一种旋转摩擦组合型中央扣及使用方法
本发明涉及桥梁工程，特别是一种旋转摩擦组合型中央扣及使用方法。
背景技术：
1、随着大跨径悬索桥不断建设，在桥梁的运营过程中的问题不断涌现。在风、车辆、温度等因素的作用下，悬索桥容易出现高频率、低幅值的纵向振动以及低于一阶频率的纵向拟静态运动。此时，单独控制加劲梁的纵向运动会导致桥梁的主缆与加劲梁之间产生较大的位移差，进而导致主缆与加劲梁之间的吊索产生较大的弯折应力，久而久之则有疲劳断裂风险。
2、在现有技术中，可以采用中央扣对缆、梁进行连接，减少主缆与加劲梁之间的位移差，这样不但能保证悬索桥在地震及运营荷载下有效工作，且可以有效保证主缆、加劲梁运动的协调性。
3、目前，大跨径悬索桥可以采用刚性中央扣、柔性中央扣或耗能型中央扣。其中，刚性中央扣与柔性中央扣虽可提高桥梁刚度，抑制加劲梁与主缆的相对位移，但在强震作用下容易因杆件应力过大而破坏，耗能型中央扣虽可解决该类问题，但耗能形式单一，耗能能力和稳定性仍需提高。此外，上述中央扣均无自复位能力，无法有效控制悬索桥在多种荷载下产生的残余位移。
技术实现思路
1、本发明的目的在于克服现有技术中所存在的中央扣无自复位能力，无法有效控制悬索桥产生的残余位移，提供一种旋转摩擦组合型中央扣及使用方法。
2、在第一方面，本发明提供了一种旋转摩擦组合型中央扣，包括：第一基座；第二基座；耗能装置，所述耗能装置包括两个连接机构，所述连接机构包括多个依次铰接的连接单元，位于所述连接机构两端的两个所述连接单元分别与所述第一基座和所述第二基座铰接；其中，两个所述连接机构之间设有第一弹性件，相邻的所述连接单元之间设有阻尼机构。
3、优选的，所述阻尼机构包括第一阻尼组件和第二阻尼组件；所述第一阻尼组件包括第一摩擦板，所述第二阻尼组件包括第二弹性件、挡板和第二摩擦板，所述挡板与所述第二摩擦板通过所述第二弹性件连接；所述第二摩擦板在所述第二弹性件的挤压下与所述第一摩擦板抵接；在相邻两个所述连接单元的铰接部位处，所述挡板连接于其中一个所述连接单元，所述第一摩擦板连接于另外一个所述连接单元。
4、优选的，所述第二阻尼组件的数量为两组，两组所述第二阻尼组件分别位于所述第一摩擦板的两侧，且，两个所述第二摩擦板抵接于所述第一摩擦板的两侧。
5、优选的，相邻两个所述连接单元之间通过转动轴转动连接；
6、所述转动轴的两端分别连接于两个所述挡板，所述转动轴的中间部位与所述第一摩擦板转动连接，所述第二摩擦板套设于所述转动轴外。
7、优选的，所述第一摩擦板和所述第二摩擦板相互抵接的板面均具有锯齿状凸起；
8、所述第一摩擦板和所述第二摩擦板的锯齿状凸起交错设置并能够进行啮合。
9、优选的，所述阻尼机构包括电涡流阻尼器。
10、优选的，所述连接机构包括两个相互铰接的连接单元；两个所述连接机构的铰接部位朝向相互远离的方向弯曲。
11、优选的，同一所述耗能装置的两个所述连接机构同时铰接于所述第一基座的同一部位，该部位定为第一铰接部；同一所述耗能装置的两个所述连接机构同时铰接于所述第二基座的同一部位，该部位定为第二铰接部。
12、优选的，所述耗能装置的数量为两个，两个所述耗能装置分别铰接于所述第一基座的两个第一铰接部，且，两个所述耗能装置分别铰接于所述第二基座的两个第二铰接部；
13、两个所述第一铰接部的间距小于两个所述第二铰接部的间距。
14、在第二方面，本发明提供了一种旋转摩擦组合型中央扣的使用方法，应用于如上述任一方案所述的一种旋转摩擦组合型中央扣，包括步骤：
15、将第一基座设置于主缆的最低点，将第二基座设置于加劲梁对应于所述主缆最低点下方的部位，通过中央扣对主缆的最低点和加劲梁进行连接。
16、与现有技术相比，本发明的有益效果：
17、1.本发明提供的一种旋转摩擦组合型中央扣，通过在相邻连接单元之间设置阻尼机构，能够对相邻的所述连接单元之间的转动产生阻碍，达到耗能的效果，同时，通过在两个连接机构之间设置第一弹性件，也能够对两个连接机构施加相应的弹性力，阻碍两个连接机构的继续弯曲，进一步达到耗能的效果。通过阻尼机构和第一弹性件的配合，提供了多种耗能形式，提高了中央扣的耗能能力和稳定性；同时，在第一弹性件弹性力的带动下，也能够在桥梁脱离地震及运营荷载后促使两个连接机构以及与之相连的第一基座和第二基座复位至初始状态下，由此控制悬索桥产生的残余位移，提高桥梁的稳定性；同时，通过依次铰接的连接单元对第一基座和第二基座进行连接，能够使耗能装置不仅能够对悬索桥的纵向运动进行控制，在悬索桥可能产生的横向运动也具有良好的控制能力，提高了本中央对桥梁稳定性的控制能力。
18、2.本发明提供的一种旋转摩擦组合型中央扣的使用方法，提高了对桥梁的主缆和加劲梁之间运动的耗能效果，同时，中央扣仅有复位能力，能够有效控制悬索桥在多种荷载下产生的残余位移。
技术特征：
1.一种旋转摩擦组合型中央扣，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种旋转摩擦组合型中央扣，其特征在于，所述阻尼机构(33)包括第一阻尼组件和第二阻尼组件；
3.根据权利要求2所述的一种旋转摩擦组合型中央扣，其特征在于，所述第二阻尼组件的数量为两组，两组所述第二阻尼组件分别位于所述第一摩擦板(331)的两侧，且，两个所述第二摩擦板(334)抵接于所述第一摩擦板(331)的两侧。
4.根据权利要求3所述的一种旋转摩擦组合型中央扣，其特征在于，相邻两个所述连接单元(311)之间通过转动轴(34)转动连接；
5.根据权利要求2所述的一种旋转摩擦组合型中央扣，其特征在于，所述第一摩擦板(331)和所述第二摩擦板(334)相互抵接的板面均具有锯齿状凸起(335)；
6.根据权利要求1所述的一种旋转摩擦组合型中央扣，其特征在于，所述阻尼机构(33)包括电涡流阻尼器。
7.根据权利要求1所述的一种旋转摩擦组合型中央扣，其特征在于，所述连接机构(31)包括两个相互铰接的连接单元(311)；
8.根据权利要求1-7任一所述的一种旋转摩擦组合型中央扣，其特征在于，同一所述耗能装置的两个所述连接机构(31)同时铰接于所述第一基座(1)的同一部位，该部位定为第一铰接部(11)；
9.根据权利要求8所述的一种旋转摩擦组合型中央扣，其特征在于，所述耗能装置的数量为两个，两个所述耗能装置分别铰接于所述第一基座(1)的两个第一铰接部(11)，且，两个所述耗能装置分别铰接于所述第二基座(2)的两个第二铰接部(21)；
10.一种旋转摩擦组合型中央扣的使用方法，其特征在于，应用于如权利要求1-9任一所述的一种旋转摩擦组合型中央扣，包括步骤：
技术总结
本发明涉及桥梁工程技术领域，特别是一种旋转摩擦组合型中央扣及使用方法。其中中央扣包括第一基座、第二基座和耗能装置；耗能装置包括两个连接机构，连接机构包括多个依次铰接的连接单元，位于连接机构两端的两个连接单元分别与第一基座和第二基座铰接；两个连接机构之间设有第一弹性件，相邻的连接单元之间设有阻尼机构。本发明通过阻尼机构和第一弹性件的配合，提供了多种耗能形式，提高了中央扣的耗能能力和稳定性；同时，在第一弹性件弹性力的带动下，能够中央扣复位至初始状态下，由此控制悬索桥产生的残余位移，提高桥梁的稳定性。
技术研发人员：封周权,井昊坤,张弘毅,陈政清,华旭刚,万田保,赵国堂,赵健业,梅大鹏,霍学晋,胡文军,刘科峰,杨明芳
受保护的技术使用者：湖南大学
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23