一种滑移限位耗能式防落梁结构及其施工方法

技术领域

该发明涉及桥梁技术领域，尤其涉及一种滑移限位耗能式防落梁结构及其施工方法。

背景技术

当桥梁遭受强烈地震时，桥梁将在瞬间承受很大荷载，从而产生较大位移，产生的位移超过了梁的搁置长度或因挡块强度不足时会造成落梁，落梁会带来不可挽回的严重损失。防落梁构造是桥梁结构里面用来抗震，防止梁体坠落或脱开的连接措施构造。

如专利号CN202010933593.2的发明专利，包括第一纵向防落梁组件和第二纵向防落梁组件，所述第一纵向防落梁组件和第二纵向防落梁组件分别位于主梁的两侧，所述第一纵向防落梁组件和第二纵向防落梁组件连接有平衡杆，所述平衡杆位于相邻两主梁之间相隔的间隙内，所述主梁的端面上固设有安装座，所述平衡杆通过所述安装座与主梁转动连接；当两主梁沿纵向发生位移时，所述上压缩装置和下压缩装置沿竖向靠拢，所述上压缩装置通过连杆组件作用于平衡杆使其转动一定角度。

在上述专利中，虽然公开了一种可平衡横向弯矩的桥梁防落梁装置，但是本装置会对桥梁的热胀冷缩造成干涉，使桥梁伸缩缝的作用降低，使桥面容易出现局部龟裂的问题。所以提出一种防止落梁损坏，且不会对桥梁的缩涨形成干涉的防落梁装置十分的必要。

发明内容

针对上述技术的不足，本发明的目的在于提供一种滑移限位耗能式防落梁结构及其施工方法，用以解决桥面和连接座之间容易在外力作用下发生脱落，形成落梁损坏的问题，以及现有技术中的部分防落梁装置对桥面的热胀冷缩形成干涉，使桥面容易出现龟裂的问题。

为了达到上述目的，本发明采取的技术方案如下：

一种滑移限位耗能式防落梁结构，包括桥面、连接座和桥墩，所述连接座对称分布于桥墩上表面，所述桥面放置于连接座上，所述桥墩的上部两侧对对称设有L形安装板，所述L形安装板水平放置，所述L形安装板的上表面设有若干组限位机构，所述限位机构的两端分别设有第一限位块和第二限位块，所述第一限位块和桥墩的表面固定连接，所述第二限位块固定连接于L形安装板的侧面上，所述限位机构和桥面之间卡接。

本技术方案的工作原理为：当桥面相对于连接座发生较大的位移时，桥面移动到一定的距离，会使限位机构介入，限制桥面的继续位移，使桥面不会脱离防落梁。

进一步限定，所述限位机构包括安装轴，所述安装轴的中部设有滑环，所述滑环套接在安装轴上，所述安装轴的两端分别和第一限位块和第二限位块固定连接，所述安装轴上还设有滑块，所述滑块上开设有安装孔，所述安装轴穿过安装孔，且安装孔的两侧对称设有连接块，所述连接块的一端和滑块的侧面固定连接，所述连接块的一端和滑环的固定连接，位于所述滑环两侧的连接块沿沿着滑环的中心截面对称设置，所述滑环和第一限位块之间设有第一耗能弹簧，所述安装轴穿过第一耗能弹簧的内部，所述第一耗能弹簧的两端分别于滑环和第一限位块固定连接，所述滑块和第二限位块之间设有第二耗能弹簧，所述安装轴穿过第二耗能弹簧的内部，所述第二耗能弹簧的两端分别与滑块和第二限位块固定连接。

进一步限定，所述限位机构还包括设置在滑块上端的连接板，所述连接板的上方设有限位柱以及设置在桥面下表面上和限位柱位置相互对应的限位筒，所述限位柱位于所述限位筒内。

综上。限位机构的工作原理为，当桥面移动到一定的位移，限位柱将会接触到限位筒的内壁，使限位柱和限位筒紧密接触，此时桥面在继续位移，限位筒将会传递给限位柱一个作用力，限位柱将作用力进行传导至滑块上，此时滑块在安装轴上有一个滑动的趋势，此时第一耗能弹簧和第二耗能弹簧介入，同一桥墩上的第一耗能弹簧和第二耗能弹簧会根据滑块滑动趋势的方向给滑块提供一个拉力或者是顶升力，对滑块的运动趋势进行限制，同时第一耗能弹簧和第二耗能弹簧会对滑块上的作用力进行一定的消耗，降低其运动趋势的强度，同时也减小滑块在安装轴上的位移量，当第一耗能弹簧或者是第二耗能弹簧被滑块压缩到极限时，滑块在安装轴上将会被彻底限位，即桥面在连接座上也不会再进行同一方向的位移，即桥面和连接座不会出现脱落的情况。

进一步限定，所述限位筒的内圈直径为限位柱的1-1.5倍，其有益之处在于，限位柱在限位筒内可以进行一定距离的移动，即当桥梁出现热胀冷缩等正常物理现象时，限位机构不会对桥面的伸缩进行干涉，避免桥梁正常的涨缩被限制，出现龟裂的情况。

进一步限定，所述第一耗能弹簧为拉升状态，所述第二耗能弹簧为压缩状态，其有益之处在于，第一耗能弹簧和第二耗能弹簧对提供更大的拉力和顶升力。

进一步限定，所述L形安装板底面和桥墩之间按一定间距设有若干的斜撑梁，所述斜撑梁的一端固定于L形安装板底面远离桥墩的一侧，另一端固定于桥墩上，其有益之处在于，保证斜撑梁可以提升安装板的承载效果，是安装板能承受限位机构施加的作用力。

进一步限定，所述L形安装板上还设有端板，所述端板对称固定于L形安装板上表面的两侧，且平行于安装轴设置，所述L形安装板的上方还设有若干第三耗能弹簧，所述第三耗能弹簧分布于相邻限位机构的滑块侧壁之间，且和滑块的侧壁固定连接，还分布于两侧限位机构滑块于端板之间，且第三耗能弹簧的两端分别固定于滑块的侧面和端板的内侧面上，其有益之处在于，端板和第三耗能弹簧的安装，使桥面在发生纵向位移时，施加给滑块的作用力使第三耗能弹簧压缩，压缩的弹簧能消耗一步的作用力，降低桥面纵向脱落的风险。

本申请还包括一种滑移限位耗能式防落梁结构的施工方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)组装限位机构：将滑环和滑块套接在安装轴上，将第一耗能弹簧和第二耗能弹簧穿入安装轴内，将第一限位块和第二限位块焊接在安装轴的两端，然后将连接板焊接在滑块的上端，同时将限位柱焊接在连接板的上表面中部；

(2)限位筒安装：首先在桥面的下表面上进行位置选取，在相应的位置上钻取螺栓孔，在螺栓孔的上端通过膨胀螺栓固定基板，然后将限位筒焊接在基板的中部；

(3)安装限位机构：将限位机构托举至限位筒的下方，使限位柱位于限位筒内，然后通过施加预应力的方式将第一限位块通过固定螺栓安装在桥墩上，使限位柱位于限位筒的中部；

(4)安装L形安装板：将L形安装板放置于限位机构的下方，然后将L形安装板的一侧面和第二限位块紧密接触，最后将第二限位块和L形安装板的侧面焊接，然后将L形安装板的另一侧于桥墩之间通过膨胀螺栓固定连接；

(5)斜撑梁的安装：在L形安装板的下方设置斜撑梁，将斜撑梁的一端焊接于L形安装板下表面远离桥墩的一侧边缘，将斜撑梁的另一端锚固在桥墩上。

进一步，所述步骤(5)之后还包括端板安装和第三耗能弹簧的安装，具体为：首先将第三耗能弹簧的两端焊接在相邻限位机构的滑块侧面上，然后将第三耗能弹簧的一端焊接在端板上，再然后通过施加预应力的方式将端板和L形安装板的两侧焊接，最后将固定于端板上的第三耗能弹簧的另一端焊接在最外侧限位机构的滑块侧面上。

优选地，所述第三耗能弹簧在焊接固定后均处于压缩状态，第三耗能弹簧处于适当的压缩状态，使第三耗能弹簧对滑块施加的作用力反应更加的迅速，能及时给与滑块反作用力，同时在承受的作用力大小一致时，事先压缩弹簧的位移距离更小。

本技术方案的技术效果为：(1)通过将限位机构安装在桥面和桥段上，对桥面受到外力影响，造成的横向位移进行限位，使桥面不会和连接座造成脱落，避免发生落梁损害。(2)L形端板和第三耗能弹簧的设置，可以有效的对推动桥面侧向运动的作用力进行损耗，降低桥面纵向位移的趋势，同时对桥面的侧向位移进行一定的限位，避免桥面在连接座上发生纵向脱落。(3)限位机构的限位柱可以在限位筒内进行一定位移的滑动，可有效的避免限位机构对桥面正常的热胀冷缩现象造成干涉，保证桥面在热胀冷缩时不会应为外力阻挡而龟裂。

附图说明

图1为本具体实施方式中含有限位机构的桥梁立体示意图。

图2为本具体实施例中含有限位机构的桥梁正视图示意图。

图3为本具体实施例中限位机构在桥墩上的安装示意图。

图4为本具体实施方式中限位机构的俯视图示意图。

图5为本具体实施方式中限位机构的立体示意图。

图6为本具体实施方式中第三耗能弹簧的安装示意图。

附图编号

桥面1、连接座2、桥墩3、L形安装板4、斜撑梁4.1、安装轴4.2、第二限位块4.3、第一限位块4.4、滑环4.5、滑块4.6、第二耗能弹簧4.7、第一耗能弹簧4.8，限位柱4.9、限位筒4.91、端板492、第三耗能弹簧493。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

如图1、图2和图3所示，一种滑移限位耗能式防落梁结构，主要包括现有的桥面1、桥墩和连接座2，连接座2设置在桥面1和桥墩之间，作为桥面1和桥梁3的连接点，连接座2和桥墩之间固定连接，桥面1放置在连接座2上，在桥面1的下方设置有L形安装板4，在L形安装板4上设置有若干个限位机构，在本实施例中选取的安装数量为2个，限位机构的一端和桥墩固定连接，限位机构的另一端和L形安装板4的一端侧面固定连接，在本实施例中限位机构的两端均采用焊接的方式固定连接，同时限位机构和桥面1支架通过限位柱4.9和限位筒4.91卡接。优选地，限位筒4.91的内圈直径为限位柱4.9的1-1.5倍，其有益之处在于，限位柱4.9在限位筒4.91内可以进行一定距离的移动，即当桥梁3出现热胀冷缩等正常物理现象时，限位机构不会对桥面1的伸缩进行干涉，避免桥梁3正常的涨缩被限制，出现龟裂的情况。

为了增强L形安装板4的受压承载能力，在L形安装板4的下表面上设置有斜撑梁4.1，斜撑梁4.1的一端焊接在L形安装架底面远离桥墩一侧的边缘处，斜撑梁4.1的另一端通过锚固的方式固定连接在桥墩上，优选地，斜撑梁4.1和桥墩表面形成的夹角为45度。

如图4和图5所示，限位机构主要包括如下的部件、安装轴4.2、滑环4.5、滑块4.6、连接板、限位柱4.9、限位筒4.91、第一耗能弹簧4.8和第二耗能弹簧4.7，其中滑环4.5设置在安装轴4.2的外侧，滑块4.6上开设有安装孔，安装轴4.2位于安装孔的内部，滑块4.6和安装孔之间设有连接块，连接块对称设置在安装孔的两侧，且位于滑环4.5的中心截面对称，连接块与滑环4.5和滑块4.6均采用焊接的方式固定连接，在安装轴4.2的两端分别设有第一限位块4.4和第二限位块4.3，第一限位块4.4焊接固定于安装轴4.2靠近桥墩的一端，所述第二限位块4.3焊接于安装轴4.2远离桥墩的一端，第一限位块4.4通过锚固或者合适固定螺栓的方式和桥墩固定连接，所述第二限位块4.3通过焊接的方式固定连接于L形安装板4的一端侧面上。

安装轴4.2位于第一耗能弹簧4.8和第二耗能弹簧4.7的中部，且第一耗能弹簧4.8位于第一限位块4.4和滑环4.5之间，且第一耗能弹簧4.8的两端均采用焊接的方式与滑环4.5和第一限位块4.4之间固定连接，第二耗能弹簧4.7位于滑块4.6和第二限位块4.3之间，同样也采用焊接的方式与二者固定连接，连接板焊接固定于滑块4.6的上端，连接板的上表面中部焊接有限位柱4.9，在桥面1下表面上于限位柱4.9所对应的位置固定有限位筒4.91，限位筒4.91和桥面1之间的固定方式为，膨胀螺栓固定基板，然后将限位筒4.91焊接在基板的中部。

优选地，在L形安装板4上还设有端板492，端板492对称固定于L形安装板4上表面的两侧，且平行于安装轴4.2设置，L形安装板4的上方还设有若干第三耗能弹簧493，在本实施例中选取的数量为3个，第三耗能弹簧493分布于相邻限位机构的滑块4.6侧壁之间，且和滑块4.6的侧壁固定连接，还分布于两侧限位机构滑块4.6于端板492之间，且第三耗能弹簧493的两端分别固定于滑块4.6的侧面和端板492的内侧面上，其有益之处在于，端板492和第三耗能弹簧493的安装，使桥面1在发生纵向位移时，施加给滑块4.6的作用力使第三耗能弹簧493压缩，压缩的弹簧能消耗一定的作用力，降低桥面1纵向脱落的风险。

还包括一种滑移限位耗能式防落梁结构的施工方法，包括如下步骤：

(1)组装限位机构：将滑环4.5和滑块4.6套接在安装轴4.2上，将第一耗能弹簧4.8和第二耗能弹簧4.7穿入安装轴4.2内，将第一限位块4.4和第二限位块4.3焊接在安装轴4.2的两端，然后将连接板焊接在滑块4.6的上端，同时将限位柱4.9焊接在连接板的上表面中部；

(2)限位筒4.91安装：首先在桥面1的下表面上进行位置选取，在相应的位置上钻取螺栓孔，在螺栓孔的上端通过膨胀螺栓固定基板，然后将限位筒4.91焊接在基板的中部；

(3)安装限位机构：将限位机构托举至限位筒4.91的下方，使限位柱4.9位于限位筒4.91内，然后通过施加预应力的方式将第一限位块4.4通过固定螺栓安装在桥墩上，使限位柱4.9位于限位筒4.91的中部；

(4)安装L形安装板4：将L形安装板4放置于限位机构的下方，然后将L形安装板4的一侧面和第二限位块4.3紧密接触，最后将第二限位块4.3和L形安装板4的侧面焊接，然后将L形安装板4的另一侧于桥墩之间通过膨胀螺栓固定连接；

(5)斜撑梁4.1的安装：在L形安装板4的下方设置斜撑梁4.1，将斜撑梁4.1的一端焊接于L形安装板4下表面远离桥墩的一侧边缘，将斜撑梁4.1的另一端锚固在桥墩上。

在步骤(5)之后还包括端板492安装和第三耗能弹簧493的安装，具体为：首先将第三耗能弹簧493的两端焊接在相邻限位机构的滑块4.6侧面上，然后将第三耗能弹簧493的一端焊接在端板492上，再然后通过施加预应力的方式将端板492和L形安装板4的两侧焊接，最后将固定于端板492上的第三耗能弹簧493的另一端焊接在最外侧限位机构的滑块4.6侧面上。

优选地，第三耗能弹簧493在焊接固定后均处于压缩状态，其有益之处在于，第三耗能弹簧493处于适当的压缩状态，使第三耗能弹簧493对滑块4.6施加的作用力反应更加的迅速，能及时给与滑块4.6反作用力，同时在承受的作用力大小一致时，事先压缩弹簧的位移距离更小。

综上，限位机构的机构及安装方式简单，成本低，但是能对桥面形成极好的限位作用，能在最大程度上避免桥面和连接座之间发生落梁损害，适合推广使用。

需要提前说明的是，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，或一体地连接；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，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。