本發(fā)明屬于荷載緩和體系技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種工程結(jié)構(gòu)荷載緩和裝置。

背景技術(shù)：

荷載緩和體系的設(shè)計(jì)思想是在工程結(jié)構(gòu)中加入一種可動(dòng)裝置，當(dāng)荷載變化時(shí)，該裝置能夠自動(dòng)地發(fā)生適應(yīng)性運(yùn)動(dòng)，從而調(diào)整結(jié)構(gòu)形態(tài)，將結(jié)構(gòu)的內(nèi)能轉(zhuǎn)換為外能，以適應(yīng)荷載的變化，達(dá)到自我保護(hù)的目的。目前荷載緩和裝置主要有四類：

第一類為滑輪組類，中國(guó)專利，授權(quán)公告號(hào)：204418371u，公開(kāi)了荷載緩和裝置，其由滑輪組，支座，拉索，以及懸掛重物組成，滑輪組由大輪盤(pán)和對(duì)稱設(shè)置在大輪盤(pán)兩邊的兩個(gè)小輪盤(pán)固定連接而成，滑輪組通過(guò)軸承連接在支座上，制動(dòng)拉索繞過(guò)小輪盤(pán)固定連接，而大輪盤(pán)通過(guò)拉索懸掛重物。該荷載緩和裝置的滑輪組大小滑輪半徑比較小，緩沖作用有限。

第二類為桿-簧組合類，中國(guó)專利，公開(kāi)號(hào)：105882458a，公開(kāi)了彈性張力補(bǔ)償裝置，其由一個(gè)活動(dòng)的菱形架（內(nèi)角可以變化），菱形架的上端點(diǎn)和下端點(diǎn)之間同側(cè)分別有一個(gè)受拉彈簧，且左拉索穿過(guò)菱形架左端點(diǎn)與右端點(diǎn)連接，右拉索穿過(guò)菱形架右端點(diǎn)與左端點(diǎn)連接，當(dāng)拉索受拉時(shí)，由于菱形架內(nèi)角可變化受拉彈簧進(jìn)入工作狀態(tài)。該裝置使用彈簧彈力作為緩和力，施工便利，經(jīng)濟(jì)，但是該裝置連接點(diǎn)多，易損壞且效率低。

第三類為滑輪-彈簧組合類，中國(guó)專利，授權(quán)公告號(hào)：202106869u，公開(kāi)了一種鐵路電氣化接觸網(wǎng)用彈簧補(bǔ)償器，其由滑輪，拉索，彈簧組成，滑輪分為主動(dòng)輪和被動(dòng)輪，主動(dòng)輪半徑小于被動(dòng)輪。主動(dòng)拉索纏繞在主動(dòng)滑輪上，荷載緩和拉索一端纏繞并固定在被動(dòng)輪上，另一端與彈簧相連，彈簧與地面連接。該裝置使用滑輪組與彈簧結(jié)合而成，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，施工方便，但是該裝置傳到效率底，彈簧與地面連接行程大浪費(fèi)材料，一旦發(fā)生斷線情況，拉索直接墜落地面對(duì)安全不利。

第四類為彈簧類，軸向拉壓式彈簧緩和裝置來(lái)源于日本，在日本鐵路接觸網(wǎng)荷載緩和裝置中運(yùn)用廣泛，2012年開(kāi)通的重慶地鐵6號(hào)線使用該裝置。該裝置采用壓力式螺旋彈簧，密封在圓柱型筒內(nèi)，其一端固定在支柱上，另一端通過(guò)絕緣子與接觸線或者承力索相連接。具有輕量化，小型化，維護(hù)率底，安裝簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。但是其造價(jià)高，缺乏斷線保護(hù)功能。

綜合以上幾類現(xiàn)有的荷載緩和裝置來(lái)看仍存在不足之處。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明目的在于提供一種工程結(jié)構(gòu)荷載緩和裝置，通過(guò)滑輪、桿、彈簧的配合作用工程結(jié)構(gòu)起到更好的調(diào)節(jié)作用；為達(dá)到上述目的所采取的技術(shù)方案是：

一種工程結(jié)構(gòu)荷載緩和裝置，包括立柱，其特征在于，在立柱上自上而下依次連接有三角支撐架和緩沖機(jī)構(gòu)，所述三角支撐架與立柱為可拆卸連接，緩沖機(jī)構(gòu)一端與立柱為鉸接，在三角支撐架上轉(zhuǎn)動(dòng)連接有轉(zhuǎn)輪，在轉(zhuǎn)輪上一體設(shè)有豎直向下延伸的豎桿，所述豎桿底端與緩沖機(jī)構(gòu)另一端鉸接，繞轉(zhuǎn)輪的圓周方向設(shè)有環(huán)形槽，在環(huán)形槽內(nèi)繞有拉索，所述拉索一端固定在轉(zhuǎn)輪上，拉索另一端固定在工程結(jié)構(gòu)上。

優(yōu)選的，所述緩沖機(jī)構(gòu)包括套筒，在套筒內(nèi)同軸設(shè)有彈簧，所述彈簧右端與套筒固定連接，彈簧左端連接有彈簧壓頭，彈簧壓頭與套筒內(nèi)壁滑動(dòng)連接，所述彈簧壓頭左端一體設(shè)有推拉桿，所述推拉桿與套筒同軸設(shè)置，推拉桿伸出套筒左端且與套筒滑動(dòng)連接，所述推拉桿的中間段設(shè)有刻度值，推拉桿左端設(shè)有外螺紋；所述套筒右端與立柱鉸接，推拉桿左端通過(guò)鉸接件與豎桿底端鉸接，鉸接件與推拉桿左端螺紋連接。

優(yōu)選的，所述拉索在轉(zhuǎn)輪上繞過(guò)的范圍大于轉(zhuǎn)輪的半圓周且小于轉(zhuǎn)輪的一個(gè)圓周。

優(yōu)選的，所述豎桿的長(zhǎng)度大于轉(zhuǎn)輪的半徑。

本發(fā)明所具有的有益效果為：（1）傳動(dòng)比高：現(xiàn)有滑輪組類荷載緩和裝置荷載緩和力與拉索拉力之比在1:4左右，現(xiàn)有彈簧類荷載緩和裝置拉索拉力大都直接作用于彈簧，荷載緩和力與拉索拉力之比在1:1左右，而本發(fā)明的轉(zhuǎn)輪半徑與豎桿長(zhǎng)度之比可達(dá)1:10，即荷載緩和力是拉索拉力的十分之一，具有傳動(dòng)比高的優(yōu)點(diǎn)；

（2）結(jié)構(gòu)緊湊：現(xiàn)有滑輪組類以及棘輪式荷載緩和裝置使用重物重力作為荷載緩和力，結(jié)構(gòu)笨重，為減少重物受風(fēng)作用的影響，需要安裝一系列重物穩(wěn)定裝置，結(jié)構(gòu)復(fù)雜。本發(fā)明在實(shí)心的轉(zhuǎn)輪基礎(chǔ)上一體設(shè)有豎桿，同時(shí)使用彈簧來(lái)提供荷載緩和力，通過(guò)較大力臂的豎桿與彈簧相作用，大大降低了對(duì)彈簧的要求，因此，只要單根彈簧就能夠滿足需要，整體結(jié)構(gòu)更加緊湊，成本較低；

（3）安全性高：現(xiàn)有大多數(shù)使用重物作為荷載緩和力，受風(fēng)荷載及振動(dòng)荷載影響大，易脫落，安全性低；現(xiàn)有彈簧類荷載緩和裝置均是通過(guò)彈簧直接與拉索連接，彈簧承受的力很大，易導(dǎo)致裝置失效。而本發(fā)明受風(fēng)荷載的影響很小，安全性更高。而且，即使彈簧與豎桿連接處損壞或者彈簧意外脫落等情況發(fā)生時(shí)，豎桿會(huì)直接與結(jié)構(gòu)鋼架接觸，并阻礙拉索進(jìn)一步脫落，起到緊急保護(hù)功能。

（4）適用性高?，F(xiàn)有滑輪-重物類荷載緩和裝置結(jié)構(gòu)笨重，不論是運(yùn)輸還是施工都不便利；而現(xiàn)有彈簧類荷載緩和裝置需要使用高性能的大型彈簧，型號(hào)大，價(jià)格昂貴；本發(fā)明對(duì)彈簧性能要求較低，因此本發(fā)明不僅結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，傳動(dòng)效率高，去除大量多余裝置，直接節(jié)省大量材料，降低成本，同時(shí)推拉桿上標(biāo)有刻度值，當(dāng)不同拉索拉力作用時(shí)，彈簧壓縮量不同，推拉桿上露出外部的刻度便不相同，在刻度上標(biāo)注一定的數(shù)值，可以直接讀出當(dāng)時(shí)拉索拉力的大小，本發(fā)明經(jīng)濟(jì)高效，適用性高。

當(dāng)結(jié)構(gòu)受到地震、爆炸和臺(tái)風(fēng)等突發(fā)性災(zāi)害荷載作用時(shí)，本發(fā)明裝置能夠起到更好的調(diào)節(jié)作用，大大減少了結(jié)構(gòu)倒塌的風(fēng)險(xiǎn)。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1中k部分的結(jié)構(gòu)放大圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步描述。

如圖1所示，本發(fā)明包括立柱4，在立柱4上自上而下依次連接有三角支撐架3和緩沖機(jī)構(gòu)6，所述三角支撐架3與立柱4為可拆卸連接，緩沖機(jī)構(gòu)6一端與立柱4為鉸接，在三角支撐架3上轉(zhuǎn)動(dòng)連接有轉(zhuǎn)輪2，在轉(zhuǎn)輪2上一體設(shè)有豎直向下延伸的豎桿5，所述豎桿5底端與緩沖機(jī)構(gòu)6另一端鉸接，繞轉(zhuǎn)輪2圓周方向設(shè)有環(huán)形槽（未示出），在環(huán)形槽內(nèi)繞有拉索1，所述拉索1一端固定在轉(zhuǎn)輪2上，拉索1另一端固定在工程結(jié)構(gòu)上。

如圖1和圖2所示，進(jìn)一步，所述緩沖機(jī)構(gòu)6包括套筒13，在套筒13內(nèi)同軸設(shè)有彈簧12，所述彈簧12右端與套筒13固定連接，彈簧12左端連接有彈簧壓頭11，彈簧壓頭11與套筒13內(nèi)壁滑動(dòng)連接，所述彈簧壓頭11左端一體設(shè)有推拉桿10，所述推拉桿10與套筒13同軸設(shè)置，推拉桿10伸出套筒13左端且與套筒13滑動(dòng)連接，所述推拉桿10中間段設(shè)有刻度值9以便顯示當(dāng)前的受力值，推拉桿10左端設(shè)有外螺紋8；所述套筒13右端與立柱4鉸接，推拉桿10左端通過(guò)鉸接件7與豎桿5底端鉸接，鉸接件7與推拉桿10左端螺紋連接。

所述拉索1在轉(zhuǎn)輪2上繞過(guò)的范圍大于轉(zhuǎn)輪2的半圓周且小于轉(zhuǎn)輪2的一個(gè)圓周，從而預(yù)留了適當(dāng)?shù)纳炖嗔俊?/p>

當(dāng)靜止時(shí)，拉索1對(duì)轉(zhuǎn)輪2的力矩和推拉桿10對(duì)豎桿5的力矩為一對(duì)平衡力矩，將豎桿5的長(zhǎng)度設(shè)置為轉(zhuǎn)輪2半徑的n(如n=4,6,8,10…)倍時(shí)，彈簧的荷載緩和力就是拉索1拉力的n倍，傳動(dòng)效率高。

最后應(yīng)說(shuō)明的是：以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換，但這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍。