一种桥梁抗震装置及其抗震方法与流程

1.本发明涉及桥梁技术领域，具体为一种桥梁抗震装置及其抗震方法。


背景技术：

2.桥梁一般指架设在江河湖海上，使车辆行人等能顺利通行的构筑物。为适应现代高速发展的交通行业，桥梁亦引申为跨越山涧、不良地质或满足其他交通需要而架设的使通行更加便捷的建筑物，当地震爆发时会释放出巨大的地震能量，从而造成地表和人为工程的大量破坏，严重威胁人民生命和财产安全，而地震对桥梁的破坏直接影响到抗震救灾过程中生命线的畅通程度，因此，如何提高桥梁的抗震能力并降低地震对桥梁的破坏，是十分重要的问题。
3.现有的桥梁防护装置无法高效降低外力对于桥梁的冲力，致使桥梁在受到外力冲击时容易损毁，在受到巨大的外力冲击时容易使桥面和桥墩发生位移，导致桥梁受损，无法使车辆行人等能顺利通行；
4.现有专利解决方案中例如cn103866687a,cn104374597a中均是在桥梁中心柱上挂载多个倾斜的绳索，采用多个绳索虽然能够一定程度上提升其整体抗摆动能力，但是由于桥梁自身的摆动具有高度摆动幅度大于低处摆动幅度的不平衡特性，使得桥梁在采用单纯的斜拉索限制下还是容易产生大幅度的晃动，造成桥梁抗压能力欠缺，安全性不足。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种桥梁抗震装置及其抗震方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
6.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种桥梁抗震装置及其抗震方法，包括多个桥墩、多个抗震结构和主桥面，各所述桥墩的顶端均开设有凹槽，并且各凹槽的内壁均与抗震结构的底端固定连接，各抗震结构的顶端均设置有横梁，并且各横梁的顶端和主桥面的底端固定连接，所述主桥面的左端和主桥面的右端均设置有辅桥面，所述主桥面的前端和后端均左右对称设置有一组下钢索，并且主桥面的前端和后端均设置有立柱，并且各立柱的左端和右端均对称设置有一组上钢索，各所述上钢索的底端均设置有缓冲壳，并且各缓冲壳内部均设置有腔室，腔室的底端开设有圆孔，各下钢索的顶端穿过圆孔并向腔室内部延伸，各所述下钢索的顶端的圆周外壁设置有限位板三，并且各限位板三的底端均设置有弹簧三，并且各弹簧三的底端和腔室的内底壁固定连接，各所述立柱的上部区域的内侧壁通过连接梁固定连接，各所述横梁的顶端和底端开设有凹槽，所述主桥面的和桥墩的连接点开设有上下贯穿的伸缩缝，所述伸缩缝的左端和右端均设置有固定块，并且各固定块的顶端均与主桥面的底端固定连接，所述固定块位于横梁顶端内部的凹槽内，所述抗震结构包括上护壳和下护壳，并且上护壳的顶端和横梁的底端固定连接，所述下护壳的底端和桥墩的顶端固定连接，上护壳的左侧壁和右侧壁均设置有连接杆，所述连接杆的中部设置有转轴，并且转轴的顶端对称设置有上支撑杆，转轴的底端对称设置有下支撑杆，各所
述上支撑杆的底端和下支撑杆的底端分别设置有上挡板和下挡板，各上挡板和上护壳的内侧壁通过弹簧二连接，各下挡板和下护壳的内侧壁通过弹簧一连接，各所述弹簧一的左端和右端均设置有限位板一，并且弹簧二的左端和右端均设置有限位板二。
7.其中位于立柱同侧的各个上钢索的挂接高度不同且各个上钢索的弹簧三的弹性系数不同，其中位于较高挂载点的上钢索上的弹簧三的弹性系数小于较低挂载点上的弹簧三的弹性系数且位于对称处的两个弹簧三的弹性系数相同。
8.优选的，所述主桥面的顶端均设置有护栏，并且各护栏位于主桥面的前端和后端。
9.优选的，各所述辅桥面和主桥面均通过橡胶垫固定连接。
10.优选的，各所述立柱的中部内侧均设置有支撑块，并且各支撑块的顶端和主桥面固定连接。
11.优选的，所述连接梁为弧形结构。
12.优选的，各所述伸缩缝的内部填充有发泡胶。
13.优选的，所述上护壳的圆周外壁套装有密封圈，并且密封圈的圆周外壁套装在下护壳的圆周内壁。
14.一种桥梁抗震装置的抗震方法，包括以下步骤：
15.步骤一、通过立柱、上钢索和下钢索的配合对主桥面进行一定的拉伸防止主桥面在受到外力冲击时，主桥面发生变形位移；
16.步骤二、通过连接梁对立柱进行固定防止连接梁发生变形，并通过横梁将桥面和抗震装置进行连接；
17.步骤三、当主桥面受到横向的冲击力时，主桥面前后移动，立柱会发生形变，在外力消失后，在连接梁的作用下，立柱会带动桥面缓慢恢复形变；
18.步骤四、当主桥面受到向上或者向下的冲击力时，上护壳和下护壳会进行上下滑动配合，通过上支撑杆和下支撑杆，发生形变，吸收冲击力，在冲击力消失后，上支撑杆和下支撑杆在通过弹簧二和弹簧一缓释吸收的冲击力。
19.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
20.1、该桥梁抗震装置通过立柱、上钢索和下钢索的配合吸收横向的冲击力，并在外力消失后通过立柱进行缓释外力，并通过立柱、上钢索和下钢索对主桥面进行整体支撑，降低桥面对各桥墩的压力，通过横梁、抗震结构和桥墩吸收上下的冲击力，并在冲击力消失后，在通过抗震结构进行缓释吸收的冲击力，有效降低了桥面发生位移的概率，通过桥梁整体和抗震结构，有效较低桥面的损毁和位移。
21.2、本发明中通过差异化的弹性系数的多个弹簧三设计，使得在桥梁收到横向发生较大幅度的外力时，能够在顶部限制其晃动幅度而在较低处尽量放大其摆动幅度，由于桥梁自身整体较高处的摆动幅度大于较低处的晃动幅度，因此该设计使得桥梁整体能够得到较为均衡的可控的摆动姿态，提高其安全性。
附图说明
22.图1为本发明的结构示意图；
23.图2为本发明立柱和桥面的结构示意图；
24.图3为本发明抗震结构的结构示意图；
25.图4为本发明图1中a处放大的结构示意图。
26.图中：1、桥墩；2、主桥面；3、立柱；4、辅桥面；5、橡胶垫；6、护栏；7、上钢索；8、下钢索；9、支撑块；10、横梁；11、连接梁；12、弹簧一；13、限位板一；14、下挡板；15、转轴；16、下支撑杆；17、连接杆；18、密封圈；19、限位板二；20、弹簧二；21、缓冲壳；22、限位板三；23、下护壳；24、上支撑杆；25、上护壳；26、上挡板；27、固定块；28、伸缩缝；29、弹簧三。
具体实施方式
27.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
28.实施例
29.请参阅图1-4，本发明提供一种技术方案：一种桥梁抗震装置及其抗震方法，包括多个桥墩1、多个抗震结构和主桥面2，各桥墩1的顶端均开设有凹槽，并且各凹槽的内壁均与抗震结构的底端固定连接，各抗震结构的顶端均设置有横梁10，并且各横梁10的顶端和主桥面2的底端固定连接，主桥面2的左端和主桥面2的右端均设置有辅桥面4，主桥面2的前端和后端均左右对称设置有一组下钢索8，并且主桥面2的前端和后端均设置有立柱3，并且各立柱3的左端和右端均对称设置有一组上钢索7，各上钢索7的底端均设置有缓冲壳21，并且各缓冲壳21内部均设置有腔室，腔室的底端开设有圆孔，各下钢索8的顶端穿过圆孔并向腔室内部延伸，各下钢索8的顶端的圆周外壁设置有限位板三22，并且各限位板三22的底端均设置有弹簧三29，并且各弹簧三29的底端和腔室的内底壁固定连接，各立柱3的上部区域的内侧壁通过连接梁11固定连接，各横梁10的顶端和底端开设有凹槽，主桥面2的和桥墩1的连接点开设有上下贯穿的伸缩缝28，伸缩缝28的左端和右端均设置有固定块27，并且各固定块27的顶端均与主桥面2的底端固定连接，固定块27位于横梁10顶端内部的凹槽内，抗震结构包括上护壳25和下护壳23，并且上护壳25的顶端和横梁10的底端固定连接，下护壳23的底端和桥墩1的顶端固定连接，上护壳25的左侧壁和右侧壁均设置有连接杆17，连接杆17的中部设置有转轴15，并且转轴15的顶端对称设置有上支撑杆24，转轴15的底端对称设置有下支撑杆16，各上支撑杆24的底端和下支撑杆16的底端分别设置有上挡板26和下挡板14，各上挡板26和上护壳25的内侧壁通过弹簧二20连接，各下挡板14和下护壳23的内侧壁通过弹簧一12连接，各弹簧一12的左端和右端均设置有限位板一13，并且弹簧二20的左端和右端均设置有限位板二19。
30.其中位于立柱3同侧的各个上钢索7的挂接高度不同且各个上钢索7的弹簧三29的弹性系数不同，其中位于较高挂载点的上钢索7上的弹簧三29的弹性系数小于较低挂载点上的弹簧三29的弹性系数且位于对称处的两个弹簧三29的弹性系数相同，该设置使得在桥梁收到横向发生较大幅度的外力时，能够在顶部限制其晃动幅度而在较低处尽量放大其摆动幅度，由于桥梁自身整体较高处的摆动幅度大于较低处的晃动幅度，因此该设计使得桥梁整体能够得到较为均衡的可控的摆动姿态，提高其安全性。
31.本实施例中，具体的：主桥面2的顶端均设置有护栏6，并且各护栏6位于主桥面2的前端和后端，为桥面上的行人或车辆提供部分防护，防止行人或车辆坠落。
32.本实施例中，具体的：各辅桥面4和主桥面2均通过橡胶垫5固定连接，防止主桥面2在发生位移时和辅桥面4进行摩擦损毁主桥面2或辅桥面4。
33.本实施例中，具体的：各立柱3的中部内侧均设置有支撑块9，并且各支撑块9的顶端和主桥面2固定连接，为桥面提供一定的支撑力。
34.本实施例中，具体的：连接梁11为弧形结构，可以提供一定的弹力在立柱3发生形变是缓解立柱3的压力。
35.本实施例中，具体的：各伸缩缝28的内部填充有发泡胶，防止伸缩缝28进水腐蚀横梁10等结构。
36.本实施例中，具体的：上护壳25的圆周外壁套装有密封圈18，并且密封圈18的圆周外壁套装在下护壳23的圆周内壁，为抗震结构提供一定的防护作用。
37.一种桥梁抗震装置的抗震方法，包括以下步骤：
38.步骤一、通过立柱3、上钢索7和下钢索8的配合对主桥面2进行一定的拉伸防止主桥面2在受到外力冲击时，主桥面2发生变形位移；
39.步骤二、通过连接梁11对立柱3进行固定防止连接梁11发生变形，并通过横梁10将桥面和抗震装置进行连接；
40.步骤三、当主桥面2受到横向的冲击力时，主桥面2前后移动，立柱3会发生形变，在外力消失后，在连接梁11的作用下，立柱3会带动桥面缓慢恢复形变；
41.步骤四、当主桥面2受到向上或者向下的冲击力时，上护壳25和下护壳23会进行上下滑动配合，通过上支撑杆24和下支撑杆16，发生形变，吸收冲击力，在冲击力消失后，上支撑杆24和下支撑杆16在通过弹簧二20和弹簧一12缓释吸收的冲击力。
42.工作原理或者结构原理，使用时，通过立柱3、上钢索7和下钢索8的配合对主桥面2进行一定的拉伸防止主桥面2在受到外力冲击时，主桥面2发生变形位移，通过连接梁11对立柱3进行固定防止连接梁11发生变形，并通过横梁10将桥面和抗震装置进行连接，当主桥面2受到横向的冲击力时，主桥面2前后移动，立柱3会发生形变，在外力消失后，在连接梁11的作用下，立柱3会带动桥面缓慢恢复形变，当主桥面2受到向上或者向下的冲击力时，上护壳25和下护壳23会进行上下滑动配合，通过上支撑杆24和下支撑杆16，发生形变，吸收冲击力，在冲击力消失后，上支撑杆24和下支撑杆16在通过弹簧二20和弹簧一12缓释吸收的冲击力。
43.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

技术特征：
1.一种桥梁抗震装置及其抗震方法，包括多个桥墩(1)、多个抗震结构和主桥面(2)，其特征在于：各所述桥墩(1)的顶端均开设有凹槽，并且各凹槽的内壁均与抗震结构的底端固定连接，各抗震结构的顶端均设置有横梁(10)，并且各横梁(10)的顶端和主桥面(2)的底端固定连接，所述主桥面(2)的左端和主桥面(2)的右端均设置有辅桥面(4)，所述主桥面(2)的前端和后端均左右对称设置有一组下钢索(8)，并且主桥面(2)的前端和后端均设置有立柱(3)，并且各立柱(3)的左端和右端均对称设置有一组上钢索(7)，各所述上钢索(7)的底端均设置有缓冲壳(21)，并且各缓冲壳(21)内部均设置有腔室，腔室的底端开设有圆孔，各下钢索(8)的顶端穿过圆孔并向腔室内部延伸，各所述下钢索(8)的顶端的圆周外壁设置有限位板三(22)，并且各限位板三(22)的底端均设置有弹簧三(29)，并且各弹簧三(29)的底端和腔室的内底壁固定连接，各所述立柱(3)的上部区域的内侧壁通过连接梁(11)固定连接，各所述横梁(10)的顶端和底端开设有凹槽，所述主桥面(2)的和桥墩(1)的连接点开设有上下贯穿的伸缩缝(28)，所述伸缩缝(28)的左端和右端均设置有固定块(27)，并且各固定块(27)的顶端均与主桥面(2)的底端固定连接，所述固定块(27)位于横梁(10)顶端内部的凹槽内，所述抗震结构包括上护壳(25)和下护壳(23)，并且上护壳(25)的顶端和横梁(10)的底端固定连接，所述下护壳(23)的底端和桥墩(1)的顶端固定连接，上护壳(25)的左侧壁和右侧壁均设置有连接杆(17)，所述连接杆(17)的中部设置有转轴(15)，并且转轴(15)的顶端对称设置有上支撑杆(24)，转轴(15)的底端对称设置有下支撑杆(16)，各所述上支撑杆(24)的底端和下支撑杆(16)的底端分别设置有上挡板(26)和下挡板(14)，各上挡板(26)和上护壳(25)的内侧壁通过弹簧二(20)连接，各下挡板(14)和下护壳(23)的内侧壁通过弹簧一(12)连接，各所述弹簧一(12)的左端和右端均设置有限位板一(13)，并且弹簧二(20)的左端和右端均设置有限位板二(19)；其中位于立柱(3)同侧的各个上钢索(7)的挂接高度不同且各个上钢索(7)的弹簧三(29)的弹性系数不同，其中位于较高挂载点的上钢索(7)上的弹簧三(29)的弹性系数小于较低挂载点上的弹簧三(29)的弹性系数且位于对称处的两个弹簧三(29)的弹性系数相同。2.根据权利要求1所述的一种桥梁抗震装置及其抗震方法，其特征在于：所述主桥面(2)的顶端均设置有护栏(6)，并且各护栏(6)位于主桥面(2)的前端和后端。3.根据权利要求1所述的一种桥梁抗震装置及其抗震方法，其特征在于：各所述辅桥面(4)和主桥面(2)均通过橡胶垫(5)固定连接。4.根据权利要求1所述的一种桥梁抗震装置及其抗震方法，其特征在于：各所述立柱(3)的中部内侧均设置有支撑块(9)，并且各支撑块(9)的顶端和主桥面(2)固定连接。5.根据权利要求1所述的一种桥梁抗震装置及其抗震方法，其特征在于：所述连接梁(11)为弧形结构。6.根据权利要求1所述的一种桥梁抗震装置及其抗震方法，其特征在于：各所述伸缩缝(28)的内部填充有发泡胶。7.根据权利要求1所述的一种桥梁抗震装置及其抗震方法，其特征在于：所述上护壳(25)的圆周外壁套装有密封圈(18)，并且密封圈(18)的圆周外壁套装在下护壳(23)的圆周内壁。8.一种桥梁抗震装置的抗震方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、通过立柱(3)、上钢索(7)和下钢索(8)的配合对主桥面(2)进行一定的拉伸防
止主桥面(2)在受到外力冲击时，主桥面(2)发生变形位移；步骤二、通过连接梁(11)对立柱(3)进行固定防止连接梁(11)发生变形，并通过横梁(10)将桥面和抗震装置进行连接；步骤三、当主桥面(2)受到横向的冲击力时，主桥面(2)前后移动，立柱(3)会发生形变，在外力消失后，在连接梁(11)的作用下，立柱(3)会带动桥面缓慢恢复形变；步骤四、当主桥面(2)受到向上或者向下的冲击力时，上护壳(25)和下护壳(23)会进行上下滑动配合，通过上支撑杆(24)和下支撑杆(16)，发生形变，吸收冲击力，在冲击力消失后，上支撑杆(24)和下支撑杆(16)再通过弹簧二(20)和弹簧一(12)缓释吸收的冲击力。

技术总结
本发明公开了一种桥梁抗震装置及其抗震方法，包括多个桥墩、多个抗震结构和主桥面，各抗震结构的顶端均设置有横梁，主桥面的左端和主桥面的右端均设置有辅桥面，主桥面的前端和后端均左右对称设置有一组下钢索，并且主桥面的前端和后端均设置有立柱，各上钢索的底端均设置有缓冲壳，并且各缓冲壳内部均设置有腔室，腔室的底端开设有圆孔，各下钢索的顶端穿过圆孔并向腔室内部延伸，抗震结构包括上护壳和下护壳，上护壳的左侧壁和右侧壁均设置有连接杆，连接杆的中部设置有转轴，并且转轴的顶端对称设置有上支撑杆，转轴的底端对称设置有下支撑杆，从而有效降低外力对桥梁的冲击导致的损坏和位移。的损坏和位移。的损坏和位移。


技术研发人员：林彬 李金甫 崔勇林
受保护的技术使用者：林彬
技术研发日：2022.12.23
技术公布日：2023/9/22