[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

说明书

技术领域

本发明涉及一种桥梁的保护方法及装置和制作方法，具体说涉及一种桥梁水平过载的缓冲保护方法及装置和制作方法，该装置能在桥梁承受瞬间冲击时缓冲并保护桥梁结构。

背景技术

桥梁缓冲保护装置应用在桥梁两端的桥台，用来限制桥梁在沿桥方向的水平位移，正常情况下，该装置可以随桥梁的热胀冷缩而自由滑动。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，在桥梁支座约束无效后，此时该冲击力推动桥梁缓冲保护装置，减缓外力对桥梁的冲击，限制桥梁滑动，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。

目前使用的桥梁缓冲保护装置为粘滞阻尼器，粘滞阻尼器是一种无刚度、速度相关型阻尼器，价格昂贵，维护麻烦，且容易发生阻尼液泄露造成阻尼器失效。因此很有必要推行一种价格较低，维护简单的桥梁缓冲保护装置。

如专利申请号为201010293529的中国专利，公开了一种桥梁缓冲粘滞阻尼器，该种缓冲粘滞阻尼器也主要是通过液体阻尼介质进行缓冲，因此同样存在上述阻尼液泄露造成阻尼器失效的问题。

发明内容

本发明的发明目的在于提供一种成本较低，对使用环境要求低，维护方便的新型桥梁缓冲保护方法及装置。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案是：一种活塞式桥梁缓冲保护方法，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。

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。

根据上述方法所提出的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。

当外力推或拉动活塞时，活塞在缸体内自由移动一定距离后，开始挤压高阻尼橡胶元件，高阻尼橡胶元件在有限空间的缸体进行阻尼，同时发生形变，当活塞压缩高阻尼橡胶元件达到一定位移时，高阻尼橡胶元件不再发生形变，此时承受外力的部件全部转移至缸体。

该活塞式桥梁缓冲装保护置的制作方法是：

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。

该装置因阻尼材料为高阻尼橡胶，不会存在泄漏、污染环境等问题，免维护，同时因为高阻尼橡胶元件在活塞缸的保护下，使用寿命更长，且制造成本只有常规粘滞阻尼器的1/4～1/3。

实际效果：在外力不超过某一定值（设计荷载）的情况下，该装置可以通过内部高阻尼橡胶元件起到缓冲作用，当外力超过这一定值时，由桥梁本身承担。由于该装置使用的采用为普通钢材和高阻尼橡胶材料，对环境的要求不高，同时对环境也无污染。

附图说明

图1是本发明结构示意图；