專利名稱：雙自由度吸能式防落梁裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種雙自由度橋梁的防撞裝置，特別涉及一種吸能式圓形截面鋼梁防落梁裝置。
背景技術(shù)：
在橋梁設(shè)計中不能忽略地震的影響，特別是在高烈度去其地震作用是起主要控制作用。目前，特大跨徑橋梁的主要抗震措施有安裝阻尼器和減隔震支座等方法，中小橋梁抗震措施有設(shè)置防落梁裝置和塑性鉸等方法。橋梁防落梁裝置根據(jù)布置形式可分為擋塊形式和相連形式。擋塊形式可分為混凝土擋塊和鋼擋塊，相連形式可分為鋼絲繩連接和鋼結(jié)構(gòu)連接。又根據(jù)防落梁裝置工作原理可分為吸能式和非吸能式。目前，國內(nèi)中小橋梁抗震措施主要以設(shè)置擋塊為主，還沒有確立其結(jié)構(gòu)的設(shè)計方法，其受力模式為非吸能式，在地震時其作用有限。并且，還存在更換不便、結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜、塑性變形位置不確定、破壞模態(tài)不明確、只能單向受力等缺點。阻尼器和減隔震支座價格昂貴，而中小橋梁數(shù)量眾多難以大規(guī)模應(yīng)用。針對上述不足，需要設(shè)計和開發(fā)出一種構(gòu)造簡單、安裝和更換方便、受力和破壞模式明確、加工制造方便、造價低的橋梁防落梁裝置，大規(guī)模推廣應(yīng)用于中小橋梁。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的目的是 提供一種構(gòu)造簡單、安裝和更換方便、受力和破壞模式明確、加工制造方便、造價低的雙自由度吸能式防落梁裝置。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:一種雙自由度吸能式防落梁裝置，包括固定在橋墩或蓋梁上的底座和設(shè)置在底座上的受力變形構(gòu)件；所述受力變形構(gòu)件由圓形鋼管組成，圓形鋼管側(cè)壁設(shè)置開孔形成塑性區(qū)域M。進一步，所述開孔均設(shè)置在同一水平面上。進一步，所述塑性區(qū)域的鋼管壁厚小于其他位置的壁厚。進一步，所述開孔為多層且沿豎直方向排列在不同高度的水平面上。進一步，所述靠近主梁一側(cè)的鋼管壁上設(shè)置緩沖墊塊減少沖擊力。進一步，所述鋼管采用普通橋梁用鋼制造。進一步，所述底座通過螺栓以可拆卸的方式固定在橋墩或蓋梁上。本發(fā)明的有益效果為:本發(fā)明的雙自由度吸能式防落梁裝置，包括固定在橋墩或蓋梁上的底座和設(shè)置在底座上的受力變形構(gòu)件；所述受力變形構(gòu)件由圓形鋼管組成，圓形鋼管側(cè)壁設(shè)置開孔形成塑性區(qū)域M。該防落梁裝置構(gòu)造簡單，便于加工制造；受力變形構(gòu)件采用了圓形截面鋼管，截面各向?qū)ΨQ，實現(xiàn)了雙向受力；在圓形鋼管特定位置開孔形成了塑性區(qū)域，可根據(jù)外力大小可分為彈性狀態(tài)、塑性狀態(tài)、破壞狀態(tài)，受力模式明確；開孔區(qū)域當(dāng)?shù)卣鹆^小時處于單向狀態(tài)，地震力逐漸變大達到一定值時塑性變形吸收能量，力超過極限值時被破壞保護橋墩。而且可根據(jù)孔的布置形式和形狀，改變結(jié)構(gòu)的抗力；另外，在靠近主梁一側(cè)設(shè)置緩沖墊塊，可減少沖擊力；用高強度螺栓固定在橋墩或蓋梁上，安裝和更換方便；該防落梁裝置材料可采用普通橋梁用鋼制造，對材料和焊接沒有任何特殊要求，可實現(xiàn)低造價。該裝置與現(xiàn)有各種防落梁裝置相比實用性強、受力狀態(tài)明確、破壞模式明確、結(jié)構(gòu)簡單、安裝更換方便、加工制造簡單，大大降低了防落梁裝置的造價，可大規(guī)模推廣應(yīng)用于中小橋梁。


下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步描述。圖1為本發(fā)明所述防落梁裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1的俯視圖。
具體實施例方式以下將結(jié)合附圖對本發(fā)明進行詳細說明，如圖所示:本實施例的雙自由度吸能式防落梁裝置，包括固定在橋墩或蓋梁I上的底座2和設(shè)置在底座上的受力變形構(gòu)件；所述受力變形構(gòu)件由圓形鋼管3組成，圓形鋼管3側(cè)壁設(shè)置開孔4形成塑性區(qū)域M。具體的，所述開孔4均設(shè)置在同一水平面上，受力均勻；塑性區(qū)域的鋼管壁厚小于其他位置的壁厚，變形容易，緩沖和吸能效果明顯。當(dāng)外力較小時其開孔區(qū)域M屬于彈性狀態(tài)，外力逐漸變大時塑性變形吸收能量減少對橋墩內(nèi)力，外力超過極限值時塑性區(qū)被破壞保護橋墩。同時，受力構(gòu)件采用了圓形鋼管，可雙向受力。本實施例中，所述整個結(jié)構(gòu)可采用普通橋梁用鋼材制造，無對材料、焊接、防腐的特別要求，降低了造價。作為對上述技術(shù)方案的進一步改進，所述開孔4為多層且沿豎直方向排列在不同高度的水平面上。設(shè)置多層孔以增加塑性區(qū)域M的面積，以吸收更多的能力，防撞效果更加明顯。作為對上述技術(shù)方案的進一步改進，所述靠近主梁一側(cè)的鋼管壁上設(shè)置緩沖墊塊5。防落梁裝置與橋梁之間設(shè)置橡膠墊塊等緩沖擋塊，可減輕沖擊力，并通過高強度螺栓可固定在橋墩或蓋梁安裝方便、可拆卸更換。最后說明的是，盡管參照較佳實施例 對本發(fā)明進行了詳細說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的宗旨和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求
1.一種雙自由度吸能式防落梁裝置，其特征在于包括固定在橋墩或蓋梁(I)上的底座(2)和設(shè)置在底座上的受力變形構(gòu)件；所述受力變形構(gòu)件由圓形鋼管(3)組成，圓形鋼管(3)側(cè)壁設(shè)置開孔(4)形成塑性區(qū)域(M)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的雙自由度吸能式防落梁裝置，其特征在于所述開孔(4)均設(shè)置在同一水平面上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的雙自由度吸能式防落梁裝置，其特征在于所述塑性區(qū)域的鋼管壁厚小于其他位置的壁厚。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的雙自由度吸能式防落梁裝置，其特征在于所述開孔(4)為多層且沿豎直方向排列在不同高度的水平面上。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的雙自由度吸能式防落梁裝置，其特征在于所述靠近主梁一側(cè)的鋼管壁上設(shè)置緩沖墊塊(5)減少沖擊力。
6.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的雙自由度吸能式防落梁裝置，其特征在于所述鋼管采用普通橋梁用鋼制造。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的雙自由度吸能式防落梁裝置，其特征在于所述底座(2)通過螺栓以可拆卸的方式固定在橋墩或蓋梁(1)上。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種雙自由度吸能式防落梁裝置，包括固定在橋墩或蓋梁上的底座和受力變形構(gòu)件；所述的受力變形構(gòu)件有圓形鋼管組成，并鋼管的特定位置開孔形成塑性區(qū)域M。該防落梁裝置構(gòu)造簡單，便于加工制造；開孔形成了塑性區(qū)域，可根據(jù)外力大小可分為彈性狀態(tài)、塑性狀態(tài)、破壞狀態(tài)，其受力模式明確；受力變形構(gòu)件采用了圓形截面鋼管，截面各向?qū)ΨQ，實現(xiàn)了雙向受力；而且可根據(jù)孔的布置形式和形狀，確定最合理受力狀態(tài)。另外，在靠近主梁一側(cè)的翼緣板上設(shè)置緩沖墊塊，可減少沖擊力。用高強度螺栓固定在橋墩或蓋梁上，安裝和更換方便；該防落梁裝置材料可采用普通橋梁用鋼制造，對材料和焊接沒有特殊要求，造價較低。
文檔編號E01D19/00GK103255706SQ20131021976
公開日2013年8月21日 申請日期2013年6月4日 優(yōu)先權(quán)日2013年6月4日
發(fā)明者安永日, 李軍, 袁佩, 黃東, 杜細春 申請人:招商局重慶交通科研設(shè)計院有限公司