一种公路桥梁防落梁限位装置

技术领域

本发明涉及桥梁技术领域，尤其涉及一种公路桥梁防落梁限位装置。

背景技术

桥梁指的是为道路跨越天然或人工障碍物而修建的建筑物，它架设在江河湖海上，使车辆行人等能顺利通行，桥梁一般由上部结构、下部结构和附属构造物组成，上部结构主要指桥跨结构和支座系统，下部结构包括桥台、桥墩和基础，桥体一般为预制结构，通过搭设的方式安装在桥墩上。

在桥梁所处环境出现强风或者地震时，在外力作用下，桥体会发生位移，当桥体的位移超过桥墩的搭接长度时，桥体的一端便会从桥墩上脱落发生落梁，传统的防落梁装置，一般是在桥体与桥墩之间设置连接杆或是防落梁缓冲链，在桥体发生位移时，对桥体进行拉扯，降低桥体发生落梁的风险，但是由于桥体的重量较大，仅仅依靠桥梁防落梁缓冲链对桥梁移动时产生的力进行缓冲可能效果不太理想，并且现有的防落梁缓冲链仅仅起到牵引作用，桥体位移后难以复位，当桥体长时间在强风作用下朝同一方向位移后，防落梁缓冲链长时间受力，较易损坏断裂，导致落梁的情况发生，造成严重的财产损失，存在较大的安全隐患。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中防落梁缓冲链对于桥梁防落梁效果较差，并且位移后的桥体难以复位存在安全的问题，而提出的一种公路桥梁防落梁限位装置。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种公路桥梁防落梁限位装置，包括固定设置于桥墩与桥体之间的多个防落梁缓冲链，在所述桥墩顶面可拆卸安装有两组并排设置的安装块，同一组的多个安装块线性阵列分布，所述安装块内开设有两个第一安装腔和两个第二安装腔，所述安装块上开设有竖直贯穿第一安装腔的插孔一和竖直贯穿第二安装腔的插孔二，所述插孔一内穿设有螺纹杆一，所述插孔二内穿设有螺纹杆二，两个所述螺纹杆一和两个螺纹杆二顶部连接有同一个支撑板，桥体端部搭设在所述支撑板上；

所述安装块上开设有水平贯穿设置的滑道，所述滑道与第一安装腔和第二安装腔相连通，在所述滑道内滑动设置有滑块，所述滑块与螺纹杆一和螺纹杆二传动连接，所述滑块与桥体之间通过活动连接机构连接。

优选地，所述第一安装腔内设有与螺纹杆一螺纹连接的轴套一，所述轴套一外壁固定套设有齿轮一，所述第二安装腔内设有与螺纹杆二螺纹连接的轴套二，所述轴套二外壁固定套设有齿轮二，所述滑块两侧壁均固定设置有齿条，所述齿轮一和齿轮二均与齿条啮合连接。

优选地，两个所述螺纹杆一和两个螺纹杆二分别位于滑块两侧，两个所述螺纹杆一和两个螺纹杆二上的螺纹螺旋方向相反，位于同一侧的所述螺纹杆一和螺纹杆二上的螺纹螺旋反向相同。

优选地，所述齿轮一的有效齿数多于齿轮二。

优选地，所述滑道内壁开设有限位槽，所述滑块外壁固定设置有与限位槽滑动连接的限位块。

优选地，桥墩顶面开设有多个与所述安装块形状一致的安装槽，所述安装槽内壁开设有两个对称设置的开口，所述开口与滑块对应。

优选地，所述支撑板底面固定设置有两组连接板一和两组连接板二，所述连接板一上开设有连接孔，所述连接板二上开设有与支撑板平行设置的滑口，所述螺纹杆一顶部固定设置有连接块一，所述连接块一侧壁固定设置有与连接孔转动连接的连接柱一，所述螺纹杆二顶部固定设置有连接块二，所述连接块二侧壁固定设置有连接柱二，所述连接柱二延伸入滑口内并与滑口内壁相抵。

优选地，所述活动连接机构包括垂直固定设置于桥体底面的抵压杆，所述滑块上开设有贯穿口，所述贯穿口内转动设置有抵压框，所述抵压杆插入抵压框内并与抵压框滑动连接。

优选地，所述第一安装腔和第二安装腔内底部均设有连接件，所述连接件包括上抵压盘、下抵压盘和多个滚珠，所述上抵压盘和下抵压盘相向的一面均开设有截面呈弧形的滚槽，多个所述滚珠位于滚槽内，所述轴套一和轴套二底端分别与上抵压盘相抵。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、本发明通过设置螺纹杆一、螺纹杆二和支撑板对桥体进行支撑，通过活动连接机构将桥体与滑块连接，可在桥体发生位移时带动滑块位移，通过滑块位移控制螺纹杆一和螺纹杆二的升降，在桥体向外位移时，控制螺纹杆一和螺纹杆二上升，将支撑杆顶高，使桥体呈倾斜状，使桥体在重力作用下，还产生斜向下的力，有利于桥体在车辆碾压震动和强风作用下复位，降低桥体发生落梁的风险，解决了现有技术中防落梁缓冲链对于桥梁防落梁效果较差，并且位移后的桥体难以复位存在安全的问题。

2、本发明通过设置齿轮一和齿轮二，且齿轮一的有效齿数多于齿轮二，因此在滑块带动齿条驱动齿轮一和齿轮二时，齿轮一的转动速度壁齿轮二更慢，因此位于内侧的齿轮二驱动螺纹杆二位移的距离更大，使螺纹杆一和螺纹杆二之间形成高度差，有利于支撑板随着桥体倾斜角度变化同步进行角度变化，有利于支撑板对桥体稳定支撑。

附图说明

图1为本发明提出的一种公路桥梁防落梁限位装置的整体结构示意图；

图2为本发明提出的一种公路桥梁防落梁限位装置桥体与桥墩连接处的结构示意图；

图3为本发明提出的一种公路桥梁防落梁限位装置中安装块内部零件的爆炸的结构示意图；

图4为本发明提出的一种公路桥梁防落梁限位装置中安装块的剖视结构示意图；

图5为本发明提出的一种公路桥梁防落梁限位装置桥体水平状态的受力分析示意图；

图6为本发明提出的一种公路桥梁防落梁限位装置桥体倾斜状态的受力分析示意图；

图7为本发明提出的一种公路桥梁防落梁限位装置中支撑板不同状态下的结构示意图；

图8为本发明提出的一种公路桥梁防落梁限位装置中连接件的结构示意图。

图中：1、桥墩；2、桥体；3、防落梁缓冲链；4、安装块；5、螺纹杆一；6、螺纹杆二；7、滑道；8、滑块；9、支撑板；10、轴套二；11、齿轮一；12、齿轮二；13、齿条；14、限位槽；15、限位块；16、滑口；17、抵压杆；18、抵压框；19、轴套一；20、上抵压盘；21、下抵压盘；22、滚珠；23、滚槽。

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。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“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，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。

参照图1-2，一种公路桥梁防落梁限位装置，包括固定设置于桥墩1与桥体2之间的多个防落梁缓冲链3，桥体2搭设在两个桥墩1之间，桥体2处于两个桥墩1的中间位置，并且防落梁缓冲链3处于松弛状态，桥体2在强风作用下发生偏移，受到拉扯的防落梁缓冲链3伸直逐渐紧绷，防落梁缓冲链3可对桥体2施加拉力，在桥体2发生位移时，对桥体2进行牵扯缓冲，降低桥体2从桥墩1上脱落的风险，在桥墩1顶面可拆卸安装有两组并排设置的安装块4，同一组的多个安装块4线性阵列分布，同一组的多个安装块4之间的连线与桥体2端面平行，两组安装块4分别对应两个桥体2。

桥墩1顶面呈凹型设置，桥体2搭设在桥墩1上，与桥墩1顶面的凹陷处卡合，对桥体2进行宽度方向的限位，降低不同方向的风使桥体2出现横向位置的风险。

参照图1，桥墩1顶面开设有多个与安装块4形状一致的安装槽，将安装块4放置在安装槽内，即可使安装块4保持稳定。

参照图3-4，安装块4内开设有两个第一安装腔和两个第二安装腔，第一安装腔和第二安装腔均为垂直设置的柱状腔体，安装块4上开设有竖直贯穿第一安装腔的插孔一和竖直贯穿第二安装腔的插孔二，插孔一内穿设有螺纹杆一5，螺纹杆一5可在穿孔一内轴向运动，插孔二内穿设有螺纹杆二6，螺纹杆二6可在穿孔二内轴向运动，两个螺纹杆一5和两个螺纹杆二6顶部连接有同一个支撑板9，桥体2端部搭设在支撑板9上，支撑板9对桥体2起到支撑的作用。

参照图5-6，桥体2两端位于相邻的两个桥墩1上，并通过支撑板9进行支撑，在初始状态下，桥体2保持水平，桥体2在非外力作用下只受到垂直向下的重力，桥墩1对桥体2存在垂直向上的支撑力，因此桥体2不易发生偏斜，在桥体2发生位移时，通过控制螺纹杆一5和螺纹杆二6的上下运动，使支撑桥体2的两个支撑板9之间形成高度差，使桥体2形成倾斜的状态，倾斜状态下的桥体2受自身重力作用会偏向处于低位的一端运动，难以向处于高位的一端运动，以此限制桥体2的位移，降低桥体2与桥墩1脱落发生落梁的风险，提高桥梁的稳定性，通过控制两个支撑板9之间的高度差，即可控制桥体2的偏移趋势的方向，有利于在桥体2发生偏移后对桥体2位置进行矫正，提高了桥梁的安全性。

安装块4上开设有水平贯穿设置的滑道7，滑道7与桥体1的长边方向平行，因此滑道7可以限制桥体2的位移方向，使桥体2只在长边方向进行滑动，滑道7与第一安装腔和第二安装腔相连通，在滑道7内滑动设置有滑块8，滑块8可在滑道7内沿滑道7的长度方向滑动，安装槽内壁开设有两个对称设置的开口，开口与滑块8对应，通过设置开口，使滑块8的可运动范围更大，滑块8可通过开口延伸处桥墩1，便于滑块8与桥体2进行连接，滑块8与桥体2之间通过活动连接机构连接，通过活动连接机构使滑块8可随着桥体2的运动进行运动，并且在桥体2发生倾斜时，滑块8始终可以跟随桥体2进行位移。

参照图3-4，滑道7内壁开设有限位槽14，滑块8外壁固定设置有与限位槽14滑动连接的限位块15，限位槽14沿滑道7的长度方向开设，限位块15沿滑块8的长度方向设置，通过限位槽14与限位块15配合，对滑块8在滑道7中的位置进行限定，降低滑块8在滑道7内发生横向偏移的风险，有利于提高滑块8的稳定性。

滑块8与螺纹杆一5和螺纹杆二6传动连接，在滑块8随着桥体2运动时，滑块8位置改变，驱动螺纹杆一5和螺纹杆二6进行轴向位移，由于桥体2两端连接的滑块8随着桥体2运动时，其中一个滑块8远离桥墩1，另一个滑块8靠近桥墩1，因此位于桥体2两端的滑块8驱动的螺纹杆一5和螺纹杆二6的运动方向相反，因此桥体2两端的支撑板9随着螺纹杆一5和螺纹杆二6的位置变化出现高度差，有利于降低桥体2与桥墩1发生脱落的风险。

参照图3-4，第一安装腔内设有与螺纹杆一5螺纹连接的轴套一19，第一安装腔内开设有同轴设置的柱状槽一，柱状槽一和轴套一19的直径一致，轴套一19端部卡入柱状槽一内，通过柱状槽一对轴套一19进行限位，使轴套一19可以稳定转动，轴套一19外壁固定套设有齿轮一11，第二安装腔内设有与螺纹杆二6螺纹连接的轴套二10，第二安装腔内开设有同轴设置的柱状槽二，柱状槽二和轴套二10的直径一致，轴套二10端部卡入柱状槽二内，通过柱状槽二对轴套二10进行限位，使轴套二10可以稳定转动，轴套二10外壁固定套设有齿轮二12，滑块8两侧壁均固定设置有齿条13，齿轮一11和齿轮二12均与齿条13啮合连接，滑块8沿滑道7水平运动时，带动齿条13运动，在齿条13的作用下驱动齿轮一11和齿轮二12转动，进而带动轴套一19和轴套二10转动，由于轴套一19与螺纹杆一5螺纹连接，轴套二10与螺纹杆二6螺纹连接，因此在轴套一19和轴套二10转动时，驱动螺纹杆一5和螺纹杆二6轴向位移，实现对支撑板9高度的调节，有利于控制桥体2两端支撑板9的高度差，实现防落梁，在防落梁缓冲链3牵引至极限状态下时，可以通过桥体2倾斜产生的斜向作用力，使桥体2倾向于向较低的一端滑动，以此降低防落梁缓冲链3超出受力极限发生断裂风险。

参照图3-4，两个螺纹杆一5和两个螺纹杆二6分别位于滑块8两侧，因此齿条13在驱动齿轮一11或者齿轮二12转动时，位于滑块8两侧的两个齿轮一11以及两个齿轮二12的转动方向相反，两个螺纹杆一5和两个螺纹杆二6上的螺纹螺旋方向相反，使两个齿轮一11以及两个齿轮二12在反向转动时，分别驱动螺纹杆一5和螺纹杆二6同步运动，位于同一侧的螺纹杆一5和螺纹杆二6上的螺纹螺旋反向相同，使螺纹杆一5和螺纹杆二6在齿条13的驱动下同步运动。

参照图5-7，具体实施时，桥体2在强风作用下发生偏移，桥体2带动两端桥墩1上的滑块8运动，位于桥体2前进端的滑块8向安装块4内部运动，位于桥体2尾端的滑块8远离安装块4运动，此时滑块8通过齿条13驱动齿轮一11和齿轮二12转动，带动轴套一19和轴套二10转动，驱动螺纹杆一5和螺纹杆二6轴向运动带动支撑板9改变高度，由于桥体2前进端和尾端的滑块8运动与对应安装块4的相对运动的方向相反，因此位于桥体2前进端的安装块4上的支撑板9向上顶起，桥体2尾端的安装块4上的支撑板9下落，此时桥体2两端的支撑板9出现高度差，使桥体2出现前进端高于尾端的倾斜状态，桥体2处于倾斜状态时，桥体2受的支撑力不再垂直向上，桥体2会受到倾斜方向向下的重力分量，此时桥体2会趋于向位低位一端运动，尤其在当车辆在桥体2表面行驶以及强风作用使桥体2产生震动时，桥体2向低位运动会更加明显，使桥体2得以复位，在桥体2复位过程中，带动滑块8复位，因此桥体2两端的支撑板9再次回到初始的水平状态，在桥体2恢复水平状态后，桥体2重力与受支撑力均处于竖直状态，有利于桥体2保持稳定。

相较于传统的防落梁装置提高牵引强度的方式，本发明通过在桥体2发生偏移时位置状态的改变，同步改变桥体2两端的支撑高度，使桥体2形成高度差，利用物体受重力情况下向低位自然下滑的特性，使桥体2能够在发生偏移后趋于自动恢复，并且偏移距离越大，桥体2向原位置的倾斜角度也更大，趋于恢复的力更大，桥体2本身自重巨大，牵引的方式本身具有极限值，使用强度有限，并不适合大跨度的桥梁使用，本发明则具有恢复效果好，使用场景限制低的优势。

参照图8，第一安装腔和第二安装腔内底部均设有连接件，连接件包括上抵压盘20、下抵压盘21和多个滚珠22，上抵压盘20和下抵压盘21相向的一面均开设有截面呈弧形的滚槽23，多个滚珠22位于滚槽23内，轴套一19和轴套二10底端分别与上抵压盘20相抵，轴套一19与轴套二10分别与对应的连接件上的上抵压盘20相抵，下抵压盘21分别与柱状槽一和柱状槽二内底部连接，通过上抵压盘20与下抵压盘21之间的滚珠22，在轴套一19和轴套二10转动时，可以降低轴套一19或者轴套二10转动时的阻力，使轴套一19和轴套二10转动时更加流畅。

参照图3、4和7，齿轮一11的有效齿数多于齿轮二12，齿轮一11设置于安装块4远离桥墩1一侧，齿轮二12设置于安装块4靠近桥墩1的一侧，由于齿轮一11的有效齿数多于齿轮二12，在齿条13同时驱动齿轮一11和齿轮二12转动时，齿轮二12转动的圈数要多于齿轮一11，因此螺纹杆二6位于的距离大于螺纹杆一5，使支撑板9处于倾斜状态，避免桥体2在倾斜时与支撑板9之间的面接触变为线接触，有利于支撑板9在桥体2倾斜时也能够与桥体2底面保持贴合，有利于支撑板9对桥体2稳定支撑，并且降低支撑板9对倾斜桥体2线接触支撑时，由于受力不均导致的支撑板9断裂损坏。

参照图7，支撑板9底面固定设置有两组连接板一和两组连接板二，连接板一上开设有连接孔，连接板二上开设有与支撑板9平行设置的滑口16，螺纹杆一5顶部固定设置有连接块一，连接块一侧壁固定设置有与连接孔转动连接的连接柱一，螺纹杆一5和螺纹杆二6同时位移控制支撑板9高度时，由于螺纹杆一5和螺纹杆二6的运动速度不一致，因此支撑板9可以绕连接柱一转动，达到改变支撑板9角度的目的，螺纹杆二6顶部固定设置有连接块二，连接块二侧壁固定设置有连接柱二，连接柱二延伸入滑口16内并与滑口16内壁相抵，由于螺纹杆一5和螺纹杆二6之间的距离不变，在支撑板9有水平状态变为垂直状态时，螺纹杆一5和螺纹杆二6在支撑板9上的连接点间距会变大，因此通过连接柱二在滑口16内滑动，实现间距变化的补充，防止螺纹杆一5和螺纹杆二6与支撑板9之间发生角度变化时卡死。

参照图2和7，活动连接机构包括垂直固定设置于桥体2底面的抵压杆17，滑块8上开设有贯穿口，贯穿口内转动设置有抵压框18，抵压杆17插入抵压框18内并与抵压框18滑动连接，抵压杆17随着桥体2运动带动抵压框18运动，由于抵压框18转动设置于滑块8上，因此在桥体2发生倾斜后，抵压框18会自适应的转动角度而并不会卡死，并且抵压杆17与抵压框18依旧可以配合对滑块8进行驱动。

本发明具体工作原理如下：

使用时，首先对支撑板9进行调平，将滑块8插入滑道7内，使滑块8位于两个齿轮一11和两个齿轮二12的中间位置，使滑块8侧壁上的齿条13与齿轮一11和齿轮二12配合，对轴套一19和轴套二10进行轴向限位，将螺纹杆一5旋入轴套一19内，螺纹杆二6旋入轴套二10内，使轴套一19处于螺纹杆一5的中点位置，轴套二10处于螺纹杆二6的中点位置，此时螺纹杆一5和螺纹杆二6顶端处于同一高度，将支撑板9安装在螺纹杆一5和螺纹杆二6上，此时支撑板9处于水平状态；

放置安装桥体2，将桥体2两端分别搭设在桥墩1上，通过调平后的支撑板9对桥体2进行支撑桥体2两端分别搭设在相邻的两个桥墩1上的支撑板9上，并使抵压杆17插入抵压框18内，，此时桥体2处于水平状态，螺纹杆一5、螺纹杆二6以及滑块8局处于各自的中心位置，此时桥体2处于两个桥墩1的中间位置，将防落梁缓冲链3安装在桥体2余桥墩1之间，使防落梁缓冲链3处于松弛状态，桥体2在强风作用下发生偏移，受到拉扯的防落梁缓冲链3伸直逐渐紧绷，并对桥体2进行牵引缓冲，在防落梁缓冲链3的作用下，桥体2处于可移动的极限位置，由于防落梁缓冲链3存在牵引强度的极限，在桥体2位移的同时，桥体2带动两端桥墩1上的滑块8运动，由于滑块8的初始状态位于中间位置，位于桥体2前进端的滑块8向安装块4内部运动，位于桥体2尾端的滑块8远离安装块4运动，此时滑块8通过齿条13驱动齿轮一11和齿轮二12转动，带动轴套一19和轴套二10转动，螺纹杆一5和螺纹杆二6初始状态位于中间位置，驱动螺纹杆一5和螺纹杆二6轴向运动改变高度位置，带动支撑板9改变高度，由于桥体2前进端和尾端的滑块8运动与对应安装块4的相对运动的方向相反，因此位于桥体2前进端的安装块4上的支撑板9向上顶起，桥体2尾端的安装块4上的支撑板9下落，此时桥体2两端的支撑板9出现高度差，使桥体2出现前进端高于尾端的倾斜状态，当车辆在桥体2表面行驶以及强风作用使桥体2产生震动时，桥体2向低位运动，降低桥体2发生落梁的风险。

由于齿轮一11的有效齿数多于齿轮二12，在齿条13同时驱动齿轮一11和齿轮二12转动时，齿轮二12转动的圈数要多于齿轮一11，因此螺纹杆二6位于的距离大于螺纹杆一5，使支撑板9处于倾斜状态，有利于支撑板9在桥体2倾斜时也能够与桥体2底面保持贴合，有利于支撑板9对桥体2稳定支撑。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。