，将带动缓震板向上移动，在气体压力的作用下，带动滑动板上的限速齿同步进行移动，从而带动转动环上的摩擦球进行转动；

S4：摩擦球转动的过程中，在离心力的作用下，将使得摩擦球在固定环的内壁上进行摩擦转动，从而加大了限速齿与齿轮之间的啮合摩擦力，使第一弹簧缓慢的进行弹性复位，从而减小了第一弹簧在复位过程中对桥梁本体的弹性冲击力，形成了对桥梁本体的第二层缓冲防护；

S5：在缓震板向下运动的过程中，缓震板将会对进入到安装箱内的气体进行挤压，受到挤压的气体，通过清理管流向橡胶条上的出气口处，从而将附着在橡胶条上的杂物进行了清理。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)、该种用于桥梁设计的防震缓冲装置，通过缓震机构的设置，在限速机构的限速作用下，通过两层缓冲防护，对桥梁本体起到更佳的缓震效果，使得桥梁本体在受力震动的情况下，减小位移的幅度，从而提高了桥梁本体的使用寿命。

(2)、该种用于桥梁设计的防震缓冲装置，通过清理机构的设置，将附着在橡胶条上的杂物进行了清理，有效防止了橡胶条的损坏，延缓了橡胶条的老化速度，保障了橡胶条的正常使用寿命，避免了雨雪进入伸缩缝发生水毁或冻胀等安全隐患。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明中缓震机构和清理机构的结构示意图；

图3为本发明中缓震机构的内部结构示意图；

图4为本发明中连接机构的结构示意图；

图5为图3中A处放大图；

图6为图5中B处放大图。

图中：101、桥墩；102、安装座；103、桥梁本体；104、橡胶条；2、缓震机构；201、底座；202、安装箱；203、连接板；204、安装板；205、缓震板；206、第一弹簧；3、连接机构；301、连接管；302、弧形槽；303、转动球；304、连接杆；4、限速机构；401、U型板；402、固定板；403、转动杆；404、齿轮；405、滑动板；406、限速齿；407、斜面；5、驱动机构；501、驱动管；502、驱动杆；6、复位机构；601、复位板；602、第三弹簧；7、摩擦机构；701、转动环；702、摩擦管；703、摩擦球；704、固定环；8、进气管；9、清理机构；901、出气管；902、波纹管；903、清理管；904、出气口。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-3，本发明提供一种技术方案：一种用于桥梁设计的防震缓冲装置，包括桥墩101及通过安装座102架设在桥墩101上的两个相互对称设置的桥梁本体103，两个桥梁本体103之间的桥梁伸缩缝通过橡胶条104进行填充，还包括设置在桥墩101上用于对桥梁本体103进行缓震的缓震机构2；

缓震机构2包括通过螺栓连接在桥墩101上的底座201，底座201上设有安装箱202，安装箱202上滑动连接有连接板203，连接板203位于安装箱202外部的一端设有安装板204，安装板204的另一侧通过连接机构3与桥梁本体103相连接，连接板203位于安装箱202内部的一端设有缓震板205，缓震板205的另一侧设有多个第一弹簧206，各个第一弹簧206的另一端与安装箱202的侧壁相连接，安装箱202上设有用于对第一弹簧206的复位速度进行限速的限速机构4；

此处需要说明的是：缓震机构2设置有两个，两个缓震机构2关于安装座102对称设置。

此处需要说明的是：通过缓震机构2的设置，在限速机构4的限速作用下，通过两层缓冲防护，对桥梁本体103起到更佳的缓震效果，使得桥梁本体103在受力震动的情况下，减小位移的幅度，从而提高了桥梁本体103的使用寿命。

请参阅图3-4，连接机构3包括固定连接在安装板204上的连接管301，连接管301的另一端开设有弧形槽302，弧形槽302上转动连接有转动球303，转动球303的侧壁上设有连接杆304，连接杆304的另一端与桥梁本体103相连接；

此处需要说明的是：通过连接机构3的设置，便于将缓震机构2与桥梁本体103进行相连接。

请参阅图5-6，限速机构4包括固定连接在安装箱202侧壁上的U型板401，U型板401上固定连接有两个相互对称设置的固定板402，两个固定板402之间转动连接有转动杆403，转动杆403的侧壁上设有齿轮404，U型板401的侧壁上滑动连接有滑动板405，滑动板405上通过伸缩组件连接有操作板，操作板上设有多个限速齿406，各个限速齿406与齿轮404相互啮合设置，各个限速齿406远离U型板401的一侧开设有斜面407；

此处需要说明的是：通过限速机构4的设置，使第一弹簧206缓慢的进行弹性复位，从而减小了第一弹簧206在复位过程中对桥梁本体103的弹性冲击力，形成了对桥梁本体103的第二层缓冲防护。

请参阅图5，伸缩组件包括开设在滑动板405上的安装槽，安装槽的底壁上设有两个相互对称设置的伸缩管，两个伸缩管上滑动连接有伸缩杆，两个伸缩杆的一端与操作板相连接，两个伸缩管上套设有第二弹簧，两个第二弹簧的两端分别与安装槽的底壁及操作板相连接；

此处需要说明的是：通过伸缩组件的设置，使得在活塞板远离安装箱202移动的过程中，不会带动齿轮404转动。

请参阅图5，安装箱202上设有用于对滑动板405进行驱动的驱动机构5，驱动机构5包括固定连接在安装箱202侧壁上的驱动管501，驱动管501上滑动连接有驱动杆502，驱动杆502位于驱动管501内部的一端设有活塞板，驱动管501的另一端与滑动板405相连接；

此处需要说明的是：通过驱动机构5的设置，在缓震板205在安装箱202内滑动的过程中，将会对安装箱202内的气体进行压缩，使得气体被挤压至驱动管501内，进一步的将推动活塞板远离安装箱202进行移动，在活塞板远离安装箱202移动的过程中，将推动驱动杆502一端的滑动板405同步进行移动。

请参阅图5，驱动杆502上设有便于活塞板进行复位的复位机构6，复位机构6包括套设在驱动杆502上的复位板601，复位板601的一端设有第三弹簧602，第三弹簧602的另一端与活塞板相连接；

此处需要说明的是：通过复位机构6的设置，便于带动活塞板靠近安装箱202进行移动。

请参阅图5-6，固定板402上设有用于加大齿轮404转动摩擦力的摩擦机构7，摩擦机构7包括转动连接在固定板402侧壁上的转动环701，转动杆403的一端贯穿固定板402设置，并与转动环701相连接，转动环701的侧壁上转动连接有多个摩擦管702，各个摩擦管702上滑动连接有摩擦杆，各个摩擦杆相互远离的一端设有摩擦球703，各个摩擦管702的底壁上设有第四弹簧，各个第四弹簧的另一端与摩擦管702相连接，固定板402上设有固定环704，固定环704与转动环701同心设置，各个摩擦球703在固定环704的内壁上进行滑动；

此处需要说明的是：通过摩擦机构7的设置，加大了限速齿406与齿轮404之间的啮合摩擦力，使得驱动杆502一端的活塞板缓慢向安装箱202运动，进一步的使第一弹簧206缓慢的进行弹性复位。

请参阅图2-3，安装箱202上设有进气管8，进气管8内设有第一单向阀，第一单向阀的导通方向为安装箱202的外部至内部；

此处需要说明的是：通过进气管8的设置，在缓震板205向下运动的过程中，通过进气管8使得外部气体进入到安装箱202内。

请参阅图2-3，安装箱202上设有用于对橡胶条104表面上的杂物进行清理的清理机构9，清理机构9包括固定连接在安装箱202上的出气管901，出气管901的另一端设有波纹管902，波纹管902的另一端设有多个清理管903，橡胶条104上开设有多个出气口904，各个出气口904上设有过滤板，各个清理管903与出气口904相连接，出气管901内设有第二单向阀，第二单向阀的导通方向与第一单向阀的导通方向相反设置；

此处需要说明的是：通过清理机构9的设置，将附着在橡胶条104上的杂物进行了清理，有效防止了橡胶条104的损坏，延缓了橡胶条104的老化速度，保障了橡胶条104的正常使用寿命，避免了雨雪进入伸缩缝发生水毁或冻胀等安全隐患。

一种用于桥梁设计的防震方法，包括以下步骤：

S1：当桥梁本体103受到震动时，通过连接机构3推动缓震板205向安装箱202内滑动，在缓震板205在安装箱202内滑动的过程中，将对第一弹簧206进行压缩，使得第一弹簧206受力变形，形成弹力，依靠第一弹簧206的弹性力对桥梁本体103进行第一层缓冲；

S2：在缓震板205在安装箱202内滑动的过程中，在限速齿406上的斜面407与齿轮404相互作用力及伸缩管和伸缩杆的导向作用下，将推动限速齿406向安装槽内移动，从而使得在活塞板远离安装箱202移动的过程中，不会带动齿轮404转动；

S3：当第一弹簧206进行弹性复位时，将带动缓震板205向上移动，在气体压力的作用下，带动滑动板405上的限速齿406同步进行移动，从而带动转动环701上的摩擦球703进行转动；

S4：摩擦球703转动的过程中，在离心力的作用下，将使得摩擦球703在固定环704的内壁上进行摩擦转动，从而加大了限速齿406与齿轮404之间的啮合摩擦力，使第一弹簧206缓慢的进行弹性复位，从而减小了第一弹簧206在复位过程中对桥梁本体103的弹性冲击力，形成了对桥梁本体103的第二层缓冲防护；

S5：在缓震板205向下运动的过程中，缓震板205将会对进入到安装箱202内的气体进行挤压，受到挤压的气体，通过清理管903流向橡胶条104上的出气口904处，从而将附着在橡胶条104上的杂物进行了清理。

工作原理：在使用时，当桥梁本体103受到震动时，将会通过连接杆304带动转动球303向下移动，在转动球303向下移动的过程中，将带动连接板203一端的缓震板205向安装箱202内滑动，在缓震板205在安装箱202内滑动的过程中，将对第一弹簧206进行压缩，使得第一弹簧206受力变形，形成弹力，依靠第一弹簧206的弹性力对桥梁本体103进行第一层缓冲；

在缓震板205在安装箱202内滑动的过程中，将会对安装箱202内的气体进行压缩，使得气体被挤压至驱动管501内，进一步的将推动活塞板远离安装箱202进行移动，在活塞板远离安装箱202移动的过程中，将推动驱动杆502一端的滑动板405同步进行移动，在滑动板405移动的过程中，在限速齿406上的斜面407与齿轮404相互作用力及伸缩管和伸缩杆的导向作用下，将推动限速齿406向安装槽内移动，从而使得在活塞板远离安装箱202移动的过程中，不会带动齿轮404转动；

当第一弹簧206进行弹性复位时，将带动缓震板205向上移动，在缓震板205向上移动的过程中，在气体压力的作用下，将带动驱动管501内的活塞板靠近安装箱202运动，进一步的带动滑动板405上的限速齿406同步进行移动，在限速齿406与齿轮404相互啮合传动的作用下，将带动转动杆403进行转动，在转动杆403转动的过程中，将带动转动环701上的摩擦球703进行转动，在离心力的作用下，将使得摩擦球703在固定环704的内壁上进行摩擦转动，从而加大了转动杆403的转动摩擦力，进一步的加大了限速齿406与齿轮404之间的啮合摩擦力，使得驱动杆502一端的活塞板缓慢向安装箱202运动，进一步的使第一弹簧206缓慢的进行弹性复位，从而减小了第一弹簧206在复位过程中对桥梁本体103的弹性冲击力，形成了对桥梁本体103的第二层缓冲防护，通过两层缓冲防护，对桥梁本体103起到更佳的缓震效果，使得桥梁本体103在受力震动的情况下，减小位移的幅度，从而提高了桥梁本体103的使用寿命；

在缓震板205向下运动的过程中，通过进气管8使得外部气体进入到安装箱202内，当缓震板205向上运动的过程中，缓震板205将会对进入到安装箱202内的气体进行挤压，受到挤压的气体，将会从出气管901泄出，进一步的通过清理管903流向橡胶条104上的出气口904处，从而将附着在橡胶条104上的杂物进行了清理，有效防止了橡胶条104的损坏，延缓了橡胶条104的老化速度，保障了橡胶条104的正常使用寿命，避免了雨雪进入伸缩缝发生水毁或冻胀等安全隐患。