[实用新型]具有防落梁和防碰撞功能的减隔震结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及桥梁的减隔震技术领域。

背景技术

强震作用下桥梁结构经常发生落梁和相邻跨主梁间碰撞的灾害，这将导致严重后果。减隔震设计被证明是一种有效的抗震策略，能最大限度减小结构损伤，但是，现有技术中的减隔震设计将导致桥梁结构的位移较大，落梁和相邻跨主梁之间的碰撞风险增加，传统的桥梁减隔震支座不能有效控制这种风险，或者虽然降低了这种风险，但是牺牲了减隔震机制充分发挥所需要的变形能力和耗能能力。

因此，如何研发一种既能防止落梁和相邻跨主梁间碰撞灾害的发生，又能充分发挥减隔震设计的优势，能够较为全面地提高桥梁结构抵御地震风险的能力的具有防落梁和防碰撞功能的减隔震结构，是本领域技术人员亟需解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题，是提供一种具有防落梁和防碰撞功能的减隔震结构，其既能防止落梁和相邻跨主梁间碰撞灾害的发生，又能充分发挥减隔震设计的优势，能够较为全面地提高桥梁结构抵御地震风险的能力。

为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案是：

一种具有防落梁和防碰撞功能的减隔震结构，包括分别位于主梁Ⅰ与桥墩之间的连接系统Ⅰ、位于主梁Ⅱ与桥墩之间的连接系统Ⅱ、PLC智能控制系统和电源，所述连接系统Ⅰ包括连接主梁Ⅰ与桥墩的磁流变阻尼器Ⅰ、测量主梁Ⅰ与桥墩相对位移的位移传感器Ⅰ和位于主梁Ⅰ与桥墩之间的支座Ⅰ；所述连接系统Ⅱ包括连接主梁Ⅱ与桥墩的磁流变阻尼器Ⅱ、测量主梁Ⅱ与桥墩相对位移的位移传感器Ⅱ和位于主梁Ⅱ与桥墩之间的支座Ⅱ；所述磁流变阻尼器Ⅰ和所述磁流变阻尼器Ⅱ分别通过传输通道Ⅰ和传输通道Ⅲ与PLC智能控制系统连接，所述位移传感器Ⅰ和位移传感器Ⅱ分别通过传输通道Ⅱ和传输通道Ⅳ将相对位移信号传输至PLC智能控制系统；PLC智能控制系统经过分析计算，分别向位移传感器Ⅰ和位移传感器Ⅱ输入工作电压，并分别向磁流变阻尼器Ⅰ和磁流变阻尼器Ⅱ输入控制电压；所述电源与PLC智能控制系统连接。

作为优选，还包括力传感器和力传感器，所述力传感器和力传感器分别位于磁流变阻尼器和磁流变阻尼器Ⅱ的端部，所述力传感器和力传感器分别将实时采集的力信号传输至PLC智能控制系统。

作为优选，所述磁流变阻尼器Ⅰ的一端与主梁Ⅰ的底端相连，另一端与桥墩的顺桥向侧壁相连，磁流变阻尼器Ⅱ的一端与主梁Ⅱ的底端相连，另一端与桥墩的顺桥向侧壁相连。

作为优选，所述支座Ⅰ和支座Ⅱ为常规支座或减隔震支座。

作为优选，所述位移传感器Ⅰ和位移传感器Ⅱ采用拉线式位移传感器或红外位移传感器。

作为优选，所述力传感器Ⅰ与磁流变阻尼器Ⅰ串联连接，所述力传感器Ⅱ与磁流变阻尼器Ⅱ串联连接，所述力传感器和力传感器分别通过传输通道Ⅰ传输通道Ⅲ与PLC智能控制系统连接。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：现有技术中的减隔震设计将导致桥梁结构的位移较大，落梁和相邻跨主梁之间的碰撞风险增加，传统的桥梁减隔震支座不能有效控制这种风险，或者虽然降低了这种风险，但是牺牲了减隔震机制充分发挥所需要的变形能力和耗能能力。本实用新型分别利用位于主梁Ⅰ与桥墩、主梁Ⅱ与桥墩之间的位移传感器Ⅰ和位移传感器Ⅱ与磁流变阻尼器Ⅰ和磁流变阻尼器Ⅱ，实时采集相对位移信号传输至PLC智能控制系统；PLC智能控制系统将位移信号转换为搭接长度信号，并结合时间信息实时分析判断主梁Ⅰ与桥墩、主梁Ⅱ与桥墩的搭接状态、主梁Ⅰ与主梁Ⅱ之间的间距状态和搭接长度变化趋势；PLC智能控制系统根据主梁Ⅰ与桥墩、主梁Ⅱ与桥墩的搭接状态、主梁Ⅰ与主梁Ⅱ之间的间距状态和搭接状态变化趋势，分别调节位于主梁Ⅰ与桥墩、主梁Ⅱ与桥墩之间的磁流变阻尼器Ⅰ和磁流变阻尼器Ⅱ的输入电压，控制主梁Ⅰ和主梁Ⅱ相对于桥墩的移动。本实用新型实现了桥梁减隔震的半主动控制，通过实时采集主梁和桥墩的状态和运动趋势，通过PLC智能控制系统实时控制磁流变阻尼器的阻尼力，达到减隔震的效果。

本实用新型提供的减隔震结构既能防止落梁和相邻跨主梁间碰撞灾害的发生，又能充分发挥减隔震设计的优势，能够较为全面地提高桥梁结构低于地震风险的能力。

附图说明

图1为本实用新型的实施例一的结构示意图；

图2为本实用新型的实施例二的结构示意图；

图3为本实用新型的主梁Ⅰ和主梁Ⅱ与桥墩相对位移示意图；