[发明专利]一种具有耗能和自复位功能的悬索桥柔性中央扣

说明书

本发明涉及一种具有耗能和自复位功能的悬索桥柔性中央扣，属于悬索桥结构减隔震技术领域。所述中央扣包括缸体、活塞杆、熔断装置、复位弹簧系统、第一单向流动锁定系统和第二单向流动锁定系统；在缸体内部，活塞设置在缸体内部并将缸体分隔成第一腔室和第二腔室；熔断装置用于活塞杆与紧固环的固结；复位弹簧系统的两端分别连接活塞与密封端盖；第一单向流动锁定系统和第二单向流动锁定系统均包括锁定弹簧、挡块和连接第一腔室、第二腔室的通道。所述中央扣具有良好的耗能作用、自复位功能和模块化装备性能，同时可以有效提高中央扣的使用寿命。

技术领域

本发明涉及一种具有耗能和自复位功能的悬索桥柔性中央扣，属于悬索桥结构减隔震技术领域。

背景技术

近年来，大跨度悬索桥结构在公路、铁路运输中应用越来越广泛。然而，悬索桥结构相对较为柔性，在地震荷载、风荷载、温度荷载、车辆荷载等形式荷载的作用下，钢桁梁、主缆会产生纵向和横向位移，钢桁梁与主缆的位移不同步会导致跨中吊索的弯折疲劳破坏。通过将跨中位置的主缆和钢桁梁设置中央扣连接，可以显著改善上述问题。中央扣主要有三种形式：1)将钢桁梁在跨中位置与主缆通过三角桁架等刚性构件连接，称为刚性中央扣；2)将钢桁梁和主缆在跨中位置使用一对或者多对柔性拉索等构件连接，称为柔性中央扣；3)在跨中位置把钢桁梁和主缆直接固结。刚性中央扣和柔性中央扣一般用于大跨度地锚式悬索桥上，第三种中央扣一般用于自锚式悬索桥。在提高桥梁刚度方面，刚性中央扣比柔性中央扣的效果更明显，但是柔性中央扣由于施工的便利性，更为设计师所青睐。然而，在风荷载、地震荷载、温度荷载、车辆荷载等外荷载作用下，传统中央扣存在以下问题和缺点：

(1)不具有耗能作用。上述传统中央扣会导致钢桁梁、主缆的耦合作用增大，但是并不能耗散风荷载、地震荷载、温度荷载、车辆荷载等外荷载引起的结构内力，长期服役状态下，容易导致中央扣、钢桁梁等构件发生疲劳破坏。

(2)存在拉断失效风险。强风、强震引起的结构响应较大，会导致中央扣被拉断失效，甚至会因为拉力过大引起钢桁梁杆件的破坏。

(3)不具有自复位功能。强风、强震引起的结构响应较大，一旦主缆和钢桁梁发生变位，将无法自动恢复到初始位置。

发明内容

为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种具有耗能和自复位功能的悬索桥柔性中央扣。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种具有耗能和自复位功能的悬索桥柔性中央扣，包括：

缸体，所述缸体内部从上至下依次设有第一腔室、活塞、第二腔室和连接筒，所述第一腔室的顶部和第二腔室的底部均设有密封端盖，所述密封端盖通过紧固环固定在缸体上；所述第一腔室和第二腔室内盛有液态粘性材料；

活塞杆，其设于所述缸体的中心轴处，所述活塞杆顶部连接缆索，所述活塞杆底部通过连接筒与连接杆连接，所述连接杆连接缆索；

若干个熔断装置，其沿活塞杆一周均匀布置，所述熔断装置一侧固定在所述活塞杆上，另一侧固定在第一腔室顶部紧固环上；

复位弹簧系统，其设于第一腔室内，所述复位弹簧系统包括复位弹簧，在所述复位弹簧的两端分别与第一腔室顶部密封端盖和活塞固定连接；

第一单向流动锁定系统，包括第一通道、第一锁定弹簧和第一挡块，其中所述第一通道贯通活塞并连接第一腔室和第二腔室，第一锁定弹簧设置在第一通道上，第一挡块设置在第一锁定弹簧的顶部；

第二单向流动锁定系统，包括第二通道、第二锁定弹簧和第二挡块，其中所述第二通道贯通活塞并连接第一腔室和第二腔室，第二锁定弹簧设置在第二通道上，第二挡块设置在第二锁定弹簧的底部。

进一步的，所述活塞杆和连接杆均通过柔性缆索和耳板分别与悬索桥主缆、钢桁梁连接。

进一步的，所述熔断装置呈圆环状。