適用于大跨橋梁的橫向減震裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種適用于大跨橋梁的橫向減震裝置，包括上頂板、下底板、上連接板、U形鋼板、墊塊、錨固螺栓、高強螺栓、螺栓孔、開槽孔；所述上頂板和下底板預(yù)留有螺栓孔，并通過錨固螺栓分別與橋梁主梁和橋塔連接牢固；所述U形鋼板為耗能元件，設(shè)置在上頂板和下底板之間；所述上連接板預(yù)留有螺栓孔，并通過錨固螺栓固定在上頂板下方；所述U形鋼板上部平直段設(shè)置在上頂板與上連接板之間，且與上頂板無接觸；U形鋼板上部平直段端部預(yù)留有螺栓孔，上連接板預(yù)留有開槽孔，U形鋼板上部平直段通過可在開槽孔中自由滑動的高強螺栓與上連接板連接。本實用新型用以抵抗大跨橋梁橫向結(jié)構(gòu)體系轉(zhuǎn)化過程中產(chǎn)生的瞬間沖擊力，提高大跨橋梁抗震性能。
【專利說明】適用于大跨橋梁的橫向減震裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于土木工程、地震工程【技術(shù)領(lǐng)域】，具體為一種設(shè)置在大跨橋梁結(jié)構(gòu)的主塔下橫梁處的一種橫向減震裝置，用于在地震作用下減小主梁傳遞到橋塔的橫向沖擊力，控制橋塔和主梁之間的橫向相對位移，同時又能滿足大跨橋梁在正常使用和地震時的縱向位移需求。

【背景技術(shù)】
[0002]地震是一種自然災(zāi)害，強地震會給人類帶來巨大的災(zāi)害?？v觀歷史，我國地震災(zāi)害居世界之首，其特點是頻率高、分布廣、震級大。20世紀(jì)我國發(fā)生六級以上地震600余次。據(jù)我國地震臺網(wǎng)中心專家預(yù)測，目前全球處于地震活躍期，這一活躍期可能還要持續(xù)十年，而我國恰好處于地震活躍區(qū)，自1998年以來已發(fā)生10多次7級以上地震和50多次6級以上地震，2003年2月新疆巴楚、伽師的6.8級地震造成直接經(jīng)濟損失13億元人民幣。2008年5月12日四川汶川發(fā)生8.0級大地震，造成近10萬人的傷亡。因此，目前我國的防災(zāi)減災(zāi)形勢非常嚴(yán)峻。
[0003]改革開放以來，交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)長期成為重大國家戰(zhàn)略需求，近年來大跨橋梁建設(shè)更是成為這一重大國家戰(zhàn)略需求中的重中之重。國內(nèi)外已建成大跨橋梁的抗震體系主要為:縱向采用漂浮或半漂浮體系和阻尼減震，能較好地抵抗地震作用下橋梁結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的位移和內(nèi)力，是一種比較成熟的減震體系；而橫向為滿足抗風(fēng)要求，大多不考慮減震而采用約束體系，因此橋梁結(jié)構(gòu)本身將承擔(dān)較大的地震力，這樣對于橋塔和主梁的橫橋向抗震十分不利。目前在大跨橋梁結(jié)構(gòu)的橫向減震體系方面也有一些研宄應(yīng)用的實例，基本上都采用了可轉(zhuǎn)換的結(jié)構(gòu)體系，即在常規(guī)荷載作用下為約束體系，強震作用下轉(zhuǎn)化為減震體系，體系的轉(zhuǎn)化通過剪力銷來實現(xiàn)。但是結(jié)構(gòu)體系轉(zhuǎn)化過程中會產(chǎn)生很大的瞬間沖擊力，對減震裝置和整體結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較大的影響甚至破壞作用。
[0004]目前國內(nèi)外常用的橫向減震材料包括:固體彈簧、金屬橡膠、金屬以及鋁蜂窩。金屬作為一種應(yīng)用廣泛的橫向減震材料，優(yōu)勢在于結(jié)構(gòu)簡單，受力明確，且金屬的彈塑性變形是耗散能量最有效的機制之一。制作金屬耗能裝置常用的金屬材料有鋼材、鉛和形狀記憶合金等，其中鋼材具有造價低廉，較好的變形跟蹤能力等特點，且軟鋼和低屈服點鋼適合制造各種類型的耗能裝置。
實用新型內(nèi)容
[0005]本實用新型的目的在于提供一種適用于大跨橋梁的橫向減震裝置，該裝置用以抵抗大跨橋梁橫向結(jié)構(gòu)體系轉(zhuǎn)化過程中產(chǎn)生的瞬間沖擊力。橫向減震裝置在沖擊力的作用下能夠產(chǎn)生變形并耗散能量，實現(xiàn)橫向結(jié)構(gòu)體系的平穩(wěn)轉(zhuǎn)化，同時該裝置還應(yīng)具有一定的側(cè)向滑移能力，以滿足大跨橋梁的縱向位移需求。
[0006]本實用新型采用的技術(shù)方案為:一種適用于大跨橋梁的橫向減震裝置，包括上頂板、下底板、上連接板、U形鋼板、墊塊、錨固螺栓、高強螺栓、螺栓孔、開槽孔；
[0007]所述上頂板和下底板預(yù)留有螺栓孔，并通過錨固螺栓分別與橋梁主梁和橋塔連接牢固；所述U形鋼板為耗能元件，設(shè)置在上頂板和下底板之間；所述上連接板預(yù)留有螺栓孔，并通過錨固螺栓固定在上頂板下方；所述U形鋼板由U形鋼板上部平直段、U形鋼板彎曲段和U形鋼板下部平直段組成；
[0008]所述U形鋼板上部平直段設(shè)置在上頂板與上連接板之間，且與上頂板無接觸；U形鋼板上部平直段端部預(yù)留有螺栓孔，上連接板預(yù)留有開槽孔，U形鋼板上部平直段通過可在開槽孔中自由滑動的高強螺栓與上連接板連接；
[0009]所述U形鋼板下部平直段端部預(yù)留有螺栓孔，并通過錨固螺栓與下底板固定連接；U形鋼板下部平直段與下底板之間設(shè)有墊塊。
[0010]作為優(yōu)選，所述U形鋼板的數(shù)量為兩塊或以上，各個U形鋼板沿橋梁縱向并排放置，且相互之間保留安全距離。
[0011]作為優(yōu)選，所述U形鋼板采用性能優(yōu)良的軟鋼材料。
[0012]本實用新型U形鋼板作為耗能元件，通過彎曲段的變形來耗散沖擊能量，實現(xiàn)大跨橋梁橫向結(jié)構(gòu)體系的平穩(wěn)轉(zhuǎn)化。本實用新型高強螺栓可在長條形開槽孔中自由滑動，產(chǎn)生相對位移，實現(xiàn)該裝置的側(cè)向滑移功能。
[0013]本實用新型的有益效果:
[0014]1、本實用新型的可設(shè)計性強。本實用新型可以通過改變耗能元件U形鋼板的高度、寬度、長度、厚度和數(shù)量實現(xiàn)較大范圍內(nèi)變化的極限力和極限位移，可以滿足本實用新型的系列化需求。
[0015]2、本實用新型具有理想的耗能能力。U形鋼板作為本實用新型的耗能元件，采用具有很好屈服耗能特性的軟鋼材料，軟鋼能夠提供穩(wěn)定的塑性變形能力，U形鋼板利用在有效高度內(nèi)獲得的較大彎曲變形量實現(xiàn)高效的耗能能力。
[0016]3、本實用新型可提供良好的側(cè)向滑移能力。本實用新型利用高強螺栓在開槽孔中的自由滑動，滿足大跨橋梁在正常使用和地震時的縱向位移需求。
[0017]4、本實用新型具有震后可換性。本實用新型結(jié)構(gòu)簡單，鋼材作為本實用新型中耗能元件的主要材料，造價低廉，制作工藝成熟，現(xiàn)場安裝簡便，而地震后，能夠?qū)Ρ緦嵱眯滦偷暮哪茉M行更換。
[0018]綜上所述，本實用新型的橫向減震裝置，性能穩(wěn)定，功能全面，價格低廉，適用于大跨橋梁結(jié)構(gòu)。本實用新型從應(yīng)用范圍及造價等方面均具有明顯優(yōu)勢，具有非常好的應(yīng)用前景。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1是本實用新型橫向減震裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖2是本實用新型橫向減震裝置的側(cè)視圖。
[0021]圖3是本實用新型橫向減震裝置的縱向滑動示意圖。
[0022]圖4是本實用新型橫向減震裝置的上頂板示意圖。
[0023]圖5是本實用新型橫向減震裝置的下底板示意圖。
[0024]圖6是本實用新型橫向減震裝置的上連接板示意圖。
[0025]圖7是本實用新型橫向減震裝置的U形鋼板示意圖。
[0026]圖中:1一上頂板；2—下底板；3—上連接板；4一U形鋼板；5—墊塊；6—銷固螺栓；7—高強螺栓；8—螺栓孔；9一開槽孔；10—U形鋼板上部平直段；11 一U形鋼板彎曲段；12—U形鋼板下部平直段。

【具體實施方式】
[0027]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本實用新型做進一步說明。
[0028]如圖1-7所示，一種適用于大跨橋梁的橫向減震裝置，包括上頂板1、下底板2、上連接板3、U形鋼板4、墊塊5、錨固螺栓6、高強螺栓7、螺栓孔8、開槽孔9、U形鋼板上部平直段10、U形鋼板彎曲段11、U形鋼板下部平直段12，所述上頂板I和下底板2預(yù)留螺栓孔8，通過錨固螺栓6分別與橋梁主梁和橋塔連接牢固；所述U形鋼板4為耗能元件，設(shè)置在上頂板I和下底板2之間；
[0029]所述上連接板3預(yù)留螺栓孔8，并通過錨固螺栓6固定在上頂板I下方；所述U形鋼板4由U形鋼板上部平直段10、U形鋼板彎曲段11和U形鋼板下部平直段12組成；
[0030]所述U形鋼板上部平直段10設(shè)置在上頂板I與上連接板3之間，且與上頂板I無接觸；u形鋼板上部平直段10端部預(yù)留有螺栓孔8，上連接板3預(yù)留有開槽孔9，U形鋼板上部平直段10通過可在開槽孔9中自由滑動的高強螺栓8與上連接板3連接；高強螺栓8在長條形開槽孔9中自由滑動，產(chǎn)生相對位移，實現(xiàn)該裝置的側(cè)向滑移功能；
[0031]所述U形鋼板下部平直段12端部預(yù)留有螺栓孔8，并通過錨固螺栓6與下底板2固定連接；U形鋼板下部平直段12與下底板2之間設(shè)有墊塊5。
[0032]所述U形鋼板4的尺寸和形狀一定時，增加U形鋼板4的數(shù)量，沿橋梁縱向并排設(shè)置，且相互之間保留適當(dāng)間距作為安全距離，能夠成倍提高該裝置的耗能能力，因此在設(shè)計應(yīng)用時，十分簡便，且性能穩(wěn)定。
[0033]所述墊塊5的主要作用在于提供U形鋼板的豎向變形空間，還可調(diào)節(jié)裝置高度。
[0034]本實用新型的適用于大跨橋梁的橫向減震裝置，通過核心耗能元件U形鋼板產(chǎn)生變形來耗散大跨橋梁橫向結(jié)構(gòu)體系轉(zhuǎn)化過程中產(chǎn)生的瞬間沖擊能量，實現(xiàn)結(jié)構(gòu)體系的平穩(wěn)轉(zhuǎn)化，同時該裝置還具有一定的側(cè)向滑移能力，滿足大跨橋梁在正常使用時和地震時的縱向位移需求。
[0035]應(yīng)當(dāng)指出，對于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應(yīng)視為本實用新型的保護范圍。本實施例中未明確的各組成部分均可用現(xiàn)有技術(shù)加以實現(xiàn)。
【權(quán)利要求】
1.一種適用于大跨橋梁的橫向減震裝置，其特征在于:包括上頂板、下底板、上連接板、U形鋼板、墊塊、錨固螺栓、高強螺栓、螺栓孔、開槽孔； 所述上頂板和下底板預(yù)留有螺栓孔，并通過錨固螺栓分別與橋梁主梁和橋塔連接牢固；所述U形鋼板為耗能元件，設(shè)置在上頂板和下底板之間；所述上連接板預(yù)留有螺栓孔，并通過錨固螺栓固定在上頂板下方；所述U形鋼板由U形鋼板上部平直段、U形鋼板彎曲段和U形鋼板下部平直段組成； 所述U形鋼板上部平直段設(shè)置在上頂板與上連接板之間，且與上頂板無接觸；u形鋼板上部平直段端部預(yù)留有螺栓孔，上連接板預(yù)留有開槽孔，U形鋼板上部平直段通過可在開槽孔中自由滑動的高強螺栓與上連接板連接； 所述U形鋼板下部平直段端部預(yù)留有螺栓孔，并通過錨固螺栓與下底板固定連接；u形鋼板下部平直段與下底板之間設(shè)有墊塊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于大跨橋梁的橫向減震裝置，其特征在于:所述U形鋼板的數(shù)量為兩塊或以上，各個U形鋼板沿橋梁縱向并排放置，且相互之間保留安全距離。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于大跨橋梁的橫向減震裝置，其特征在于:所述U形鋼板采用軟鋼材料。
【文檔編號】E01D19/00GK204212050SQ201420675438
【公開日】2015年3月18日 申請日期:2014年11月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月12日
【發(fā)明者】徐秀麗, 周緒旭, 李雪紅, 李枝軍 申請人:南京工業(yè)大學(xué)