消能自復(fù)位的橋梁抗震擋塊構(gòu)造
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種消能自復(fù)位的橋梁抗震擋塊構(gòu)造，包括蓋梁、梁體，所述蓋梁頂面上設(shè)置有減隔震支座，所述梁體支撐于所述減隔震支座上，在所述蓋梁兩端部分別設(shè)置有擋塊，將一塊突出部分寬度方向帶貫穿孔凹形鋼板的平整端端部嵌固于所述擋塊中，在所述凹形鋼板與一塊突出部分寬度方向帶貫穿孔、平整端端部帶斜坡面的翻轉(zhuǎn)鋼板的孔內(nèi)穿設(shè)鉸軸銷釘并將二者連接在一起形成活動(dòng)鉸，在所述梁體預(yù)埋件上焊接一塊懸臂端端部與翻轉(zhuǎn)鋼板有相同坡角的鋼板，所述翻轉(zhuǎn)鋼板端部布置有若干彈簧，所述彈簧將翻轉(zhuǎn)鋼板與蓋梁連接在一起。地震作用下，本發(fā)明通過(guò)活動(dòng)鉸和若干彈簧可耗散地震能量和實(shí)現(xiàn)梁體自復(fù)位，減少落梁事故的發(fā)生，提高橋梁結(jié)構(gòu)的抗震性能。
【專利說(shuō)明】
消能自復(fù)位的橋梁抗震擋塊構(gòu)造
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及橋梁抗震和橋梁減隔震的技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種消能自復(fù)位的橋梁抗震擋塊構(gòu)造。
【背景技術(shù)】
[0002]從近年來(lái)幾次大地震可知，很多橋梁結(jié)構(gòu)震害均是由于沒(méi)有設(shè)置合理有效的減隔震措施或構(gòu)造造成的，橋梁結(jié)構(gòu)在震后梁體均有很大的殘余位移，造成橋面板嚴(yán)重破壞，嚴(yán)重影響行車安全、行車舒適和地震災(zāi)區(qū)的救援重建工作，因此如何設(shè)計(jì)橋梁結(jié)構(gòu)減隔震構(gòu)造或裝置使橋梁震后具有自復(fù)位功能或?qū)⒘后w的位移限制在一定范圍內(nèi)始終都是橋梁工程研究的熱點(diǎn)課題，從而減少震后維修加固費(fèi)用。
[0003]在強(qiáng)烈的地震動(dòng)作用下，梁體橫橋向位移較大，易與擋塊發(fā)生碰撞，進(jìn)而造成擋塊剪切脆性破壞甚至橫向落梁，這將帶來(lái)巨大的直接與間接經(jīng)濟(jì)損失，其主要原因是在地震作用下梁體的位移沒(méi)有得到有效的約束，地震能量也沒(méi)有被削減或耗散。
[0004]本
【申請(qǐng)人】通過(guò)閱讀大量橋梁抗震、減隔震方面的專利后發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有的橋梁減隔震裝置很少?gòu)膿鯄K外增設(shè)緩沖消能抗震構(gòu)造方面著手，同時(shí)這些裝置的施工不便捷且造價(jià)較高。鑒于此，本
【申請(qǐng)人】一直致力于開(kāi)發(fā)一種消能自復(fù)位的橋梁抗震擋塊構(gòu)造，實(shí)現(xiàn)在強(qiáng)震作用下，該構(gòu)造可以非常有效地耗散地震能量，還可以使梁體具有一定的自復(fù)位功能以降低梁體震后較大的殘余位移，減少擋塊破壞和震后維修加固費(fèi)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]鑒于現(xiàn)有技術(shù)和裝置、構(gòu)造的上述不足，本發(fā)明提出了一種實(shí)現(xiàn)在強(qiáng)震作用下可以非常有效地耗散地震能量，還可以使梁體具有一定的自復(fù)位功能以降低梁體震后較大的殘余位移，減少擋塊破壞和震后維修加固費(fèi)用的消能自復(fù)位的橋梁抗震擋塊構(gòu)造。
[0006]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用了如下措施:一種消能自復(fù)位的橋梁抗震擋塊構(gòu)造，設(shè)置在蓋梁與梁體的結(jié)合部用于在震災(zāi)發(fā)生梁體移位時(shí)消減其沖擊能量和實(shí)現(xiàn)梁體自復(fù)位。蓋梁頂面上設(shè)置有減隔震支座，梁體支撐于所述減隔震支座上;蓋梁兩端部分別設(shè)置有混凝土抗震擋塊;抗震擋塊的端頭上設(shè)置一活動(dòng)鉸，翻轉(zhuǎn)鋼板鉸接在活動(dòng)鉸上，并可繞鉸軸銷釘旋轉(zhuǎn)，若干彈簧將翻轉(zhuǎn)鋼板與蓋梁連接在一起;梁體上與所述翻轉(zhuǎn)鋼板相對(duì)應(yīng)部位的梁體預(yù)埋件上聯(lián)接有外伸鋼板，外伸鋼板與所述翻轉(zhuǎn)鋼板的頂面平行且存在一定的高差，外伸鋼板和翻轉(zhuǎn)鋼板相對(duì)的邊沿具有角度相近方向相反的斜坡面。
[0007]在實(shí)際實(shí)施中，所述活動(dòng)鉸通過(guò)一凹形鋼板聯(lián)接在抗震擋塊上，凹形鋼板兩端的突出部位寬度方向的貫穿孔支撐所述鉸軸銷釘且與所述翻轉(zhuǎn)鋼板構(gòu)成活動(dòng)鉸;凹形鋼板的平整端端部與混凝土抗震擋塊內(nèi)配置的鋼筋聯(lián)連;翻轉(zhuǎn)鋼板為外形與所述凹形鋼板互補(bǔ)的凸形鋼板。
[0008]在所述混凝土抗震擋塊澆筑前，所述凹形鋼板的平整端端部應(yīng)先與所述混凝土抗震擋塊內(nèi)配置的鋼筋固定在一起，可采取焊接等形式進(jìn)行。
[0009]所述鉸軸銷釘直徑應(yīng)略小于所述翻轉(zhuǎn)鋼板和凹形鋼板孔的直徑，以保證翻轉(zhuǎn)鋼板可繞鉸軸銷釘轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0010]所述相同坡角是指梁體預(yù)埋件上焊接的鋼板與翻轉(zhuǎn)鋼板的斜坡面相互平行或水平夾角相等。
[0011]進(jìn)一步地，所述彈簧通過(guò)與翻轉(zhuǎn)鋼板端部、蓋梁上的預(yù)埋件焊接將二者連接在一起。
[0012]本發(fā)明所提供的消能自復(fù)位的橋梁抗震擋塊構(gòu)造與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下有益效果:
1、本發(fā)明由于設(shè)置有活動(dòng)鉸和若干彈簧，強(qiáng)烈的地震動(dòng)作用下梁體易在橫橋向產(chǎn)生較大位移，梁體預(yù)埋件上焊接的外伸鋼板首先與翻轉(zhuǎn)鋼板端部坡面接觸，將迫使翻轉(zhuǎn)鋼板向上運(yùn)動(dòng)并繞鉸軸銷釘轉(zhuǎn)動(dòng)，由于彈簧的存在，可通過(guò)彈簧的變形來(lái)耗散地震能量，從而避免梁體直接與抗震擋塊的相撞，同時(shí)彈簧變形后可產(chǎn)生較大的恢復(fù)力，又迫使梁體回至原來(lái)的位置，此過(guò)程對(duì)梁體撞擊作用起到一定的緩沖，將地震能量也進(jìn)行了有效地耗散，可顯著減小梁體震后的殘余位移而使梁體具有一定的自復(fù)位功能，并在一定程度上保護(hù)了抗震擋塊和提高了橋梁結(jié)構(gòu)的安全性。本發(fā)明的構(gòu)造簡(jiǎn)單，傳力路徑十分明確，整個(gè)過(guò)程充分發(fā)揮了彈簧緩沖撞擊作用和耗散地震能量的作用，同時(shí)彈簧破壞后也便于檢查和更換。
[0013]2、本發(fā)明的緩沖效果可通過(guò)改變彈簧剛度等參數(shù)進(jìn)行有效的調(diào)節(jié)，以滿足不同橋梁結(jié)構(gòu)的抗震需求。
[0014]3、本發(fā)明的施工方便，造價(jià)較低，具有較好的工程應(yīng)用前景。
【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1為具體實(shí)施例消能自復(fù)位的橋梁抗震擋塊構(gòu)造的結(jié)構(gòu)參考圖。
[0016]圖2為圖1的A-A截面示意圖。
[0017]圖3為圖1的B處放大示意圖。
[0018]圖4為圖2的C處放大不意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的構(gòu)思、具體細(xì)節(jié)及獲得的技術(shù)效果作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0020]圖1示意性地顯示了根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式的消能自復(fù)位的橋梁抗震擋塊構(gòu)造。如圖1?圖4所示，該橋梁抗震擋塊包括蓋梁1、梁體2，所述蓋梁I的頂面上設(shè)置有減隔震支座3，所述梁體2支撐于所述減隔震支座3上，在所述蓋梁I的兩端部分別設(shè)置有擋塊4，將一塊突出部分寬度方向帶貫穿孔凹形鋼板5的平整端端部嵌固于所述擋塊4中，在所述凹形鋼板5與一塊突出部分寬度方向帶貫穿孔、平整端端部帶斜坡面的翻轉(zhuǎn)鋼板6的孔內(nèi)穿設(shè)鉸軸銷釘7并將二者連接在一起形成活動(dòng)鉸，在所述梁體預(yù)埋件8上焊接一塊懸臂端端部與翻轉(zhuǎn)鋼板有相同坡角的外伸鋼板9，所述翻轉(zhuǎn)鋼板6的端部布置有若干彈簧10，所述彈簧10將翻轉(zhuǎn)鋼板6與蓋梁I連接在一起。
[0021]具體的，根據(jù)橋梁結(jié)構(gòu)實(shí)際抗震或減隔震設(shè)計(jì)的需要，預(yù)先將兩塊一定尺寸的鋼板分別切割成凸形和凹形并沿厚度方向鉆貫穿孔，將翻轉(zhuǎn)鋼板的平整端端部和外伸鋼板9靠翻轉(zhuǎn)鋼板的端部加工成坡角相同的斜坡面，將鋼板9的平整端端部焊接在梁體預(yù)埋件上，然后將凹形鋼板平整端端部與擋塊4內(nèi)布置的鋼筋焊接在一起，并澆筑擋塊混凝土，在翻轉(zhuǎn)鋼板和凹形鋼板孔內(nèi)穿設(shè)栓釘，并將兩鋼板連接一起形成一個(gè)活動(dòng)鉸，以保證地震作用下梁體撞擊翻轉(zhuǎn)鋼板斜坡面時(shí)可自由轉(zhuǎn)動(dòng)，最后將彈簧的兩端分別焊接在翻轉(zhuǎn)鋼板的端部和蓋梁頂面的預(yù)埋件上，這樣便形成了消能自復(fù)位的橋梁抗震擋塊構(gòu)造。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，傳力路徑明確，施工方便快捷，通過(guò)合理的計(jì)算分析可達(dá)到有效耗散地震能量并使梁體具有一定自復(fù)位功能，從而提高橋梁結(jié)構(gòu)的整體抗震性能。
[0022]在其他具體實(shí)施例中，本實(shí)施例的彈簧可替換為預(yù)應(yīng)力鋼筋，鉸軸銷釘7可替換為螺栓。橋梁的縱橋向擋塊、橋臺(tái)位置均可以采用本發(fā)明。
[0023]本實(shí)施例的消能自復(fù)位的橋梁抗震擋塊構(gòu)造的應(yīng)用情況如下:在正常使用荷載和小震作用下，該構(gòu)造的翻轉(zhuǎn)鋼板端部與梁體預(yù)埋件上焊接的外伸鋼板端部存在一定的間隙，此時(shí)該構(gòu)造不影響梁體位移及變形，橋梁結(jié)構(gòu)可通過(guò)減隔震支座自身來(lái)消耗地震能量。
[0024]在強(qiáng)震作用下梁體橫橋向易產(chǎn)生較大的位移，梁體預(yù)埋件上焊接的鋼板與該構(gòu)造的翻轉(zhuǎn)鋼板端部斜坡面接觸，撞擊作用將迫使翻轉(zhuǎn)鋼板繞鉸軸銷釘7轉(zhuǎn)動(dòng)，由于彈簧的存在，此過(guò)程可通過(guò)彈簧的拉伸變形來(lái)消耗大量的地震能量，有效地避免了梁體直接與擋塊相撞，同時(shí)由于彈簧有阻止翻轉(zhuǎn)鋼板轉(zhuǎn)動(dòng)的趨勢(shì)而產(chǎn)生較大的恢復(fù)力，進(jìn)而使梁體具有一定的自復(fù)位功能，從而有效地降低了橫向擋塊的碰撞破壞和橫向落梁的發(fā)生。該構(gòu)造充分利用彈簧來(lái)緩沖撞擊作用和耗散地震能量，并顯著提高了橋梁結(jié)構(gòu)的安全性。
[0025]以上所述的僅是本發(fā)明的較佳具體實(shí)施例。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明創(chuàng)造構(gòu)思的前提下，無(wú)需創(chuàng)造性勞動(dòng)就可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種消能自復(fù)位的橋梁抗震擋塊構(gòu)造，設(shè)置在蓋梁與梁體的結(jié)合部用于在震災(zāi)發(fā)生梁體移位時(shí)消減其沖擊能量和實(shí)現(xiàn)梁體自復(fù)位，其特征在于，蓋梁頂面上設(shè)置有減隔震支座，梁體支撐于所述減隔震支座上;蓋梁兩端部分別設(shè)置有混凝土抗震擋塊;抗震擋塊的端頭上設(shè)置一活動(dòng)鉸，翻轉(zhuǎn)鋼板鉸接在活動(dòng)鉸上，并可繞鉸軸銷釘旋轉(zhuǎn)，若干彈簧將翻轉(zhuǎn)鋼板與蓋梁連接在一起;梁體預(yù)埋件上與所述翻轉(zhuǎn)鋼板相對(duì)應(yīng)部位聯(lián)接有外伸鋼板，外伸鋼板與所述翻轉(zhuǎn)鋼板的頂面平行且存在一定高差，外伸鋼板和翻轉(zhuǎn)鋼板相對(duì)的邊沿具有角度相近方向相反的斜坡面。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的消能自復(fù)位的橋梁抗震擋塊構(gòu)造，其特征在于:所述活動(dòng)鉸通過(guò)一凹形鋼板聯(lián)接在抗震擋塊上，凹形鋼板兩端的突出部位寬度方向的貫穿孔支撐所述鉸軸銷釘并與所述翻轉(zhuǎn)鋼板構(gòu)成活動(dòng)鉸;凹形鋼板的平整端端部與混凝土抗震擋塊內(nèi)配置的鋼筋聯(lián)連;翻轉(zhuǎn)鋼板為外形與所述凹形鋼板互補(bǔ)的凸形鋼板。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的消能自復(fù)位的橋梁抗震擋塊構(gòu)造，其特征在于:所述鉸軸銷釘直徑應(yīng)略小于所述翻轉(zhuǎn)鋼板和凹形鋼板內(nèi)孔的直徑，以保證翻轉(zhuǎn)鋼板可繞鉸軸銷釘轉(zhuǎn)動(dòng)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的消能自復(fù)位的橋梁抗震擋塊構(gòu)造，其特征在于:所述彈簧通過(guò)焊接在翻轉(zhuǎn)鋼板端部和蓋梁上的預(yù)埋件上將二者連接在一起。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的消能自復(fù)位的橋梁抗震擋塊構(gòu)造，其特征在于，所述翻轉(zhuǎn)鋼板與外伸鋼板端部存在一定的間隙。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的消能自復(fù)位的橋梁抗震擋塊構(gòu)造，其特征在于，所述彈簧可替換為預(yù)應(yīng)力鋼筋。
【文檔編號(hào)】E01D19/00GK105951580SQ201610478309
【公開(kāi)日】2016年9月21日
【申請(qǐng)日】2016年6月24日
【發(fā)明人】廖平, 賈毅, 李福海, 趙人達(dá), 占玉林, 王超, 邱新林, 龐立果
【申請(qǐng)人】西南交通大學(xué)