本发明涉及桥梁，特别涉及一种具有多级防护功能的桥梁限位装置。
背景技术：
1、桥梁限位装置是桥梁抗震的关键构造，主要用于防止上部结构与下部结构相对位移过大导致的落梁，因此，在地震频发地区的桥梁结构中普遍都采用了限位装置或防落梁装置。
2、现有桥梁结构中使用的限位装置主要分为以下几类：挡块式结构、榫型结构、拉锁式结构、耗能型防落梁装置、具有限位功能的支座等。挡块式限位结构采用“硬碰硬”设计理念，使得桥梁结构设计越来越为复杂，震后修复难度大；拉锁式限位装置中拉链一旦破坏，该装置即失效，安全系数低；具有限位装置功能的支座结构复杂，赋予支座过多功能，不具有实用性。对于耗能型防落梁装置(如榫型防落梁、u型防落梁等)采用柔性设计理念，利用钢材的塑性变形来进行耗能，应用较为广泛，但其不能适应梁体正常的温度变形。
技术实现思路
1、有鉴于此，本发明旨在提出一种具有多级防护功能的桥梁限位装置，既能适应梁体正常温升变形又兼具耗能能力，在不同外界条件下发挥相应的限位作用，且结构简单、力学特征清晰、成本造价低。
2、为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
3、一种具有多级防护功能的桥梁限位装置，所述桥梁限位装置包括至少一个扭转耗能元件和位于所述扭转耗能元件左右两端的滑动部，所述滑动部包括连接板和传力导向板，所述连接板背离传力导向板的一端设置连接头，所述连接头与墩台或梁体连接，所述连接板上设置滑槽，所述传力导向板的一端和滑槽连接，传力导向板的另一端和扭转耗能元件转动连接。本发明的具有多级防护功能的桥梁限位装置在使用时，梁体正常温升变形条件下，通过连接板和传力导向板之间的相对滑动适应梁体的正常温升造成的伸缩变形；对于一般地震情况以及地震后经常伴随的余震，传力导向板和扭转耗能元件配合，通过传力导向板之间的相对转动带动扭转耗能元件产生塑性变形吸收能量，减轻地震作用对下部墩台造成的影响；当地震力较大，超过扭转耗能元件的设计阻尼力时，扭转耗能元件产生塑性变形，退出工作，扭转耗能元件将相邻传力导向板连接在一起，防止梁体和墩台相互之间位移过大，减少落梁情况的发生。此外，由于本技术的桥梁限位装置由多个元件连接而成，发生破坏时，可以通过仅更换损坏的元件，节省成本。
4、进一步的，所述传力导向板的一端设置预留孔，预紧螺栓穿过预留孔和滑槽，所述预紧螺栓的下端通过第一紧固螺母连接约束，位于左侧的传力导向板的另一端和扭转耗能元件的上端转动连接，位于右侧的传力导向板的另一端和扭转耗能元件的下端转动连接。连接板在受到外力作用挤压时能沿着滑槽的方向滑动。
5、进一步的，所述预紧螺栓和传力导向板之间、传力导向板和连接板之间、连接板和第一紧固螺母之间均设置摩擦耗能板。预紧螺栓和第一紧固螺母带动摩擦耗能板平动，进而适应梁体正常温升时的位移。摩擦耗能板也能减少各部件之间的磨损。
6、进一步的，所述传力导向板的另一端和扭转耗能元件的端部通过高强螺栓连接，所述扭转耗能元件上套设法兰板，传力导向板的另一端设置于高强螺栓和法兰板之间。通过这种设置方式，扭转耗能元件能将相邻传力导向板连接在一起，且便于通过两个传力导向板之间的相对转动带动扭转耗能元件产生塑性变形吸收能量。
7、进一步的，所述传力导向板和法兰板焊接连接或螺栓连接。采用焊接方式进行连接时，传力导向板与法兰板周边进行满焊，保证焊缝不先于扭转耗能元件产生破坏。
8、进一步的，所述扭转耗能元件设置多个，位于水平方向上的多个扭转耗能元件同轴布置，位于竖直方向上的多个扭转耗能元件同轴布置。避免桥梁限位装置发挥作用时发生位置的偏移。
9、进一步的，所述桥梁限位装置包括第一扭转耗能元件、第二扭转耗能元件、第一滑动部、第二滑动部和第三滑动部，所述第一扭转耗能元件的左侧和第一滑动部连接，所述第一扭转耗能元件的右侧和第二滑动部连接，所述第二扭转耗能元件的左侧和第三滑动部连接，所述第二扭转耗能元件的右侧和第二滑动部连接。
10、进一步的，所述桥梁限位装置包括第四扭转耗能元件、第五扭转耗能元件、第四滑动部和第五滑动部，所述第四滑动部包括第四连接板、第四前传力导向板和第四后传力导向板，所述第四连接板包括第四连接头、第四前滑槽和第四后滑槽，所述第四前传力导向板的一端和第四前滑槽通过第四前预紧螺栓连接，所述第四后传力导向板的一端和第四后滑槽通过第四后预紧螺栓连接；所述第五滑动部包括第五连接板、第五前传力导向板和第五后传力导向板，所述第五连接板包括第五连接头、第五前滑槽和第五后滑槽，所述第五前传力导向板的一端和第五前滑槽通过第五前预紧螺栓连接，所述第五后传力导向板的一端和第五后滑槽通过第五后预紧螺栓连接。通过在第四连接板、第五连接板上设置多个滑槽，不同的滑槽分别和对应的传力导向板连接，便于在节省原料的同时，提高桥梁限位装置的耗能能力。
11、进一步的，所述桥梁限位装置包括第六扭转耗能元件和/或第七扭转耗能元件，第六扭转耗能元件和第六滑动部对应连接，第七扭转耗能元件和第七滑动部对应连接，第六滑动部包括第六左连接板、第六左传力导向板、第六右连接板和第六右传力导向板，第七滑动部包括第七左连接板、第七左传力导向板、第七右连接板和第七右传力导向板，第六左连接板和第七左连接板连接在一起形成第六连接板，第六右连接板和第七右连接板连接在一起形成第七连接板，第六连接板和第四连接板垂直连接形成“十”字型，第七连接板和第五连接板垂直连接形成“十”字型。桥梁限位装置能在各个方法发挥作用，从而更好的提高对桥梁的保护作用。
12、进一步的，所述桥梁限位装置包括轴销、耳板和挡块，所述连接头和耳板通过轴销连接，所述耳板和挡块连接。位于最左侧的挡块和梁底连接，位于最右侧的挡块和墩台连接。采用挡块连接梁底和墩台，连接板发生滑移适应梁体正常温度变形、扭转耗能元件发生扭转变形耗散地震能量。若扭转耗能元件失效，桥梁限位装置整体转变为“链式”结构，防止落梁，若“链式”结构失效，则由硬性挡块相互“硬抗”接触，发挥防落梁功能。
13、相对于现有技术，本发明所述的一种具有多级防护功能的桥梁限位装置具有以下优势：
14、(1)梁体正常温升变形条件下，通过连接板和传力导向板之间的相对滑动适应梁体的正常温升造成的伸缩变形；对于一般地震情况以及地震后经常伴随的余震，通过传力导向板之间的相对转动带动扭转耗能元件产生塑性变形吸收能量，减轻地震作用对下部墩台造成的影响；当地震力较大，超过扭转耗能元件的设计阻尼力时，扭转耗能元件将相邻传力导向板连接在一起，防止梁体和墩台相互之间位移过大，减少落梁情况的发生。
15、(2)由于本技术的桥梁限位装置由多个元件连接而成，发生破坏时，可以通过仅更换损坏的元件，节省成本。地震力较大导致桥梁限位装置整体发生破坏时，通过解除连接头与梁体及墩台的连接，即可完成全套装置的更换。
16、(3)高强螺栓能将两侧的传力导向板进行连接，形成“链式”结构，连接梁体和墩台，能够充分避免落梁情况的发生。
17、(4)通过更改摩擦耗能板的材料类型，实现摩擦耗能能力可控。
18、(5)本技术的桥梁限位装置结构简单，适用面广，易于调整，安全性好。
1.一种具有多级防护功能的桥梁限位装置，其特征在于，所述桥梁限位装置包括至少一个扭转耗能元件(8)和位于所述扭转耗能元件(8)左右两端的滑动部，所述滑动部包括连接板(1)和传力导向板(5)，所述连接板(1)背离传力导向板(5)的一端设置连接头(9)，所述连接头(9)与墩台或梁体连接，所述连接板(1)上设置滑槽(20)，所述传力导向板(5)的一端和滑槽(20)连接，传力导向板(5)的另一端和扭转耗能元件(8)转动连接。
2.根据权利要求1所述的桥梁限位装置，其特征在于，所述传力导向板(5)的一端设置预留孔，预紧螺栓(3)穿过预留孔和滑槽(20)，所述预紧螺栓(3)的下端通过第一紧固螺母(4)连接约束，位于左侧的传力导向板(5)的另一端和扭转耗能元件(8)的上端转动连接，位于右侧的传力导向板(5)的另一端和扭转耗能元件(8)的下端转动连接。
3.根据权利要求2所述的桥梁限位装置，其特征在于，所述预紧螺栓(3)和传力导向板(5)之间、传力导向板(5)和连接板(1)之间、连接板(1)和第一紧固螺母(4)之间均设置摩擦耗能板(2)。
4.根据权利要求1所述的桥梁限位装置，其特征在于，所述传力导向板(5)的另一端和扭转耗能元件(8)的端部通过高强螺栓(6)连接，所述扭转耗能元件(8)上套设法兰板(7)，传力导向板(5)的另一端设置于高强螺栓(6)和法兰板(7)之间。
5.根据权利要求4所述的桥梁限位装置，其特征在于，所述传力导向板(5)和法兰板(7)焊接连接或螺栓连接。
6.根据权利要求1所述的桥梁限位装置，其特征在于，所述扭转耗能元件(8)设置多个，位于水平方向上的多个扭转耗能元件(8)同轴布置，位于竖直方向上的多个扭转耗能元件(8)同轴布置。
7.根据权利要求1所述的桥梁限位装置，其特征在于，所述桥梁限位装置包括第一扭转耗能元件(81)、第二扭转耗能元件(82)、第一滑动部、第二滑动部和第三滑动部，所述第一扭转耗能元件(81)的左侧和第一滑动部连接，所述第一扭转耗能元件(81)的右侧和第二滑动部连接，所述第二扭转耗能元件(82)的左侧和第三滑动部连接，所述第二扭转耗能元件(82)的右侧和第二滑动部连接。
8.根据权利要求1所述的桥梁限位装置，其特征在于，所述桥梁限位装置包括第四扭转耗能元件(84)、第五扭转耗能元件(85)、第四滑动部和第五滑动部，所述第四滑动部包括第四连接板(14)、第四前传力导向板(541)和第四后传力导向板(542)，所述第四连接板(14)包括第四连接头(94)、第四前滑槽和第四后滑槽，所述第四前传力导向板(541)的一端和第四前滑槽通过第四前预紧螺栓连接，所述第四后传力导向板(542)的一端和第四后滑槽通过第四后预紧螺栓连接；所述第五滑动部包括第五连接板(15)、第五前传力导向板(551)和第五后传力导向板(552)，所述第五连接板(15)包括第五连接头(95)、第五前滑槽和第五后滑槽，所述第五前传力导向板(551)的一端和第五前滑槽通过第五前预紧螺栓连接，所述第五后传力导向板(552)的一端和第五后滑槽通过第五后预紧螺栓连接。
9.根据权利要求8所述的桥梁限位装置，其特征在于，所述桥梁限位装置包括第六扭转耗能元件(86)和/或第七扭转耗能元件(87)，第六扭转耗能元件(86)和第六滑动部对应连接，第七扭转耗能元件(87)和第七滑动部对应连接，第六滑动部包括第六左连接板(161)、第六左传力导向板(561)、第六右连接板(162)和第六右传力导向板(562)，第七滑动部包括第七左连接板(171)、第七左传力导向板(571)、第七右连接板(172)和第七右传力导向板(572)，第六左连接板(161)和第七左连接板(171)连接在一起形成第六连接板，第六右连接板(162)和第七右连接板(172)连接在一起形成第七连接板，第六连接板和第四连接板(14)垂直连接形成“十”字型，第七连接板和第五连接板(15)垂直连接形成“十”字型。
10.根据权利要求1所述的桥梁限位装置，其特征在于，所述桥梁限位装置包括轴销(17)、耳板(18)和挡块(19)，所述连接头(9)和耳板(18)通过轴销(17)连接，所述耳板(18)和挡块(19)连接，位于最左侧的挡块(19)和梁底连接，位于最右侧的挡块(19)和墩台连接。
