[发明专利]一种活塞式桥梁缓冲保护方法及装置和制作方法

权利要求书

1.一种活塞式桥梁缓冲保护方法，其特征在于：将活塞式桥梁缓冲保护装置安装在桥梁两端的桥台上，所述的活塞式桥梁缓冲保护装置为单活塞结构，活塞位于活塞缸内，在活塞缸内，活塞的两边分别设有多层弹性减振垫，且每一层的弹性减振垫的弹性系数不同；活塞缸的两端装有活塞缸盖，活塞杆穿过其中一个活塞缸盖伸出活塞缸外，通过耳环直接与桥梁支座连接；活塞缸另一端的活塞缸盖安装在桥台上。

2.根据权利要求1所述的活塞式桥梁缓冲保护方法，其特征在于：正常情况下，活塞式桥梁缓冲保护装置的活塞在活塞缸内可以随桥梁的热胀冷缩而自由滑动，在自由滑动时活塞不会接触高阻尼橡胶元件；

在突发情况时，桥梁受到的水平荷载冲击，且其冲击力超过预定设计值时，在桥梁支座约束无效后，此时该冲击力将推动活塞挤压高阻尼橡胶元件,高阻尼橡胶元件受压后产生约束反力，减缓外力对桥梁的冲击，由于高阻尼橡胶元件的形变空间有限，当活塞挤压高阻尼橡胶元件达到一定位移时，高阻尼橡胶元件不能再发生形变，桥梁也不能再滑动，从而防止桥梁因沿桥向水平位移过大而导致梁体从桥墩掉落，达到保护桥梁的目的。

3.一种根据权利要求1所述活塞式桥梁缓冲保护方法的活塞式桥梁缓冲保护装置，其特征在于：活塞式桥梁缓冲保护装置为单活塞结构，包括左端盖、导向套、活塞杆、活塞、高阻尼橡胶元件、活塞缸、右端盖；活塞位于活塞缸内，在活塞缸内，活塞的两边分别设有高阻尼橡胶元件，高阻尼橡胶元件通过紧固件分别固定在左端盖和右端盖上；活塞缸的两端装有左端盖和右端盖，活塞杆穿过其中一个活塞缸盖伸出活塞缸外，通过耳环直接与桥梁支座连接；活塞缸另一端的活塞缸盖安装在桥台上。

4.根据权利要求3所述的活塞式桥梁缓冲保护装置，其特征在于：高阻尼橡胶元件为多层弹性减振垫，且每一层的弹性减振垫的弹性系数不同。

5.根据权利要求4所述的活塞式桥梁缓冲保护装置，其特征在于：在与活塞杆穿过其中一个活塞缸盖的另一边的高阻尼橡胶元件的中心插有一芯轴，芯轴的高度低于高阻尼橡胶元件的厚度。

6.一种根据权利要求3所述活塞式桥梁缓冲保护装置的制作方法，其特征在于：活塞在活塞杆的推动下可来回移动，高阻尼橡胶元件承受压缩变形，缸体限制高阻尼橡胶元件变形量。

7.一种根据权利要求3所述活塞式桥梁缓冲保护装置的制作方法，其特征在于：缸体内的高阻尼橡胶元件是钢板与橡胶叠层硫化而成。

8.一种根据权利要求3所述活塞式桥梁缓冲保护装置的制作方法，其特征在于：首先根据工况设计高阻尼橡胶元件，高阻尼橡胶元件设计的轴向压缩刚度为K_v，高阻尼橡胶元件外形尺寸为ΦA1×h,活塞缸内孔直径为ΦA2，当活塞受外力挤压高阻尼橡胶元件时，高阻尼橡胶元件受压产生一个反力F，压缩位移为S,则反力F       

 F=K_v×S

S_max=A1×h/ A2

在位移为0- S_max范围内，高阻尼橡胶元件起到缓冲保护的作用；

当位移达到S_max后，F急剧增大，外力通过该装置传递至桥台，由桥台保护桥梁。

9.根据权利要求8所述的活塞式桥梁缓冲保护装置的制作方法，其特征在于：高阻尼橡胶元件结构与尺寸由设计外力的大小确定，厚度根据缓冲保护装置的位移和缓冲行程确定，内部加强钢板材料为Q235，橡胶材料为高阻尼橡胶。

10.根据权利要求8所述的活塞式桥梁缓冲保护装置的制作方法，其特征在于：活塞缸体的内孔由高阻尼橡胶元件的直径确定，长度根据活塞的自由行程确定；

活塞缸体的材料可用45；活塞杆的大小将根据桥梁的设计水平外力计算确定；

材料可用40Cr，需调质到28～32HRC，表面镀铬，镀后粗糙度Ra≤1.6                                                ；导向套与左端盖为过盈配合（k7/H8），与活塞为间隙配合（f6/H8）；装配完成后，活塞杆与导向套有不0.05～0.15mm的间隙；活塞需定位在活塞缸体几何中间位置。