[发明专利]一种齿轮齿条式耗能桥梁支座

说明书

本发明公开了一种齿轮齿条式耗能桥梁支座，在利用球型支座本体满足在桥塔上支撑主梁的需求的同时，通过耗能单元能够消耗主梁相对桥塔水平移动的动能，也即通过上支座板向主梁提供了阻尼力，有效抑制了主梁与桥塔之间的水平位移，能够减轻桥梁支座因主梁相对桥塔持续运动而导致的疲劳损坏，以延长桥梁支座的使用寿命，降低了维护成本；而且，本发明以模块化设计理念将桥梁支座分为球型支座本体和耗能单元该两个独立安装的部分，降低了安装和后续维护工作的难度，进一步降低了维护成本；并且，本发明通过改变终端电阻的阻值，即可以很方便的调节阻尼力的大小，为本发明应用在工程实际中提供了便利。

技术领域

本发明涉及漂浮体系或半漂浮体系桥梁的支座，具体的说是一种齿轮齿条式耗能桥梁支座。

背景技术

在土木工程领域，采用漂浮体系或半漂浮体系的桥梁需要在主梁梁端和桥塔处安装支座。球形支座主要具备两方面的功能，一方面能够传递主梁的竖向荷载，另一方面能够释放因为温度变化、车辆荷载、风荷载等因素引起的桥梁变形和运动位移。但是在大跨度桥梁的日常服役过程中，主梁因为车辆荷载，风荷载等的激励，会产生相对桥塔(台)的持续不断的往复运动。这种状况难以避免地会引起桥梁支座的疲劳损坏，而不得不进行频繁的检修和维护，并定期对支座进行更换。维护和更换支座的过程较为繁琐，这大大增加了桥梁运营的维护难度和安全风险。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种齿轮齿条式耗能桥梁支座，以解决现有技术中桥梁支座因主梁相对桥塔持续运动而导致容易疲劳损坏且维护更换困难的问题。

解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下：

一种齿轮齿条式耗能桥梁支座，包括球型支座本体，该球型支座本体的上支座板和下支座板分别用于与桥梁的主梁梁端和桥塔固接；该球型支座本体可采用现有结构形式，图2示出了其中一种，即：由从上至下依次设置的上支座板、上聚四氟乙烯板、球形板、下聚四氟乙烯板和下支座板组成，以使得：主梁的竖向荷载沿上支座板、上聚四氟乙烯板、球形板、下聚四氟乙烯板和下支座板的路径依次传递到桥塔。

其特征在于：所述齿轮齿条式耗能桥梁支座还包括至少一组耗能单元；该耗能单元的数量取决于齿条板的长度以及桥梁对阻尼力的需求，可根据实际需要设置。

所述耗能单元设有齿条板、支架、齿轮传动机构、发电机和终端电阻；所述齿条板与上支座板固接，所述支架与所述桥塔固接，所述齿轮传动机构安装在所述支架中，所述发电机的机身固定在所述支架上，使得所述齿条板能够通过齿轮传动机构带动所述发电机的转轴旋转；所述终端电阻电性连接在所述发电机的输出端。

从而，本发明的齿轮齿条式耗能桥梁支座的工作原理如下：

当主梁和桥塔之间产生水平向的相对位移，使得上支座板与下支座板之间产生平行于齿条板6长度方向的S1方向的运动时，以主梁和上支座板为活动端，桥塔、下支座板和支架为静止端进行分析，齿条板会跟随上支座板作沿S1方向的直线运动，并通过齿轮传动机构带动发电机的转轴旋转，该转轴旋转的机械能驱动发电机工作并使其输出端输出电能，发电机输出的电能最终再经由终端电阻耗散为热能；因此，本发明在利用球型支座本体满足在桥塔上支撑主梁的需求的同时，通过耗能单元能够消耗主梁相对桥塔水平移动的动能，也即通过上支座板向主梁提供了阻尼力，有效抑制了主梁与桥塔之间的水平位移，能够减轻桥梁支座因主梁相对桥塔持续运动而导致的疲劳损坏，以延长桥梁支座的使用寿命，降低了维护成本；

而且，本发明以模块化设计理念将桥梁支座分为球型支座本体和耗能单元该两个独立安装的部分，降低了安装和后续维护工作的难度，进一步降低了维护成本；

并且，本发明通过改变终端电阻的阻值，即可以很方便的调节阻尼力的大小，为本发明应用在工程实际中提供了便利。

优选的：所述耗能单元由金属构件组成，以提高桥梁支座的耐疲劳性能，进一步降低维护成本。