本實(shí)用新型屬于土木工程、地震工程技術(shù)領(lǐng)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(shù)：

多次地震災(zāi)害調(diào)查發(fā)現(xiàn)，橋梁在強(qiáng)震作用下經(jīng)常發(fā)生落梁、碰撞等震害，這往往引發(fā)震后救災(zāi)生命線的中斷，從而給及時(shí)的救援帶來很大困難。針對(duì)此問題，學(xué)者們?cè)岢龈鞣N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(fā)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(gè)整體；限位塊則經(jīng)常放在蓋梁的兩端，防止梁體的側(cè)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(shí)，這些傳統(tǒng)的限位裝置大多采用定性的方法設(shè)置，在強(qiáng)震發(fā)生時(shí)能否實(shí)現(xiàn)限位則是值得懷疑的；目前尚未有能夠在三個(gè)維度上實(shí)現(xiàn)不同松弛量的限位裝置在橋梁上應(yīng)用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了實(shí)現(xiàn)縱、橫和豎向松弛量不同的目的，本實(shí)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?qū)蛄哼M(jìn)行限位，而且能夠有效限制橋面板的平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)等。

本實(shí)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(gòu)式板件，上頂板6和下底板２相對(duì)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(jù)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(jié)構(gòu)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(cè)，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(cè)；滑板5頂部固定有上錨具４，所述拉索3上端通過預(yù)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(jù)下錨具1的高度確定；上頂板6上的加勁肋板的高度根據(jù)滑板5與上錨具4的總高度確定。

本實(shí)用新型中，所述下底板2和上頂板6上均設(shè)有錨固螺栓孔7。

本實(shí)用新型中，所述上錨具4與下錨具1采用小型預(yù)應(yīng)力鋼絞線圓錨。

本實(shí)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(gè)角，其中橢圓形孔的長(zhǎng)軸垂直橋面板橫向。根據(jù)橋梁的正常使用要求，確定橢圓孔的有效長(zhǎng)半軸值(橢圓的長(zhǎng)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(dòng)下的位移響應(yīng)值減小到可接受的范圍，再將此時(shí)的拉索剛度乘以一定的安全系數(shù)，作為拉索的設(shè)計(jì)剛度。繼而可得出所需鋼絞線的面積，則上頂板橢圓孔的實(shí)際長(zhǎng)半軸與短半軸即可確定。

本實(shí)用新型的有益效果在于：本實(shí)用新型可對(duì)多種橋型進(jìn)行不同方向的限位，地震后拉索能夠很方便的更換，同時(shí)本裝置構(gòu)造簡(jiǎn)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(gòu)造圖。

圖2是圖1的俯視構(gòu)造圖。

圖3是橋面板的縱向運(yùn)動(dòng)示意圖。

圖4是橋面板的橫向運(yùn)動(dòng)示意圖。

圖5是橋面的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)示意圖。

圖中標(biāo)號(hào)：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(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步的說明。

實(shí)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(yù)應(yīng)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(gòu)式板件，其中肋板的高度根據(jù)下錨具的高度確定；拉索3為普通預(yù)應(yīng)力鋼筋線，根據(jù)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(gòu)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(jù)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(jié)合圖3、4、5對(duì)各向異性拉索限位器在橋梁上的應(yīng)用進(jìn)行說明。圖3為橋面板在縱向發(fā)生滑動(dòng)時(shí)，多向異性拉索限位裝置的位移狀態(tài)；其中虛線代表橋面板未發(fā)生滑動(dòng)時(shí)的狀態(tài)，此時(shí)拉索3位于橢圓孔8的中心位置，當(dāng)橋面板相對(duì)下部結(jié)構(gòu)發(fā)生縱向相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，且相對(duì)位移超過橢圓孔8的有效長(zhǎng)半軸值(橢圓孔長(zhǎng)半軸長(zhǎng)減去拉索的半徑)后，拉索3開始發(fā)揮作用，拉索憑借其強(qiáng)大的剛度限制橋面板的進(jìn)一步縱向滑動(dòng)。圖4為橋面板在橫向發(fā)生滑動(dòng)時(shí)，各向異性拉索限位器的位移狀態(tài)，其限位機(jī)理與縱向一致。圖5為橋面板發(fā)生繞其中心旋轉(zhuǎn)時(shí)，各向異性拉索限位器的位移狀態(tài)，可見此時(shí)拉索水平路徑9為一斜線，也就是說在轉(zhuǎn)動(dòng)的情況下，同時(shí)會(huì)伴隨縱、橫向位移的發(fā)生，所以當(dāng)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(zhǎng)減去拉索的半徑)后，拉索開始受力，從而限制扭轉(zhuǎn)位移的進(jìn)一步發(fā)生。通過圖3、4、5可以看出，拉索運(yùn)動(dòng)后實(shí)際所處的位置是其所有可能點(diǎn)到初始點(diǎn)的距離最短的哪一個(gè)點(diǎn)。

應(yīng)當(dāng)理解，在不脫離本實(shí)用新型的范圍內(nèi)，可以對(duì)上述裝置和應(yīng)用例進(jìn)行多種改變，即可以對(duì)各向異性拉索限位器的開孔形狀進(jìn)行改變，同時(shí)可以將其應(yīng)用到斜彎橋等多種橋型中。凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。