一种带弹性转动约束与竖向弹性支承的梁结构

摘要

本发明公开了一种带弹性转动约束与竖向弹性支承的梁结构，包括左右对称分布的两个弹性支撑机构，其中一个弹性支撑机构顶部安装有第一加载支撑机构，另一个弹性支撑机构顶部安装有第二加载支撑机构，第一加载支撑机构和第二加载支撑机构顶部之间水平安装有连接梁板。本发明适用于模拟真实桥梁中支座处的弹性约束支承边界条件，在梁悬臂外端进行等效配重，实现与多跨连续梁任意跨变形等效状态。在简支支座下安装弹簧支承系统，用于模拟真实桥梁桥墩与制作存在的竖向挠性变形,通过科学合理的结构设计，考虑了弹性力学边界影响，提高了桥梁结构的静、动力试验的准确性，且试验模型适配性更强，具有良好的实用与推广价值。

权利要求

1.一种带弹性转动约束与竖向弹性支承的梁结构，其特征在于：包括左右对称分布的两个弹性支撑机构(1)，其中一个弹性支撑机构(1)顶部安装有第一加载支撑机构(2)，另一个弹性支撑机构(1)顶部安装有第二加载支撑机构(3)，第一加载支撑机构(2)和第二加载支撑机构(3)顶部之间水平安装有连接梁板(4)；

所述弹性支撑机构(1)包括弹性支撑底板(11)以及水平分布在弹性支撑底板(11)上方的弹性支撑顶板(12)，支撑底板(11)和弹性支撑顶板(12)之间通过四个支撑连接件(14)相连，支撑连接件(14)中间安装有支撑弹簧(13)；弹性支撑底板(11)四周均布有底板连接螺孔(111)，弹性支撑顶板(12)顶部四周均布有安装凹槽(121)，安装凹槽(121)底部设有导向连接孔(122)，支撑连接件(14)包括与导向连接孔(122)相配合的滑动连接柱(141)，滑动连接柱(141)顶部设有与安装凹槽(121)相配合的安装凸块(142)，滑动连接柱(141)底部设有与底板连接螺孔(111)相配合的定位连接螺柱(143)，滑动连接柱(141)外侧安装有支撑弹簧(13)；

所述第一加载支撑机构(2)包括第一下支撑板(21)以及分布在第一下支撑板(21)上方的第一上支撑板(23)，第一下支撑板(21)左右两侧对称安装有第一下铰接块(22)，第一上支撑板(23)左右两侧对称安装有第一上铰接块(24)，第一下支撑板(21)中间水平安装有支承辊(25)，第一下铰接块(22)和第一上铰接块(24)之间通过第一铰接条(26)相连，第一下铰接块(22)两端对称安装有第一下连接螺栓(220)，第一上铰接块(24)两端对称安装有第一上连接螺栓(240)，第一下支撑板(21)四周均布有四个与弹性支撑顶板(12)固定相连的第一下定位螺栓(210)，第一上支撑板(23)四周均布有四个与连接梁板(4)固定相连的第一上定位螺栓(29)，第一上定位螺栓(29)顶部安装有第一紧固螺母(290)；第一下支撑板(21)前后两侧对称安装有第一侧夹板(27)，第一侧夹板(27)外侧分布有限位连接条(28)，限位连接条(28)顶部安装有第一限位螺栓(281)，限位连接条(28)底部安装有第二限位螺栓(282)；

所述第一下支撑板(21)左右两侧对称设有与第一下铰接块(22)相配合的第一下铰接块卡槽(211)，第一下铰接块卡槽(211)两端对称设有第一下铰接块连接孔(212)，第一下铰接块(22)两端对称设有第一下铰接块沉头孔(221)，第一下支撑板(21)四周均布有用于安装第一下定位螺栓(210)的第一下支撑板沉头孔(213)，第一下连接螺栓(220)穿过第一下铰接块沉头孔(221)与第一下铰接块连接孔(212)相连，支承辊(25)两端对称设有支承辊连接孔(251)；

所述第一上支撑板(23)左右两侧对称设有与第一上铰接块(24)相配合的第一上铰接块卡槽(231)，第一上铰接块卡槽(231)两端对称设有第一上铰接块连接孔(232)，第一上铰接块(24)两端对称设有第一上铰接块沉头孔(241)，第一上支撑板(21)四周均布有用于安装第一上定位螺栓(29)的第一上支撑板沉头孔(233)，第一上连接螺栓(240)穿过第一上铰接块沉头孔(241)与第一上铰接块连接孔(232)相连；第一铰接条(26)顶端与第一上铰接块(24)铰接相连，第一铰接条(26)底端与第一下铰接块(22)铰接相连；第一上支撑板(23)前后两侧对称设有上支撑板连接孔(234)；

所述第一侧夹板(27)顶部水平设有限位横槽(271)，限位连接条(28)中间竖直设有腰型槽(280)，第一限位螺栓(281)穿过腰型槽(280)与上支撑板连接孔(234)固定相连，第二限位螺栓(282)依次穿过腰型槽(280)、限位横槽(271)与支承辊连接孔(251)固定相连；

所述连接梁板(4)包括连接横梁(41)以及对称设置在连接横梁(41)两端的定位连接板(42)，定位连接板(42)四周均布有四个定位连接穿孔(43)。

2.根据权利要求1所述的一种带弹性转动约束与竖向弹性支承的梁结构，其特征在于：所述第二加载支撑机构(3)包括第二下支撑板(31)以及分布在第二下支撑板(31)上方的第二上支撑板(33)，第二下支撑板(31)左右两侧对称安装有第二下铰接块(32)，第二上支撑板(33)左右两侧对称安装有第二上铰接块(34)，第二下支撑板(31)中间水平安装有支承座(35)，第二下铰接块(32)和第二上铰接块(34)之间通过第二铰接条(36)相连，第二下铰接块(32)两端对称安装有第二下连接螺栓(320)，第二上铰接块(34)两端对称安装有第二上连接螺栓(340)，第二下支撑板(31)四周均布有四个与弹性支撑顶板(13)固定相连的第二下定位螺栓(310)，第二上支撑板(33)四周均布有四个与连接梁板(4)固定相连的第二上定位螺栓(39)，第二上定位螺栓(39)顶部安装有第二紧固螺母(390)；第二上支撑板(33)前后两侧对称安装有第二侧夹板(37)，第二侧夹板(37)底部安装有第三限位螺栓(38)；

所述第二下支撑板(31)左右两侧对称设有与第二下铰接块(33)相配合的第二下铰接块卡槽(311)，第二下铰接块卡槽(311)两端对称设有第二下铰接块连接孔(312)，第二下铰接块(32)两端对称设有第二下铰接块沉头孔(321)，第二下支撑板(31)四周均布有用于安装第二下定位螺栓(310)的第二下支撑板沉头孔(313)，第二下连接螺栓(320)穿过第二下铰接块沉头孔(321)与第二下铰接块连接孔(312)相连，第二下支撑板(31)表面中央设有支承座卡槽(314)；支承座(35)包括与支承座卡槽(314)相配合的支承基台(351)，支承基台(351)顶部设有截面为正三角形的支承顶台(352)，支承座(35)前后两端对称设有支承座连接孔(353)；

所述第二上支撑板(33)左右两侧对称设有与第二上铰接块(34)相配合的第二上铰接块卡槽(331)，第二上铰接块卡槽(331)两端对称设有第二上铰接块连接孔(332)，第二上铰接块(34)两端对称设有第二上铰接块沉头孔(341)，第二上支撑板(31)四周均布有用于安装第二上定位螺栓(39)的第二上支撑板沉头孔(333)，第二上连接螺栓(340)穿过第二上铰接块沉头孔(341)与第二上铰接块连接孔(332)相连；第二铰接条(36)顶端与第二上铰接块(34)铰接相连，第二铰接条(36)底端与第二下铰接块(32)铰接相连；

所述第二侧夹板(37)底部设有弧形限位槽(371)，第三限位螺栓(38)穿过与弧形限位槽(371)与支承座连接孔(353)固定相连。

说明书

一种带弹性转动约束与竖向弹性支承的梁结构

技术领域

[0001] 本发明属于桥梁领域，尤其涉及一种带弹性转动约束与竖向弹性支承的梁结构。

背景技术

[0002] 现有桥梁结构体系，一般由直立于地面的排架墩、固定在排架墩上方的盖梁和设置在盖梁上端的主梁组成，这样的结构在抗震性能提升方面，一般通过改善材料性能或者
增大对应结构的尺寸来实现，而没有针对结构体系做出改进，来提升桥梁的抗震性。

发明内容

[0003] 本发明的目的在于克服现有技术存在的以上问题，提供一种带弹性转动约束与竖向弹性支承的梁结构。

[0004] 为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：

[0005] 一种带弹性转动约束与竖向弹性支承的梁结构，包括左右对称分布的两个弹性支撑机构，其中一个弹性支撑机构顶部安装有第一加载支撑机构，另一个弹性支撑机构顶部
安装有第二加载支撑机构，第一加载支撑机构和第二加载支撑机构顶部之间水平安装有连
接梁板；

[0006] 所述弹性支撑机构包括弹性支撑底板以及水平分布在弹性支撑底板上方的弹性支撑顶板，支撑底板和弹性支撑顶板之间通过四个支撑连接件相连，支撑连接件中间安装
有支撑弹簧；弹性支撑底板四周均布有底板连接螺孔，弹性支撑顶板顶部四周均布有安装
凹槽，安装凹槽底部设有导向连接孔，支撑连接件包括与导向连接孔相配合的滑动连接柱，
滑动连接柱顶部设有与安装凹槽相配合的安装凸块，滑动连接柱底部设有与底板连接螺孔
相配合的定位连接螺柱，滑动连接柱外侧安装有支撑弹簧；

[0007] 所述第一加载支撑机构包括第一下支撑板以及分布在第一下支撑板上方的第一上支撑板，第一下支撑板左右两侧对称安装有第一下铰接块，第一上支撑板左右两侧对称
安装有第一上铰接块，第一下支撑板中间水平安装有支承辊，第一下铰接块和第一上铰接
块之间通过第一铰接条相连，第一下铰接块两端对称安装有第一下连接螺栓，第一上铰接
块两端对称安装有第一上连接螺栓，第一下支撑板四周均布有四个与弹性支撑顶板固定相
连的第一下定位螺栓，第一上支撑板四周均布有四个与连接梁板固定相连的第一上定位螺
栓，第一上定位螺栓顶部安装有第一紧固螺母；第一下支撑板前后两侧对称安装有第一侧
夹板，第一侧夹板外侧分布有限位连接条，限位连接条顶部安装有第一限位螺栓，限位连接
条底部安装有第二限位螺栓；

[0008] 所述第一下支撑板左右两侧对称设有与第一下铰接块相配合的第一下铰接块卡槽，第一下铰接块卡槽两端对称设有第一下铰接块连接孔，第一下铰接块两端对称设有第
一下铰接块沉头孔，第一下支撑板四周均布有用于安装第一下定位螺栓的第一下支撑板沉
头孔，第一下连接螺栓穿过第一下铰接块沉头孔与第一下铰接块连接孔相连，支承辊两端
对称设有支承辊连接孔；

[0009] 所述第一上支撑板左右两侧对称设有与第一上铰接块相配合的第一上铰接块卡槽，第一上铰接块卡槽两端对称设有第一上铰接块连接孔，第一上铰接块两端对称设有第
一上铰接块沉头孔，第一上支撑板四周均布有用于安装第一上定位螺栓的第一上支撑板沉
头孔，第一上连接螺栓穿过第一上铰接块沉头孔与第一上铰接块连接孔相连；第一铰接条
顶端与第一上铰接块铰接相连，第一铰接条底端与第一下铰接块铰接相连；第一上支撑板
前后两侧对称设有上支撑板连接孔；

[0010] 所述第一侧夹板顶部水平设有限位横槽，限位连接条中间竖直设有腰型槽，第一限位螺栓穿过腰型槽与上支撑板连接孔固定相连，第二限位螺栓依次穿过腰型槽、限位横
槽与支承辊连接孔固定相连；

[0011] 所述连接梁板包括连接横梁以及对称设置在连接横梁两端的定位连接板，定位连接板四周均布有四个定位连接穿孔。

[0012] 进一步地，所述第二加载支撑机构包括第二下支撑板以及分布在第二下支撑板上方的第二上支撑板，第二下支撑板左右两侧对称安装有第二下铰接块，第二上支撑板左右
两侧对称安装有第二上铰接块，第二下支撑板中间水平安装有支承座，第二下铰接块和第
二上铰接块之间通过第二铰接条相连，第二下铰接块两端对称安装有第二下连接螺栓，第
二上铰接块两端对称安装有第二上连接螺栓，第二下支撑板四周均布有四个与弹性支撑顶
板固定相连的第二下定位螺栓，第二上支撑板四周均布有四个与连接梁板固定相连的第二
上定位螺栓，第二上定位螺栓顶部安装有第二紧固螺母；第二上支撑板前后两侧对称安装
有第二侧夹板，第二侧夹板底部安装有第三限位螺栓；

[0013] 所述第二下支撑板左右两侧对称设有与第二下铰接块相配合的第二下铰接块卡槽，第二下铰接块卡槽两端对称设有第二下铰接块连接孔，第二下铰接块两端对称设有第
二下铰接块沉头孔，第二下支撑板四周均布有用于安装第二下定位螺栓的第二下支撑板沉
头孔，第二下连接螺栓穿过第二下铰接块沉头孔与第二下铰接块连接孔相连，第二下支撑
板表面中央设有支承座卡槽；支承座包括与支承座卡槽相配合的支承基台，支承基台顶部
设有截面为正三角形的支承顶台，支承座前后两端对称设有支承座连接孔；

[0014] 所述第二上支撑板左右两侧对称设有与第二上铰接块相配合的第二上铰接块卡槽，第二上铰接块卡槽两端对称设有第二上铰接块连接孔，第二上铰接块两端对称设有第
二上铰接块沉头孔，第二上支撑板四周均布有用于安装第二上定位螺栓的第二上支撑板沉
头孔，第二上连接螺栓穿过第二上铰接块沉头孔与第二上铰接块连接孔相连；第二铰接条
顶端与第二上铰接块铰接相连，第二铰接条底端与第二下铰接块铰接相连；

[0015] 所述第二侧夹板底部设有弧形限位槽，第三限位螺栓穿过与弧形限位槽与支承座连接孔固定相连。

[0016] 本发明的有益效果是：

[0017] 本发明适用于模拟真实桥梁中支座处的弹性约束支承边界条件，在梁悬臂外端进行等效配重，实现与多跨连续梁任意跨变形等效状态。在简支支座下安装弹簧支承系统，用
于模拟真实桥梁桥墩与制作存在的竖向挠性变形,通过科学合理的结构设计，考虑了弹性
力学边界影响，提高了桥梁结构的静、动力试验的准确性，且试验模型适配性更强，有效提
升了桥梁的抗震性，具有良好的实用与推广价值。

附图说明

[0018] 此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

[0019] 图1是本发明的结构示意图；

[0020] 图2是本发明的局部结构爆炸图；

[0021] 图3是本发明的局部结构示意图；

[0022] 图4是本发明的局部结构爆炸图；

[0023] 图5是本发明的局部结构爆炸图；

[0024] 图6是本发明的局部结构爆炸图；

[0025] 图7是本发明的局部结构示意图；

[0026] 图8是本发明的局部结构爆炸图；

[0027] 图9是本发明的局部结构爆炸图；

[0028] 图10是本发明的局部结构爆炸图；

[0029] 图11是本发明的局部结构示意图。

具体实施方式

[0030] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于
本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它
实施例，都属于本发明保护的范围。

[0031] 在本发明的描述中，需要理解的是，术语“开孔”、“上”、“下”、“厚度”、“顶”、“中”、“长度”、“内”、“四周”等指示方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不
是指示或暗示所指的组件或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不
能理解为对本发明的限制。

[0032] 如图1所示的一种带弹性转动约束与竖向弹性支承的梁结构，包括左右对称分布的两个弹性支撑机构1，其中一个弹性支撑机构1顶部安装有第一加载支撑机构2，另一个弹
性支撑机构1顶部安装有第二加载支撑机构3，第一加载支撑机构2和第二加载支撑机构3顶
部之间水平安装有连接梁板4；

[0033] 如图2所示，弹性支撑机构1包括弹性支撑底板11以及水平分布在弹性支撑底板11上方的弹性支撑顶板12，支撑底板11和弹性支撑顶板12之间通过四个支撑连接件14相连，
支撑连接件14中间安装有支撑弹簧13；弹性支撑底板11四周均布有底板连接螺孔111，弹性
支撑顶板12顶部四周均布有安装凹槽121，安装凹槽121底部设有导向连接孔122，支撑连接
件14包括与导向连接孔122相配合的滑动连接柱141，滑动连接柱141顶部设有与安装凹槽
121相配合的安装凸块142，滑动连接柱141底部设有与底板连接螺孔111相配合的定位连接
螺柱143，滑动连接柱141外侧安装有支撑弹簧13；

[0034] 如图3所示，第一加载支撑机构2包括第一下支撑板21以及分布在第一下支撑板21上方的第一上支撑板23，第一下支撑板21左右两侧对称安装有第一下铰接块22，第一上支
撑板23左右两侧对称安装有第一上铰接块24，第一下支撑板21中间水平安装有支承辊25，
第一下铰接块22和第一上铰接块24之间通过第一铰接条26相连，第一下铰接块22两端对称
安装有第一下连接螺栓220，第一上铰接块24两端对称安装有第一上连接螺栓240，第一下
支撑板21四周均布有四个与弹性支撑顶板12固定相连的第一下定位螺栓210，第一上支撑
板23四周均布有四个与连接梁板4固定相连的第一上定位螺栓29，第一上定位螺栓29顶部
安装有第一紧固螺母290；第一下支撑板21前后两侧对称安装有第一侧夹板27，第一侧夹板
27外侧分布有限位连接条28，限位连接条28顶部安装有第一限位螺栓281，限位连接条28底
部安装有第二限位螺栓282；

[0035] 如图4所示，第一下支撑板21左右两侧对称设有与第一下铰接块22相配合的第一下铰接块卡槽211，第一下铰接块卡槽211两端对称设有第一下铰接块连接孔212，第一下铰
接块22两端对称设有第一下铰接块沉头孔221，第一下支撑板21四周均布有用于安装第一
下定位螺栓210的第一下支撑板沉头孔213，第一下连接螺栓220穿过第一下铰接块沉头孔
221与第一下铰接块连接孔212相连，支承辊25两端对称设有支承辊连接孔251；

[0036] 如图5所示，第一上支撑板23左右两侧对称设有与第一上铰接块24相配合的第一上铰接块卡槽231，第一上铰接块卡槽231两端对称设有第一上铰接块连接孔232，第一上铰
接块24两端对称设有第一上铰接块沉头孔241，第一上支撑板21四周均布有用于安装第一
上定位螺栓29的第一上支撑板沉头孔233，第一上连接螺栓240穿过第一上铰接块沉头孔
241与第一上铰接块连接孔232相连；第一铰接条26顶端与第一上铰接块24铰接相连，第一
铰接条26底端与第一下铰接块22铰接相连；第一上支撑板23前后两侧对称设有上支撑板连
接孔234；

[0037] 如图6所示，第一侧夹板27顶部水平设有限位横槽271，限位连接条28中间竖直设有腰型槽280，第一限位螺栓281穿过腰型槽280与上支撑板连接孔234固定相连，第二限位
螺栓282依次穿过腰型槽280、限位横槽271与支承辊连接孔251固定相连；

[0038] 如图7所示，第二加载支撑机构3包括第二下支撑板31以及分布在第二下支撑板31上方的第二上支撑板33，第二下支撑板31左右两侧对称安装有第二下铰接块32，第二上支
撑板33左右两侧对称安装有第二上铰接块34，第二下支撑板31中间水平安装有支承座35，
第二下铰接块32和第二上铰接块34之间通过第二铰接条36相连，第二下铰接块32两端对称
安装有第二下连接螺栓320，第二上铰接块34两端对称安装有第二上连接螺栓340，第二下
支撑板31四周均布有四个与弹性支撑顶板13固定相连的第二下定位螺栓310，第二上支撑
板33四周均布有四个与连接梁板4固定相连的第二上定位螺栓39，第二上定位螺栓39顶部
安装有第二紧固螺母390；第二上支撑板33前后两侧对称安装有第二侧夹板37，第二侧夹板
37底部安装有第三限位螺栓38；

[0039] 如图8所示，第二下支撑板31左右两侧对称设有与第二下铰接块33相配合的第二下铰接块卡槽311，第二下铰接块卡槽311两端对称设有第二下铰接块连接孔312，第二下铰
接块32两端对称设有第二下铰接块沉头孔321，第二下支撑板31四周均布有用于安装第二
下定位螺栓310的第二下支撑板沉头孔313，第二下连接螺栓320穿过第二下铰接块沉头孔
321与第二下铰接块连接孔312相连，第二下支撑板31表面中央设有支承座卡槽314；支承座
35包括与支承座卡槽314相配合的支承基台351，支承基台351顶部设有截面为正三角形的
支承顶台352，支承座35前后两端对称设有支承座连接孔353；

[0040] 如图9所示，第二上支撑板33左右两侧对称设有与第二上铰接块34相配合的第二上铰接块卡槽331，第二上铰接块卡槽331两端对称设有第二上铰接块连接孔332，第二上铰
接块34两端对称设有第二上铰接块沉头孔341，第二上支撑板31四周均布有用于安装第二
上定位螺栓39的第二上支撑板沉头孔333，第二上连接螺栓340穿过第二上铰接块沉头孔
341与第二上铰接块连接孔332相连；第二铰接条36顶端与第二上铰接块34铰接相连，第二
铰接条36底端与第二下铰接块32铰接相连；

[0041] 如图10所示，第二侧夹板37底部设有弧形限位槽371，第三限位螺栓38穿过与弧形限位槽371与支承座连接孔353固定相连。

[0042] 如图11所示，连接梁板4包括连接横梁41以及对称设置在连接横梁41两端的定位连接板42，定位连接板42四周均布有四个定位连接穿孔43。

[0043] 在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施
例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。
而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合
适的方式结合。

[0044] 以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本
发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变
化和改进都落入要求保护的本发明范围内。