各向異性拉索限位器的制作方法

本實用新型屬于土木工程、地震工程技術領域，具體涉及一種適用于橋梁限位的各向異性拉索限位器。

背景技術：

多次地震災害調查發現，橋梁在強震作用下經常發生落梁、碰撞等震害，這往往引發震后救災生命線的中斷，從而給及時的救援帶來很大困難。針對此問題，學者們曾提出各種墩梁限位裝置，主要有拉索限位器、鋼桿限位器、防碰撞限位塊等。其中拉索限位器主要是采用拉索將主梁與墩連接，防止地震下落梁的發生；鋼桿限位器則是將相鄰梁體用鋼桿連接，從而使地震作用下梁體成為一個整體；限位塊則經常放在蓋梁的兩端，防止梁體的側向位移。

這些限位裝置一定程度上減輕了落梁、碰撞等震害，但大多功能單一，很難做到既防落梁又防碰撞；同時，這些傳統的限位裝置大多采用定性的方法設置，在強震發生時能否實現限位則是值得懷疑的；目前尚未有能夠在三個維度上實現不同松弛量的限位裝置在橋梁上應用。

技術實現要素：

為了實現縱、橫和豎向松弛量不同的目的，本實用新型的目的在于提供一種各向異性拉索限位器，該裝置在地震作用下不僅能夠從縱、橫向對橋梁進行限位，而且能夠有效限制橋面板的平面內轉動等。

本實用新型提出的一種各向異性拉索限位器，包括下錨具1、下底板2、拉索3、上錨具4、滑板5和上頂板6，其中：下底板2與上頂板6為鋼板與加勁肋板連接組成的格構式板件，上頂板6和下底板２相對布置，上頂板6和下底板２上的加勁肋板朝外布置；上頂板6中心開有橢圓形孔8，橢圓形孔8的尺寸根據正常使用下所需要的縱、橫向滑移量和拉索3的直徑共同確定；上錨具4與下錨具1的結構相同，下錨具1與下底板2固定連接，且下錨具1與下底板2上的加勁肋板位于同側，滑板5為一直徑大于橢圓形孔8短軸的鋼圓盤，其底部通過聚四氟乙烯板與上頂板6連接，且滑板５與下頂板6上的加勁肋板位于同側；滑板5頂部固定有上錨具４，所述拉索3上端通過預張拉錨固在上錨具4上，下端通過和拉錨固在下錨具1上；下底板2上加勁肋板的高度根據下錨具1的高度確定；上頂板6上的加勁肋板的高度根據滑板5與上錨具4的總高度確定。

本實用新型中，所述下底板2和上頂板6上均設有錨固螺栓孔7。

本實用新型中，所述上錨具4與下錨具1采用小型預應力鋼絞線圓錨。

本實用新型的使用方法為：如將各向異性拉索限位器放置在橋面板的四個角，其中橢圓形孔的長軸垂直橋面板橫向。根據橋梁的正常使用要求，確定橢圓孔的有效長半軸值(橢圓的長半軸減去拉索半徑)和有效短半軸值(橢圓的短半軸減去拉索半徑)。建立橋梁的有限元模型，不斷改變拉索的剛度，直到給定地震動下的位移響應值減小到可接受的范圍，再將此時的拉索剛度乘以一定的安全系數，作為拉索的設計剛度。繼而可得出所需鋼絞線的面積，則上頂板橢圓孔的實際長半軸與短半軸即可確定。

本實用新型的有益效果在于：本實用新型可對多種橋型進行不同方向的限位，地震后拉索能夠很方便的更換，同時本裝置構造簡單，可靠性好。

附圖說明

圖1是各向異性拉索限位器的正視構造圖。

圖2是圖1的俯視構造圖。

圖3是橋面板的縱向運動示意圖。

圖4是橋面板的橫向運動示意圖。

圖5是橋面的旋轉運動示意圖。

圖中標號：1為下錨具，2為下底板，3為拉索，4為上錨具，5為滑板，6為上頂板，7為錨固螺栓孔，8為橢圓形孔，9為拉索水平路徑。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本實用新型進行進一步的說明。

實施例１：在圖1、2中的各向異性拉索限位器，由下錨具1、下底板2、拉索3、上錨具4、滑板5、上頂板6組成。其中下錨具1采用小型預應力鋼絞線圓錨；下底板2為開有圓形螺栓孔7的鋼板與加勁肋板組成的格構式板件，其中肋板的高度根據下錨具的高度確定；拉索3為普通預應力鋼筋線，根據受力的需要確定其橫截面積；上錨具4與下錨具1一致；滑板5為一直徑大于橢圓孔短軸的鋼圓盤，其下底面粘貼3mm厚的聚四氟乙烯板來減小滑板與上頂板間的摩擦力；上頂板6為開有圓形螺栓孔7的鋼板與加勁板組成的格構式板件，其中上頂板中心開有橢圓形孔8，加勁板的高度由滑板5與上錨具4的總高度確定，橢圓形孔8的尺寸根據正常使用下所需要的縱、橫向滑移量和拉索的直徑共同確定。

結合圖3、4、5對各向異性拉索限位器在橋梁上的應用進行說明。圖3為橋面板在縱向發生滑動時，多向異性拉索限位裝置的位移狀態；其中虛線代表橋面板未發生滑動時的狀態，此時拉索3位于橢圓孔8的中心位置，當橋面板相對下部結構發生縱向相對運動時，且相對位移超過橢圓孔8的有效長半軸值(橢圓孔長半軸長減去拉索的半徑)后，拉索3開始發揮作用，拉索憑借其強大的剛度限制橋面板的進一步縱向滑動。圖4為橋面板在橫向發生滑動時，各向異性拉索限位器的位移狀態，其限位機理與縱向一致。圖5為橋面板發生繞其中心旋轉時，各向異性拉索限位器的位移狀態，可見此時拉索水平路徑9為一斜線，也就是說在轉動的情況下，同時會伴隨縱、橫向位移的發生，所以當縱向或橫向的位移超過橢圓孔8的有效半軸值(橢圓孔半軸長減去拉索的半徑)后，拉索開始受力，從而限制扭轉位移的進一步發生。通過圖3、4、5可以看出，拉索運動后實際所處的位置是其所有可能點到初始點的距離最短的哪一個點。

應當理解，在不脫離本實用新型的范圍內，可以對上述裝置和應用例進行多種改變，即可以對各向異性拉索限位器的開孔形狀進行改變，同時可以將其應用到斜彎橋等多種橋型中。凡在本實用新型的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍內。