專利名稱：一種避免橋墩損壞的方法和它的安保裝置的制作方法
技術領域：
屬橋梁設計與制造技術領域，確切地說是關于避免橋墩損壞的技術。
背景技術：
橋梁支座除承載橋梁自重以及橋面車輛載荷時可繞水平軸作一定量的自由轉動外，支座還具有沿水平向自由伸縮以消除因環境溫度引起的熱應力。同時，根據具體要求支座在水平方向給予一定的約束。因此，這些支座的型式分為無水平約束的雙向活動支座，在水平面內的一個方向約束和另一方向無約束的單向活動支座，以及在水平面全約束的固定支座。這些水平約束力是豎向承載力的約百分之十至百分之二十。當然，這些型式的支座均有繞水平軸作一定量自由轉動的功能。
橋梁支座滿足了常態條件下的使用要求，但對一些突發事件，如地震，水平撞擊可能帶來的損壞，及如何避免均未予以顧及。
發明內容
本發明要提供一種為了橋墩使用安全，在產生意外水平方向的作用力時，如地震引起的慣性力和船舶的撞擊力等。這時候，希望水平約束能自行解除，讓橋梁在水平方向無約束的滑移從而免除對橋墩損壞的一種避免橋墩損壞的方法和它的安保裝置。
本發明采取的技術方案在橋墩的支座上，用一個能承載水平位移約束力Q的安保裝置，運行中產生的水平力小于支座水平極限承載力的下限A時，它能有效地約束橋梁的水平向位移；當突發事故產生的水平力，一旦在支座水平極限承載力下限A和上限B之間時，則安保裝置破壞，約束完全解除。這個安保裝置是一個由成份為C3.6～3.8％，Si2.0～0.4％，Mn0.5～0.7％，P＜0.08％，S＜0.025％，經850℃正火熱處理后的鑄鐵，選用其抗拉強度在600～650Mpa的材料并將其構成一定形狀的擋塊組成。安保裝置結構形式是支座上有一個底板，底板上有球座，并被順橋方向二側的垂直側板相連成整體的頂板所復蓋，在這個現有技術基礎上將其二垂直側板與頂板分離為一個帶狹窄橫截面構成斷裂槽口的長方體擋塊，擋塊上沿有孔由螺栓與頂板邊沿螺孔螺合緊固。并在球座與底板之間設置一個其法向線始終垂直擋塊平面與擋塊接觸點始終不變的柱曲面。其余部份結構是頂板朝下一面覆蓋一層不銹鋼光滑板，與厚度超過淺球曲面深度的聚四氟乙烯平板相接觸，平板與淺球座上球面相粘結，球座的光滑下球面與下方的聚四氟乙烯球板粘結，帶柱曲面的底座，在曲面處粘結一層聚四氟乙烯薄層；從上到下，從頂板到底板依次疊合在一起。
實施本發明后，由于在底座和球座之間有塑料聚四氟乙烯作摩擦付，在球座與頂板之間有聚四氟乙烯和不銹鋼光滑板作摩擦付，而又以球面接觸，所以角位移很容易，能適應日常運行的需求，而且現在頂板橋向二側垂直側板原先與頂板連成整體，現在改成分離式并有一個帶狹窄橫截面構成的斷裂槽口，這個槽口的強度，一旦出現突發事件就會斷裂，解除橋墩與橋箱梁之間的約束，二者自然分離，保護了橋墩免受損失。
圖1，為本發明裝置的立體示意圖；圖2，為本裝置的分離式立體示意圖；圖3，為頂板3與底座8之間的剖視圖；圖4，為角位移時，接觸力在擋塊2上的位置和方向不變。
具體實施例方式現結合附圖對發明作進一步說明，在橋墩的支座上，用一個能承載水平位移約束力Q的安保裝置，運行中產生的水平力小于支座水平極限承載力的下限A時，它能有效地約束橋梁的水平向位移；當突發事故產生的水平力，一旦在支座水平極限承載力下限A和上限B之間時，則安保裝置破壞，約束完全解除。這個安保裝置是一個由成份為C3.6～3.8％，Si2.0～0.4％，Mn0.5～0.7％，P＜0.08％，S＜0.025％，經850℃正火熱處理后的鑄鐵，選用其抗拉強度在600～650Mpa的材料并將其構成一定形狀的擋塊組成。安保裝置其結構形式是支座上有一個底板，底板上有一個球座，并被順橋方向二側的垂直側板相連成整體的頂板所復蓋，在這個現有技術基礎上將其二垂直側板與頂板分離為一個帶狹窄橫截面構成斷裂槽口1的長方體擋塊2，擋塊上沿有孔由螺栓與頂板3邊沿螺孔螺合緊固。并在球座與底板之間設置一個其法向線始終垂直擋塊平面與擋塊接觸點始終不變的柱曲面7，其余部份結構是頂板3朝下一面覆蓋一層不銹鋼光滑板，與厚度超過淺球曲面深度的聚四氟乙烯平板4相接觸，平板4與淺球座上球面相粘結，球座5的光滑下球面與下方的聚四氟乙烯球板6粘結，帶柱曲面7的底座8，在曲面處粘結一層聚四氟乙烯薄層9；從上到下，從頂板到底板依次疊合在一起。圖3顯示頂板3與底座8之間的剖視圖，其中Δ為斷口區域，圖4為頂板與球座繞球面9的圓心逆時針轉動，同時頂板相對球座向左側移動后，擋塊與曲柱面接觸時，接觸力在擋塊上的位置和方向不變。
支座水平極限承載力下限A和上限B均根據橋梁規模不同等級由使用者確定，擋塊2狹窄橫截面的寬度斷裂口1的深淺，由A和B的數據來確定。
實施例1跨經60米，橋墩為中墩，支座豎向承裁力16000KN，支座限位方向水平極限承載力Q(KN)A＝1500(KN)，B＝1800(KN)
權利要求
1.一種避免橋墩損壞的方法，其特征是在橋墩的支座上，有一個能承載水平位移約束力Q的安保裝置，運行中產生的水平力小于支座水平極限承載力的下限A時它能有效地約束橋梁的水平向位移；當突發事故產生的水平力，一旦在支座水平極限承載力下限A和上限B之間時，則安保裝置破壞，約束完全解除。
2.根據權利要求1所述的方法，其特征是所述的安保裝置是一個由成份為C3.6～3.8％，Si2.0～0.4％，Mn0.5～0.7％，P＜0.08％，S＜0.025％，經850℃正火熱處理后的鑄鐵，選用其抗拉強度在600～650Mpa的材料并將其構成一定形狀的擋塊組成。
3.一種避免橋墩損壞的安保裝置，包含支座上有一個底板，底板上有一個球座，并被順橋方向二側的垂直側板相連成整體的頂板所復蓋，其特征是二垂直側板與頂板分離為一個帶狹窄橫截面構成斷裂槽口(1)的長方體擋塊(2)，擋塊上沿有孔由螺栓與頂板(3)邊沿螺孔螺合緊固；并在球座(5)與底板(8)之間設置一個其法向線始終垂直擋塊平面(2)，與擋塊接觸點始終不變的柱曲面(7)；頂板(3)朝下一面覆蓋一層不銹鋼光滑板，與厚度超過淺球曲面深度的聚四氟乙烯平板(4)相接觸，平板(4)與淺球座(5)上球面相粘結，球座(5)的光滑下球面與下方的聚四氟乙烯球板(6)粘結，帶柱曲面(7)的底座(8)，在曲面處粘結一層聚四氟乙烯薄層(9)；從上到下，從頂板(3)到底板(8)依次疊合在一起。
全文摘要
一種避免橋墩損壞的方法和它的安保裝置，屬橋梁設計與制造技術領域，其特點是選用特定成份材料，經熱處理后構成的鑄鐵，選出固定抗拉強度部份，做成帶狹窄橫截面構成斷裂槽口的長方體擋塊，組成能承載水平位移約束力Q的安保裝置，當運行中產生的水平力小于支座水平極限承載力的下限A時，它能有效地約束橋梁的水平向位移；當突發事件產生的水平力一旦在支座水平極限承載力下限A和上限B之間時，則安保裝置破壞，橋墩與橋箱梁之間的約束完全解除，二者自然分離，保護了橋墩免受失，這個發明豐富了橋梁設計與制造的內容。
文檔編號E01D19/02GK1804222SQ20051002715
公開日2006年7月19日 申請日期2005年6月27日 優先權日2005年6月27日
發明者沈枚, 張忠恩 申請人:上海材料研究所