一种带谐振消除功能的桥梁

技术领域

本发明涉及桥梁技术领域，尤其是涉及一种带谐振消除功能的桥梁。

背景技术

大跨度斜拉桥由于质量轻、柔度大，因此在交通、风力等外部荷载的作用下极易发生较大的变形和振动，长期的振动易导致桥梁结构发生破坏，从而造成较大的安全隐患。

现在技术中，主要是通过在斜拉桥上设置阻尼减振器进行减振，阻尼减振器固定在桥面上，其一端通过第一活塞件与斜拉桥的拉索连接，但该结构中阻尼减振器占用空间较大，安装难度较大；其次，该减振器主要是抑制拉索的晃动，而对于桥梁本身而言，当大量交通荷载在桥面行驶时，会引起桥梁自身的振动，长时间作用下会导致桥梁内部结构发生损坏，影响桥梁的正常使用。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种带谐振消除功能的桥梁，旨在解决上述技术问题。

本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：

一种带谐振消除功能的桥梁，其特征在于，包括：

桥板；

桥墩；

多根拉索，设置在所述桥墩的上端与所述桥板之间；

第一缓冲部件，设置在所述桥板与所述拉索之间，所述第一缓冲部件包括内置有阻尼液的缸体以及与所述拉索连接的活塞组件，所述活塞组件可在所述缸体内轴向往复移动，使所述阻尼液在所述活塞组件的两端流动，所述活塞组件包括可相对运动的第一活塞件和第二活塞件，所述第一活塞件和第二活塞件之间设置有驱动件；

第二缓冲部件，设置在所述桥板的底部与所述桥墩的下横梁之间，所述第二缓冲部件与所述驱动件相连通，在所述桥板受下压力时，所述第二缓冲部件能够向所述驱动件输送液压流体，以驱使所述驱动件带动所述第一活塞件和第二活塞件相对运动，以对所述拉索施加拉紧力。

在一些实施例中，所述第二缓冲部件包括：

支撑座，安装在所述桥墩的下横梁上，所述支撑座内具有容置液压流体的腔体；

活塞板，可滑动地抵接于所述支撑座的内壁，所述活塞板支撑于所述桥板的底面；

油路管，连通所述腔体与所述驱动件。

在一些实施例中，所述活塞组件将所述缸体分隔成上腔室和下腔室，所述缸体上设有连通所述上腔室和下腔室的流体通道；

在所述活塞组件往复移动时，所述阻尼液通过所述流体通道在所述上腔室和下腔室之间流动。

在一些实施例中，所述第一缓冲部件还包括设置所述上腔室内的隔离部件，所述隔离部件间隔设置在所述第二活塞件的上方，所述隔离部件包括：

隔板，与所述缸体连接，所述隔板上设有通油孔；

单向阀板，设置在所述隔板靠近所述第二活塞件的底面，所述单向阀板能够在所述阻尼液的作用下产生弹性形变，以开闭部分所述通油孔。

在一些实施例中，所述第一缓冲部件还包括调节部件，所述调节部件包括：

调节阀板，设置在所述隔板上；

驱动电机，与所述调节阀板连接，用于驱动所述调节阀板转动，以调节所述通油孔的大小。

在一些实施例中，所述第一缓冲部件还包括：

限位座，设置在所述缸体内，所述限位座位于所述第二活塞件的上方，用于限制所述第二活塞件的移动位置；

弹性件，设置在所述限位座内，所述弹性件一端与所述限位座连接，另一端与所述第二活塞件连接。

在一些实施例中，所述第一活塞件包括：

活塞阀，与所述缸体的内壁滑动连接；

活塞杆，设置在所述活塞阀上，所述活塞杆的另一端穿过所述第二活塞件并延伸至所述缸体外，所述拉索设置在所述活塞杆上。

在一些实施例中，驱动件包括：

活塞缸，其内设有活塞腔，底部设有连通所述活塞腔与所述油路管的通孔；

微调活塞，可滑动地设置在所述活塞腔内。

在一些实施例中，所述驱动件设有多组，所述油路管与所述驱动件之间还设有分流件，所述分流件包括：

主体部，设置在所述缸体内且位于所述第一活塞件的下方，所述主体部内设有空腔；

输送管，设置在所述主体部上，所述输送管另一端延伸至所述缸体外，用于连通所述空腔与所述油路管；

多个分流管，连通所述空腔与各所述活塞缸。

在一些实施例中，所述桥板相对两侧均设有安装座，所述缸体上设有与所述安装座连接的连接座。

本发明具有的有益效果是：

本发明的带谐振消除功能的桥梁，通过设置在桥板与拉索之间的第一缓冲部件，在桥板发生振动时，活塞组件能够随着拉索的拉紧和松弛而沿缸体的轴向往复移动，缸体内的阻尼液在活塞组件的两端来回流动以形成阻尼力，从而使桥板振动时产生的能量被吸收，实现抑制桥梁振动的目的。通过设置在桥板的底部与桥墩的下横梁之间的第二缓冲部件，当多台车辆行驶在桥面时，第二缓冲部件内的液压流体能够输送至第一缓冲部件内的驱动件，以驱使第一活塞件和第二活塞件相对运动，以对拉索施加拉紧力，使桥板在竖直方向的受力相互抵消，减小桥板的振动，提高桥梁整体的稳定性。因此，本申请带谐振消除功能的桥梁不仅施工方便，而且通过设置两个缓冲部件不仅能够吸收桥板大幅度振动时产生的能量，还能够抵消车辆快速驶过桥面时对桥板产生的作用力，实现抑制桥梁振动的目的，从而提高桥梁整体的稳定性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施方案或现有技术中的技术方案，下面将对实施方案或现有技术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发明的一些实施方案，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施方式的带谐振消除功能的桥梁立体结构示意图；

图2为本发明实施方式的带谐振消除功能的桥梁另一角度立体结构示意图；

图3为本发明实施方式的带谐振消除功能的桥梁剖视图；

图4为图3中A局部放大图；

图5为本发明实施方式的带谐振消除功能的桥梁立体结构示意图(隐藏桥板、桥墩和安装座)；

图6为本发明实施方式的带谐振消除功能的桥梁中第一缓冲部件立体结构示意图；

图7为本发明实施方式的带谐振消除功能的桥梁中第一缓冲部件剖视图；

图8为本发明实施方式的带谐振消除功能的桥梁中第一缓冲部件立体结构示意图(隐藏缸体)；

图9为图8另一角度立体结构示意图；

图10为本发明实施方式的带谐振消除功能的桥梁中调节阀板立体结构示意图。

附图标记

10-桥板；

20-桥墩；

30-拉索；

40-第一缓冲部件；41-缸体；411-上腔室；412-下腔室；413-流体通道；414-连接座；42-第一活塞件；421-活塞阀；422-活塞杆；43-第二活塞件；44-驱动件；441-活塞缸；442-微调活塞；45-隔离部件；451-隔板；4511-通油孔；452-单向阀板；46-调节部件；461-调节阀板；4611-齿部；462-驱动电机；47-限位座；48-弹性件；49-分流件；491-主体部；492-输送管；493-分流管。

50-第二缓冲部件；51-支撑座；52-活塞板；53-油路管；

60-安装座。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本发明的保护范围有任何的限制作用。

应注意到：相似的标号在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请参见图1至图10所示，该带谐振消除功能的桥梁，包括桥板10、桥墩20、拉索30、第一缓冲部件40和第二缓冲部件50。

桥板10为钢筋混凝土结构。

桥墩20也为钢筋混凝土结构，其可以包括两根相对设置的立柱以及设置在两根立柱之间的横梁，横梁包括设置在立柱顶部的上横梁以及设置在立柱中部并用于支承桥板10的下横梁。

拉索30设置有多根，多根拉索30的一端固定在桥墩20的上端，另一端沿桥板10的延伸方向间隔设置，用于将桥板10与桥墩20连接。

第一缓冲部件40设置在桥板10与拉索30之间，第一缓冲部件40包括缸体41和活塞组件，缸体41内部容置有阻尼液，活塞组件与拉索30连接，活塞组件至少部分设置在缸体41内，并能够沿着缸体41的轴向往复移动，使阻尼液在活塞组件的两端来回流动并产生阻尼力，从而实现抑制拉索30振动的目的。活塞组件包括可相对运动的第一活塞件42和第二活塞件43，第一活塞件42和第二活塞件43可以上下间隔设置，且第一活塞件42和第二活塞件43之间设置有用于驱动两者相对运动的驱动件44。

第二缓冲部件50设置在桥板10的底部与桥墩20的下横梁之间，第二缓冲部件50与驱动件44相连通，第二缓冲部件50可为液压支撑装置，其内容置有液压流体。在桥板10受下压力时，比如当多台车辆在桥面依次通过时，对桥板10产生下压力，使桥板10向下运动，从而挤压第二缓冲部件50，使其内部的液压流体向驱动件44流入，进而驱使驱动件44带动第一活塞件42和第二活塞件43相对运动，以对拉索30施加拉紧力，从而抵消桥板10在其运动趋势的方向所受的力，使桥板10沿其运动趋势的方向处于受力平衡状态，从而减小因交通荷载引起的桥面振动，提高桥梁结构的稳定性。

本实施例中，通过设置在桥板10与拉索30之间的第一缓冲部件40，在桥板10发生振动时，活塞组件能够随着拉索30的拉紧和松弛而沿缸体41的轴向往复移动，缸体41内的阻尼液在活塞组件的两端来回流动以形成阻尼力，从而使桥板10振动时产生的能量被吸收，实现抑制桥梁振动的目的。通过设置在桥板10的底部与桥墩20的下横梁之间的第二缓冲部件50，当多台车辆行驶在桥面时，第二缓冲部件50内的液压流体能够输送至第一缓冲部件40内的驱动件44，以驱使第一活塞件42和第二活塞件43相对运动，以对拉索30施加拉紧力，使桥板10在竖直方向的受力相互抵消，减小桥板10的振动，提高桥梁整体的稳定性。因此，本申请带谐振消除功能的桥梁不仅施工方便，而且通过设置两个缓冲部件不仅能够吸收桥板10大幅度振动时产生的能量，还能够抵消车辆快速驶过桥面时对桥板10产生的作用力，实现抑制桥梁振动的目的，从而提高桥梁整体的稳定性。

在本申请的一些实施例中，请参见图1和图2，在桥板10桥面相对两侧均设有安装座60，安装座60沿桥板10的长度方向设置，缸体41上设有连接座414，连接座414一端可以与安装座60铰接连接。

请参见图7，在本申请的一些实施例中，缸体41内部具有封闭的容纳腔，活塞组件至少部分设置在缸体41内，并将缸体41的容纳腔分隔成上腔室411和下腔室412，缸体41的两端分别设有连通上腔腔411的第一开孔和连通下腔室412的第二开孔，缸体41上设有连通第一开孔和第二开孔的流体通道413，在活塞组件往复移动时，阻尼液通过流体通道413在上腔室411和下腔室412之间流动。

具体地，在拉索30处于松弛状态时，活塞组件会拉着拉索30朝桥板10的方向运动，并逐渐压缩下腔室412的体积，使下腔室412内的阻尼液通过流体通道413进入到上腔室411内；在拉索30处于拉紧状态时，活塞组件被拉索30拉动朝背离桥板10的方向运动，并逐渐压缩上腔室411的体积，使上腔室411内的阻尼液通过流体通道413进入到下腔室412内。

在本申请的一些实施例中，第一活塞件42可以包括活塞阀421和活塞杆422。活塞阀421设置在缸体41内，并与缸体41的内壁滑动连接，活塞杆422设置在活塞阀421上，活塞杆422的另一端延伸至缸体41外并与缸体41的开口端密封连接。第二活塞件43与缸体41的内壁滑动连接且套设在活塞杆422外部，拉索30与活塞杆422固定连接。

进一步地，在本申请的一些实施例中，如图7和图9所示，第一缓冲部件40还包括设置上腔室411内的隔离部件45，隔离部件45间隔设置在第二活塞件43的上方，隔离部件45包括隔板451和单向阀板452。隔板451与缸体41固定连接，隔板451上设有通油孔4511，通油孔4511的数量可以为多个，示例性的，通油孔4511的数量为四个，四个通油孔4511呈圆周阵列分布在隔板451上。单向阀板452设置在隔板451靠近第二活塞件43的底面，单向阀板452可为弹性件，其形状可以为长方形，单向阀板452沿隔板451的中部径向设置，用于遮挡部分通油孔4511。当拉索30处于松弛状态时，活塞组件拉着拉索30朝桥板10的方向运动，下腔室412内的阻尼液通过流体通道413后，进入隔离部件45的上方，并对单向阀板452产生向下的作用力，使单向阀板452产生弹性形变，从而将部分被封闭的通油孔4511打开，使阻尼液通过四个通油孔4511进入上腔室411内，实现快速拉紧拉索30，避免桥板10晃动。当拉索30处于拉紧状态时，活塞组件朝背离桥板10的方向运动，此时部分通油孔4511被单向阀板452封闭，从而对阻尼液产生阻力作用，使得阻尼液不会快速进入下腔室412内，这样能够对桥板10产生阻尼作用，避免桥板10短时间内快速向上运动，从而实现减振的目的。

进一步地，在本申请的一些实施例中，如图7和图8所示，第一缓冲部件40还包括调节部件46，调节部件46包括调节阀板461和驱动电机462。

具体地，参见图8和图10，调节阀板461与隔板451大小形状相适配，调节阀板461设置在隔板451上，并能够相对隔板451转动，调节阀板461上设有使通油孔4511外露的缺口部。驱动电机462可以固定在缸体41上，其输出端与调节阀板461连接，用于驱动调节阀板461转动，以遮挡通油孔4511，进而调节阻尼液流量大小，实现调节阻尼大小的目的。

其中，调节阀板461的周边设置有齿部4611，驱动电动462的输出端设有与齿部4611相啮合的齿轮，通过齿部4611与齿轮配合，能够驱动调节阀板461转动。

请参见图7，在本申请的一些实施例中，第一缓冲部件40还可以包括限位座47和弹性件48。限位座47设置在缸体41内且位于第二活塞件43的上方，用于限制第二活塞件43的移动位置。弹性件48设置在限位座47内，弹性件48为弹簧，其一端与限位座47连接，另一端与第二活塞件43连接。当拉索30向上拉紧时，活塞组件在拉索30的作用下向上运动，直至第二活塞件43的顶面抵接在限位座47的底面，此时弹性件48被压缩，拉索30处于绷紧的状态；当拉索30松弛时，弹性件48在自身弹力作用下向下伸长复位，并推动活塞组件向下运动将拉索30拉紧，实现减振目的。

请参见图4，在本申请的一些实施例中，第二缓冲部件50可以包括支撑座51、活塞板52和油路管53。支撑座51安装在桥墩20的下横梁上，支撑座51内部具有用于容置液压流体的腔体。活塞板52可滑动地抵接于支撑座51的内壁，活塞板52支撑于桥板10的底面。油路管53连通腔体与驱动件44。当多台车辆在桥板10上快速行驶时，会对桥板10产生下压力，从而向下挤压活塞板52，使活塞板52沿支撑座51的腔体向下移动，并逐渐压缩支撑座51内腔体积，这时支撑座51腔体内的液压流体会通过油路管53流向驱动件44，驱使驱动件44动作，此时由于第二活塞件43已被限位固定，因此驱动件44能够驱动第一活塞件42向下运动，以对拉索30施加拉紧力，从而抵消桥板10在其运动趋势的方向所受的力，减小因交通荷载引起的桥面振动，提高桥梁整体的稳定性。

在本申请的一些实施方式中，请参见图7和图9，驱动件44可以包括活塞缸441和微调活塞442。活塞缸441内设有活塞腔，底部设有连通活塞腔与油路管53的通孔，微调活塞442可滑动地设置在活塞腔内。当桥板10受下压力时，第二缓冲部件50内的液压流体会被输送至驱动件44，并通过活塞缸441底部的通孔进入活塞腔内，使微调活塞442伸长，从而驱动第一活塞件42向下运动，实现对拉索30的拉紧。

其中，驱动件44可设置多组，多组驱动件44周向均匀分布在第二活塞件43的底部。通过设置多组驱动件44能够驱动第一活塞件42稳步移动。油路管53与驱动件44之间还设有分流件49，分流件49可以包括主体部491、输送管492和分流管493。主体部491设置在缸体41内且位于第一活塞件42的下方，主体部491内设有空腔，输送管492设置在主体部491底部，输送管492的另一端延伸至缸体41外，输送管492连通空腔与油路管53，分流管493设置多个，多个分流管493与多组驱动件44一一对应设置，分流管493一端连通主体部491的空腔，另一端与对应的活塞缸441连通，这样第二缓冲部件50受下压力时，其内部的液压流体经油路管53、输送管492进入主体部491内，然后通过各分流管493分别注入对应的活塞缸441内，使各微调活塞442伸出，从而驱动第一活塞件42向下运动。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，由于文字表达的有限性，而客观上存在无限的具体结构，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进、润饰或变化，也可以将上述技术特征以适当的方式进行组合；这些改进润饰、变化或组合，或未经改进将发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均应视为本发明的保护范围。