CN118326816A - 一种桥梁体外预应力索的抗震装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及桥梁附件技术领域，具体公开了一种桥梁体外预应力索的抗震装置，包括：安装座，安装座固定安装在桥梁上；固定夹，固定夹包括上卡箍和下卡箍，所述下卡箍滑动安装在安装座上，且滑动方向与钢索的长度方向相同，下卡箍与安装座之间安装有弹性件和阻尼器；固定结构，固定结构用于使上卡箍和下卡箍固定在一起夹紧钢索，当固定夹两端受到钢索的拉力大小不同时，弹性件发生形变时，固定夹沿钢索方向滑动，当固定夹相对于安装座滑动一定距离后；当钢索两端受力差太大时，打开固定结构使上下卡箍松开钢索，然后再次夹紧钢索，平衡钢索两端的受力。

Description

一种桥梁体外预应力索的抗震装置

技术领域

本发明涉及桥梁附件技术领域，具体涉及一种桥梁体外预应力索的抗震装置。

背景技术

桥梁出现结构变形、结构裂缝等问题时，桥梁内部结构安全性下降，不能满足使用要求，为了确保桥梁结构服役期内具有良好的使用性能，需要适时采取加固措施封闭裂缝提高耐久性或者恢复结构承力能力，若不及时发现和加固处理，若不及时修复和加固，裂缝会在荷载、温差、材料、工艺等因素影响下不断扩大，形成肉眼可见的裂缝，最终危害到整个桥梁结构，甚至造成桥梁垮塌事故，对工程安全造成严重的影响，威胁生命安全。所以及时加固桥梁至关重要。

期刊《建材与装饰》2016年19期发表的《桥梁预应力体外索加固设计方法》中，进行预应力体外索加固时，在桥梁上确定需要加固的位置安装预应力锚具，然后预应力体外索的两端连接在预应力锚具上，在桥梁上安装转向块和锚固块，转向块和锚固块的底部设置有安装座，通过化学锚栓使安装座固定在桥梁上，转向块用于导向的钢索的走向，锚固块用于固定钢索的中部位置，且钢索的长度越长，振动越大，这样会对钢索的受力和使用寿命产生不利影响。需要用锚固块每隔几米将钢索作固定，且在转向块或锚固块上安装减震装置，在受到动荷载作用后，要尽可能的将体外索的振动效果降低。

上述文献中同时提到要对体外束的张拉进行适当的控制，使其有所降低，以防止体外束长期处于一种高应力状态下工作，在预应力结构中，索夹用于夹紧钢缆以提供预应力，通常情况下，设计和施工过程会努力确保索夹两边钢索的受力尽可能均匀，以保证结构的稳定性和安全性，索夹两端的受力可能会因预应力施加方式、外部因素和其他情况产生较大的差异，因此可能会出现索夹一端的钢索处于高应力状态。

发明内容

本发明提供一种桥梁体外预应力索的抗震装置，旨在解决相关技术中索夹两端的受力不同，一端的钢索处于高应力状态的问题。

一种桥梁体外预应力索的抗震装置，包括安装座，安装座固定安装在桥梁上，还包括：

固定夹，固定夹包括上卡箍和下卡箍，所述下卡箍滑动安装在安装座上，且滑动方向与钢索的长度方向相同，下卡箍与安装座之间安装有用于减小固定夹震动的弹性件和阻尼器 ；

固定结构，所述固定结构包括两个分别安装在下卡箍底部两端的安装条、具有限位功能的环形滑槽和安装在安装条上用于使安装条复位的复位件，安装条上设置有与环形滑槽滑动配合的卡块一，所述上卡箍与安装条之间安装有用于连接两者的螺栓，当固定夹两端受到钢索的拉力大小不同时，固定夹被钢索拉动沿安装座滑动，当卡块一滑动至环形滑槽一端后，卡块一在弹性件的作用下倾斜向上滑动至环形滑槽顶端的中部，复位件使安装条下降从而使上卡箍和下卡箍夹紧钢索。

其效果在于：当钢索一端的拉力大于另一端的拉力时，上卡箍和下卡箍克服弹性件弹力向拉力大的一端移动，同时，安装条随着固定夹一起运动，当上卡箍和下卡箍相对于安装座滑动一定距离后，卡块一滑动至环形滑槽一端后，环形滑槽不再限制卡块一上升，安装座上升使螺栓的螺帽不再压紧上卡箍，同时，上卡箍和下卡箍可沿螺栓上滑动，因此上卡箍和下卡箍对钢索的夹紧力减小，从而不再固定钢索，使钢索两端受力平衡，然后固定夹在弹性件的作用下复位并重新夹紧钢索，这样设置能避免固定夹两端钢索受力不同导致一端钢索处于高应力状态。

优选的，所述上卡箍和下卡箍用于夹持钢索的面上均设置有防滑纹，其效果在于：能更好的夹持钢索，增大固定夹对钢索的摩擦力。

优选的，所述固定结构还包括升降滑动安装在安装条底端的拉板，所述复位件为拉簧且安装在安装条与拉板之间，拉板上安装有卡块二，卡块一与安装条滑动连接且两者之间安装有压簧，安装座上设置有围板，围板上对应卡块二的位置设置有直滑槽，环形滑槽的中部设置有等腰梯形的导向块，导向块底部的两端对称设置有斜面块，斜面块将环形滑道分成上滑道和下滑道，下滑道两端到直滑槽的距离小于下滑道中部到直滑槽的距离，导向块的中部开设有与上滑道相接的斜面通道，其效果在于：当固定夹相对于安装座滑动时，卡块一、二在环形滑槽和直滑槽内滑动，当滑动到边缘处时，卡块一可沿环形滑槽上升，同时卡块一、二之间的间距变小，安装条受到拉簧的拉力减小，上卡箍对钢索的压力减小从而使两者之间的摩擦力减小，钢索摩擦力小于受到的拉力，因此相对于上卡箍运动，平衡固定夹两端钢索的受力。

优选的，所述直滑槽两端的顶部开设有相对称的延伸槽，延伸槽的形状为直角梯形，其效果在于：当卡块二滑动到延伸槽的位置后，由于安装条与拉板之间连接有拉簧，因此，当钢索一端的拉力过大，上卡箍和下卡箍分开，如果拉板不上升，拉簧对安装条施加拉力，因此，上卡箍对钢索有向下的压力，从而导致上卡箍与钢索的摩擦力较大。

优选的，所述安装座上固定安装有两个对称设置的角钢板，所述角钢板与围板之间形成与安装条和拉板相适配的安装槽，角钢板也设置有环形滑槽和直滑槽，安装条和拉板靠近角钢板的一侧也分别设置有卡块一和卡块二，其效果在于：通过角钢板与围板之间形成的空间作为安装条和拉板的位置，通过拆卸角钢板即可方便组装和拆卸安装条和拉板。

优选的，所述弹性件为弹簧，弹簧设置在围板内，且弹簧两端与围板的两内侧壁连接，所述弹簧的中部与下卡箍的底部固定连接，其效果在于：固定夹相对于安装座滑动时，弹簧两端分别被拉伸和压缩，从而积累弹性势能。

优选的，所述下卡箍的左右两侧上均滑动安装有可沿钢索长度方向滑动的滑竿，所述下卡箍和安装座的两端均安装有避免滑竿向下卡箍内运动的限制组件，其效果在于：通过滑竿相对于下卡箍伸出的长度来判断对钢索受力的补偿情况。

优选的，所述滑竿上设置有两排棘齿，所述限制组件为弹片，下卡箍和安装座上的弹片可分别卡在两排棘齿之间避免棘齿向下卡箍内运动，其效果在于：通过棘齿和弹片的配合，在固定夹相对于安装座滑动时控制滑竿相对于下卡箍伸出的长度。

有益效果：

当钢索一端的拉力大于另一端的拉力时，固定夹克服弹性件弹力向拉力大的一端移动，当固定夹相对于安装座滑动一定距离后，上卡箍和下卡箍对钢索的夹紧力减小，从而不再固定钢索，使钢索两端受力平衡，然后固定夹在弹性件的作用下复位并重新夹紧钢索，这样设置能避免固定夹两端钢索受力不同导致一端钢索处于高应力状态。

附图说明

图1为本发明使用时初始状态下的结构示意图。

图2为本发明的剖视图。

图3为图2中A处的放大结构示意图。

图4为本发明的爆炸结构示意图。

图5为图4中B处的放大结构示意图。

图6为本发明中安装条的局部剖视图。

图7为本发明去掉一个角钢板后的结构示意图。

附图标记：

1、安装座；11、围板；12、角钢板；2、固定夹；21、上卡箍；22、下卡箍；221、滑竿；222、棘齿；223、弹片；23、弹性件；24、阻尼器；3、固定结构；31、安装条；311、卡块一；312、压簧；32、螺栓；33、拉板；331、卡块二；34、拉簧；35、环形滑槽；351、导向块；352、斜面块；36、直滑槽。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

如图1-图7所示，一种桥梁体外预应力索的抗震装置，包括：

安装座1，安装座1固定安装在桥梁上，安装座1靠近中部的位置设置有口字形的围板11，安装座1上固定安装有两个对称设置的角钢板12；

固定夹2，固定夹2包括上卡箍21和下卡箍22，上卡箍21和下卡箍22用于夹持钢索的面上均设置有防滑纹，下卡箍22滑动安装在安装座1上，且滑动方向与钢索的长度方向相同，下卡箍22与安装座1之间安装有弹性件23和阻尼器24，弹性件23为弹簧，弹簧设置在围板11内，且弹簧两端与围板11的两内侧壁连接，弹簧的中部与下卡箍22的底部固定连接，当发生震动时，弹性件23和阻尼器24配合实现减震；

固定结构3，固定结构3用于使上卡箍21和下卡箍22固定在一起夹紧钢索，当固定夹2两端受到钢索的拉力大小不同时，弹性件23发生形变时，固定夹2沿钢索方向滑动，当固定夹2相对于安装座1滑动一定距离后，固定结构3打开使上卡箍21不再压紧钢索，固定夹2在弹性件23的作用下复位，固定夹2复位后，固定结构3闭合使上卡箍21和下卡箍22夹紧钢索，固定结构3包括两个分别升降滑动安装在下卡箍22底部两端的安装条31，安装条31上安装有上下贯通的螺纹孔，上卡箍21和下卡箍22对应螺纹孔的位置开设有通孔，上卡箍21与安装条31之间通过螺纹孔安装有螺栓32，安装座1与下卡箍22之间安装有用于控制安装条31升降的升降结构。

如图4-图6所示，升降结构包括升降滑动安装在安装条31底端的拉板33，角钢板12与围板11之间形成与安装条31和拉板33相适配的安装槽，安装条31与拉板33之间安装有高强度的拉簧34，在初始状态下拉簧34处于拉伸状态，安装条31的两侧均滑动安装有卡块一311，拉板33的两侧均固定安装有卡块二331，卡块一311与安装条31之间安装有压簧312，围板11和角钢板12上对应卡块一311和卡块二331的位置均设置有环形滑槽35和直滑槽36，环形滑槽35的中部设置有形状为等腰梯形的导向块351，从而使环形滑槽35内形成一个环形滑道，导向块351底部的两端对称设置有斜面块352，斜面块352将环形滑道分成上滑道和下滑道，两个斜面块352的最低端相互靠近，最高端延伸至导向块351的斜边面所在的平面上，导向块351的中部开设有连通上滑道和下滑道的斜面通道，斜面通道的最低处与上滑道连接，直滑槽36两端的顶部开设有相对称的延伸槽，延伸槽的形状为直角梯形，初始状态下，卡块一311位于下滑道的中部，卡块一311的形状优选为倒三角形，卡块二331位于直滑槽36的中部。

工作原理：安装座1通过化学锚栓固定在桥梁上，然后用固定夹2夹紧钢索，当钢索一端的拉力大于另一端的拉力时，固定夹2克服弹性件23弹力向拉力大的一端移动，同时，安装条31随着固定夹2一起运动，卡块一311沿下滑道滑动，卡块二331向直滑槽36滑动，当卡块一311压缩压簧312越过斜面块352后，卡块二331到达直滑槽36端部的延伸槽内，此时安装条31不再被限制向上运动，因此上卡箍21和下卡箍22松开钢索，使钢索两端拉力平衡，然后，弹性件23弹力释放拉动下卡箍22复位，在此过程中，卡块一311沿导向块351的斜边面进入到上滑道最高处，卡块二331沿着延伸槽的斜面进入直滑槽36内，从而使安装条31与拉板33相互远离，拉簧34拉伸蓄能，然后卡块一311继续滑动一段距离后到达导向块351的中部，拉簧34拉动卡块一311通过导向块351中部的斜面通道到达初始位置重新夹紧钢索。

为了能够直观地知道抗震装置的补偿情况，进行以下改进：

如图2-图4所示，下卡箍22的左右两侧上均滑动安装有可沿钢索长度方向滑动的滑竿221，滑竿221的远离下卡箍22的一端设置有与滑竿221垂直的横杆，滑竿221上设置有两排棘齿222，下卡箍22和安装座1的两端均安装有弹片223，下卡箍22和安装座1上的弹片223可分别卡在两排棘齿222之间避免棘齿222向下卡箍22内运动，当钢索一端的拉力大于另一端的拉力时，下卡箍22向一端运动，从而通过弹片223推动棘齿222和滑竿221向外运动，当下卡箍22复位时，由于安装座1上的弹片223卡在棘齿222之间，下卡箍22上的弹片223越过棘齿222相对于滑竿221运动，因此可以根据滑竿221滑出的长度推断出对钢索的补偿情况。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (8)

1.一种桥梁体外预应力索的抗震装置，包括安装座（1），安装座（1）固定安装在桥梁上，其特征在于，还包括：

固定夹（2），固定夹（2）包括上卡箍（21）和下卡箍（22），所述下卡箍（22）滑动安装在安装座（1）上，且滑动方向与钢索的长度方向相同，下卡箍（22）与安装座（1）之间安装有用于减小固定夹（2）震动的弹性件（23）和阻尼器（24）；

固定结构（3），所述固定结构（3）包括两个分别安装在下卡箍（22）底部两端的安装条（31）、具有限位功能的环形滑槽（35）和安装在安装条（31）上用于使安装条（31）复位的复位件，安装条（31）上设置有与环形滑槽（35）滑动配合的卡块一（311），所述上卡箍（21）与安装条（31）之间安装有用于连接两者的螺栓（32），当固定夹（2）两端受到钢索的拉力大小不同时，固定夹（2）被钢索拉动沿安装座（1）滑动，当卡块一（311）滑动至环形滑槽（35）一端后，卡块一（311）在弹性件（23）的作用下倾斜向上滑动至环形滑槽（35）顶端的中部，复位件使安装条（31）下降从而使上卡箍（21）和下卡箍（22）夹紧钢索。

2.根据权利要求1所述的桥梁体外预应力索的抗震装置，其特征在于，所述上卡箍（21）和下卡箍（22）用于夹持钢索的面上均设置有防滑纹。

3.根据权利要求1所述的桥梁体外预应力索的抗震装置，其特征在于，所述固定结构（3）还包括升降滑动安装在安装条（31）底端的拉板（33），所述复位件为拉簧（34）且安装在安装条（31）与拉板（33）之间，拉板（33）上安装有卡块二（331），卡块一（311）与安装条（31）滑动连接且两者之间安装有压簧（312），安装座（1）上设置有围板（11），围板（11）上对应卡块二（331）的位置设置有直滑槽（36），环形滑槽（35）的中部设置有等腰梯形的导向块（351），导向块（351）底部的两端对称设置有斜面块（352），斜面块（352）将环形滑道分成上滑道和下滑道，下滑道两端到直滑槽（36）的距离小于下滑道中部到直滑槽（36）的距离，导向块（351）的中部开设有与上滑道相接的斜面通道。

4.根据权利要求3所述的桥梁体外预应力索的抗震装置，其特征在于，所述直滑槽（36）两端的顶部开设有相对称的延伸槽，延伸槽的形状为直角梯形。

5.根据权利要求4所述的桥梁体外预应力索的抗震装置，其特征在于，所述安装座（1）上固定安装有两个对称设置的角钢板（12），所述角钢板（12）与围板（11）之间形成与安装条（31）和拉板（33）相适配的安装槽，角钢板（12）也设置有环形滑槽（35）和直滑槽（36），安装条（31）和拉板（33）靠近角钢板（12）的一侧也分别设置有卡块一（311）和卡块二（331）。

6.根据权利要求5所述的桥梁体外预应力索的抗震装置，其特征在于，所述弹性件（23）为弹簧，弹簧设置在围板（11）内，且弹簧两端与围板（11）的两内侧壁连接，所述弹簧的中部与下卡箍（22）的底部固定连接。

7.根据权利要求1-6任一项所述的桥梁体外预应力索的抗震装置，其特征在于，所述下卡箍（22）的左右两侧上均滑动安装有可沿钢索长度方向滑动的滑竿（221），所述下卡箍（22）和安装座（1）的两端均安装有避免滑竿（221）向下卡箍（22）内运动的限制组件。

8.根据权利要求7所述的桥梁体外预应力索的抗震装置，其特征在于，所述滑竿（221）上设置有两排棘齿（222），所述限制组件为弹片（223），下卡箍（22）和安装座（1）上的弹片（223）可分别卡在两排棘齿（222）之间避免棘齿（222）向下卡箍（22）内运动。