[发明专利]一种桥梁简支支座抗震水平自锁装置

说明书

桥梁简支支座在地震中往往因为无法提供足够的水平约束使得桥梁破坏严重，本发明旨在提出一种可以在地震等偶然荷载作用下可以激发水平约束的简支支座，在必要的时候为桥梁提供足够的水平约束。在连续梁桥等桥型中简支支座应用非常广泛，因为它可以释放水平位移约束和转动约束，减小桥梁的约束内力。但是在地震荷载等作用下保证足够的水平约束对于桥梁结构安全具有很大的意义。该新型桥梁支座抗震自锁装置可以既满足支座在桥梁正常使用过程中仅提供简支的竖向约束，又满足在地震荷载等作用下激发销栓为桥梁提供水平约束。本装置由与桥墩相对固定的固定端和与桥面结构相连的运动端构成。在正常使用时，与运动端相连的活塞可以在油缸中缓慢地自由滑动，油液可以通过活塞上的泄油孔相互渗透。在地震荷载等作用下，运动端带动活塞急剧移动，油液来不及通过泄油孔，油液通过单向延时阀进入油管又无法自由通过单向延时阀流向油缸另一端。所以此时油管内油压急剧升高，挤压弹簧使得销栓上顶，约束桥面的自由水平运动。而且桥面运动端对应的销栓孔与销栓不等间距，保证至少能有一个销栓随时可以插入约束水平运动。在地震结束之后，油管油压可以通过泄油管缓慢流回油缸，释放简支支座的水平约束。本发明针对桥梁简支支座无法在地震荷载等作用时提供足够的水平约束问题，以纯机械的方式提供了一种触发式的支座自锁装置，满足了简支支座在平时与地震中分别实现释放和约束水平自由度的目的，且装置制作简单、适用性强，在桥梁结构领域具有广泛应用前景。

技术领域

本发明涉及应用于桥梁结构的简支支座，属于桥梁结构技术领域。

背景技术

桥梁的简支支座在桥梁结构中是一种非常常见的支承形式，在简支桥、连续梁桥等桥型中均有广泛的应用。简支支座受力简单明确，而且放松了桥面的纵向水平约束，降低了桥梁体系的内力水平，在正常使用中是一种很有利的支承形式。但是，在地震荷载作用下，由于简支支座无法提供足够的水平约束，使得震害大大加重。据文献调研显示，有将近30％的简支桥梁震害形式是支承破坏及落梁。所以克服简支支座在地震中缺乏水平约束的问题成为一下具有重要意义的研究。

活塞式液压机构在机械工程中是一种应用非常广泛的基础技术。利用活塞装置可以改变作用力的方向和大小，可以将水平地震作用转化为向上的顶升消栓作用。而且通过单向延时阀、泄油孔等对油液的控制，可以方便地实现装置的触发和复位。

目前，简支支座的技术已经相当成熟，活塞式液压机构也应用在各种机械装置中。但是可以解决桥梁简支支座在地震中缺乏水平约束的技术却一直没有得到很好的实现。所以，本发明旨在利用该新型桥梁简支支座抗震水平自锁装置来解决这一问题。

发明内容

本发明介绍了一种新型桥梁简支支座抗震水平自锁装置，在所有的桥梁简支支座中都可以有效应用。该发明巧妙利用活塞式液压机构解决了简支支座在地震荷载等作用下缺乏水平约束的问题，而且该装置制作简单、适用性强，在桥梁结构领域具有广泛应用前景。

本发明的技术方案如下：

一种适用于桥梁简支支座抗震水平自锁的装置，其特征在于：该装置由与桥墩相对固定的固定端和与桥面结构相连的运动端构成，运动端主要包括活塞和销栓孔，固定端主要包括含油液的油缸、油管、单向延时阀、销栓、弹簧、泄油管；在平时的使用过程中，车辆荷载、温度荷载引起的桥面水平位移不会被约束，保证设计的支座简支条件；在地震这类的突发外力作用下，该装置可以通过与桥面相对固定的活塞快速移动使与桥墩相对固定的油缸一侧腔体内油压激增将从而增大油管内液压使销栓上顶进入与桥面对应的预留孔洞约束桥面位移，增大桥面结构的抗侧刚度，提升桥体的抗震性和鲁棒性；在地震作用结束之后，油液可以通过泄油管缓慢回流到油缸中，销栓回落释放支座水平约束，回归简支状态。

本发明所述的桥梁支座抗震自锁装置，其特征在于：该装置通过纯机械构造实现自锁功能，不需要依靠电子电路等控制、激发，具有较强的环境适应性。

本发明所述的桥梁支座抗震自锁装置，其特征在于：通过泄油孔和单向延时阀对油缸和油管内油压的控制来实现平时的不约束和地震等突发外力下的自由度约束。