鉛芯卡榫限位阻尼器系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】鉛芯卡榫限位阻尼器系統(tǒng)，可同時(shí)實(shí)現(xiàn)在地震中防止梁體出現(xiàn)縱向、橫向落梁和豎向限位，同時(shí)還可以起到減震耗能作用，所有組件均為可更換模塊化產(chǎn)品方便震后修復(fù)、易更換。它包括鋼質(zhì)卡榫和鋼質(zhì)卡扣。所述鋼質(zhì)卡榫由上而下包括頭部、卡扣固定段、錐形段和錨錠板，其中錐形段內(nèi)具有錐形空腔，該錐形空腔內(nèi)灌注有鉛芯。鋼質(zhì)卡榫的外端與卡扣固定段相抱合，其內(nèi)端為底板。所述鋼質(zhì)卡榫和鋼質(zhì)卡扣于橫橋向設(shè)置于墊石的外側(cè)，鋼質(zhì)卡榫通過穿過其錨錠板上安裝孔的高強(qiáng)螺栓組件固定安裝在墩體頂部，鋼質(zhì)卡扣通過穿過其底板上安裝孔的高強(qiáng)螺栓組件固定安裝在梁體側(cè)壁上。
【專利說明】
鉛芯卡榫限位阻尼器系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及橋梁，特別涉及一種鉛芯卡榫限位阻尼器系統(tǒng)，主要用于簡支梁、連續(xù)梁(剛構(gòu))、斜拉橋等墩梁間有相對位移的橋梁中，在地震、車輛(列車)等沖擊荷載下發(fā)揮縱、橫、豎向的三向限位和減震(振)耗能作用，以約束梁體振動(dòng)，減小梁體與梁體、梁體與墩臺(tái)之間的碰撞。
【背景技術(shù)】
[0002]簡支梁橋、連續(xù)梁(剛構(gòu))等梁式橋是交通工程中應(yīng)用最普遍的橋型，其梁部與墩臺(tái)間的相對位移過大導(dǎo)致的落梁是地震中橋梁倒塌的首要原因。因此工程中采取了各種各樣的防落梁裝置和減隔震措施。防落梁裝置應(yīng)用較多的有橫向抗震擋塊、縱向抗震擋塊、連桿裝置、拉索式防落梁裝置、鋼制卡榫(減震榫)和一些其他新型防落梁裝置;減隔震措施有摩擦擺支座、雙曲面球型減隔震支座等;阻尼器也得到應(yīng)用，如鋼阻尼器、鉛阻尼器、液體粘滯阻尼器和其他阻尼器。但是，目前這些防落梁裝置都存在一定的局限性，如:難以實(shí)現(xiàn)縱、橫、豎向三向限位;耗能和限位功能分離;耗能能力有限;常規(guī)的摩擦擺支座、雙曲面球型減隔震支座等減隔震措施在豎向地震動(dòng)強(qiáng)烈時(shí)導(dǎo)致失效;造價(jià)較高。今年來也有部分學(xué)者研究了減震卡榫，但其沒有阻尼效果。另外一些新型防落梁裝置應(yīng)用一些復(fù)雜結(jié)構(gòu)或者新型材料，導(dǎo)致成本較高，無法推廣應(yīng)用;工藝復(fù)雜，震后修復(fù)難度大、可替換性差。
[0003]此外，在列車制動(dòng)、牽引等沖擊作用下引進(jìn)的梁部縱向振動(dòng)控制方面，常用鎖定裝置，但鎖定裝置存在造價(jià)昂貴、易漏油，且阻尼比相對較小等局限性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種鉛芯卡榫限位阻尼器系統(tǒng)，約束墩與梁之間的相對位移與振動(dòng)，不僅可實(shí)現(xiàn)在地震中梁體縱向、橫向防落梁和豎向限位功能，而且具有減震(振)耗能功能，并可調(diào)整鉛芯大小與比例靈活調(diào)整系統(tǒng)的阻尼器，可以起到不同阻尼的減震(振)耗能作用，所有組件均為可更換模塊化產(chǎn)品方便震后修復(fù)、易更換。
[0005]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案如下:
[0006]本發(fā)明的鉛芯卡榫限位阻尼器系統(tǒng)，其特征是:它包括鋼質(zhì)卡榫和鋼質(zhì)卡扣;所述鋼質(zhì)卡榫由上而下包括頭部、卡扣固定段、錐形段和錨錠板，其中錐形段內(nèi)具有錐形空腔，該錐形空腔內(nèi)灌注有鉛芯;鋼質(zhì)卡榫的外端與卡扣固定段相抱合，其內(nèi)端為底板;所述鋼質(zhì)卡榫和鋼質(zhì)卡扣于橫橋向設(shè)置于墊石的外側(cè)，鋼質(zhì)卡榫通過穿過其錨錠板上安裝孔的高強(qiáng)螺栓組件固定安裝在墩體頂部，鋼質(zhì)卡扣通過穿過其底板上安裝孔的高強(qiáng)螺栓組件固定安裝在梁體側(cè)壁上。
[0007]本發(fā)明的有益效果是，可同時(shí)實(shí)現(xiàn)梁體縱向、橫向落梁和豎向限位功能，同時(shí)達(dá)到減震(振)耗能功能。即實(shí)現(xiàn)縱、橫、豎向三向防落梁裝置一體化;鋼結(jié)構(gòu)具有一定柔性和強(qiáng)度，鉛芯具有很好的阻尼效果，可調(diào)整鉛芯面積達(dá)到不同的阻尼比，并且卡扣抱合槽與鉛芯卡榫固定段有一定的間隙，既可滿足常規(guī)溫度和常遇地震的位移需求，又可在設(shè)計(jì)地震和罕遇地震時(shí)起到很好的限位作用，有效減少梁體與梁體、梁體與墩臺(tái)之間的碰撞；同時(shí)進(jìn)入屈服階段，發(fā)揮良好的減震(振)耗能作用。鉛芯面積可調(diào)，可方便調(diào)整系統(tǒng)的阻尼比；所有組件均為可更換模塊化產(chǎn)品方便震后修復(fù)、易更換，可用于對未設(shè)置防落梁裝置和減隔震裝置的橋梁加固，也可用于約束主梁相對橋墩的振動(dòng)位移。
【附圖說明】
[0008]本說明書包括如下幅五附圖:
[0009]圖1是本發(fā)明鉛芯卡榫限位阻尼器系統(tǒng)中鋼質(zhì)卡榫的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0010]圖2是本發(fā)明鉛芯卡榫限位阻尼器系統(tǒng)中鋼質(zhì)卡榫的俯視圖；
[0011]圖3是本發(fā)明鉛芯卡榫限位阻尼器系統(tǒng)中鋼質(zhì)卡扣的俯視圖；
[0012]圖4是本發(fā)明鉛芯卡榫限位阻尼器系統(tǒng)的安裝方式示意圖(縱橋向)；
[0013]圖5是本發(fā)明鉛芯卡榫限位阻尼器系統(tǒng)的安裝方式示意圖(橫橋向)。
[0014]圖中示出構(gòu)件和對應(yīng)的標(biāo)記:頭部10、卡扣固定段11、錐形段12、錨錠板13、封裝板14、鉛芯15、右側(cè)卡扣構(gòu)件21、左側(cè)卡扣構(gòu)件22、底板23、抱合槽24、梁體30、墩體31、墊石32、支座33。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。
[0016]參照圖1、圖2和圖3，本發(fā)明的鉛芯卡榫限位阻尼器系統(tǒng)包括鋼質(zhì)卡榫和鋼質(zhì)卡扣。所述鋼質(zhì)卡榫由上而下包括頭部10、卡扣固定段11、錐形段12和錨錠板13，其中錐形段12內(nèi)具有錐形空腔，該錐形空腔內(nèi)灌注有鉛芯15。鋼質(zhì)卡榫的外端與卡扣固定段11相抱合，其內(nèi)端為底板23。參照圖4和圖5，所述鋼質(zhì)卡榫和鋼質(zhì)卡扣于橫橋向設(shè)置于墊石32的外側(cè)，鋼質(zhì)卡榫通過穿過其錨錠板13上安裝孔的高強(qiáng)螺栓組件固定安裝在墩體31頂部，鋼質(zhì)卡扣通過穿過其底板23上安裝孔的高強(qiáng)螺栓組件固定安裝在梁體30側(cè)壁上。
[0017]參照力4和圖5，本發(fā)明的鉛芯卡榫限位阻尼器系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)縱、橫、豎向的三向限位。由于頭部10、錐形段12的豎向限定，鋼質(zhì)卡榫在梁體30與支座33豎向相對位移超過設(shè)定值時(shí)發(fā)揮作用。
[0018]參照圖3，所述鋼質(zhì)卡扣由通過螺栓組件可拆卸連接的右側(cè)卡扣構(gòu)件21、左側(cè)卡扣構(gòu)件22構(gòu)成，右側(cè)卡扣構(gòu)件21、左側(cè)卡扣構(gòu)件22具有與卡扣固定段11圓柱狀外表面相適配的半圓形或者半橢圓形抱合槽24。當(dāng)抱合槽24為半圓形時(shí)，用在固定支座處。當(dāng)抱合槽24為半橢圓形時(shí)，用于單向活動(dòng)支座，可實(shí)現(xiàn)梁體30在一定的允許位移范圍內(nèi)自由活動(dòng)，當(dāng)超過允許位移后，鋼質(zhì)卡扣與鋼質(zhì)卡榫接觸，開始發(fā)揮限位功能。當(dāng)抱合槽24直徑大于卡扣固定段直徑時(shí)，可用于多向活動(dòng)支座。在強(qiáng)震作用時(shí)，鉛芯卡榫限位阻尼器在發(fā)揮限位作用的同時(shí)發(fā)生變形。鉛具有密度大、塑性高、強(qiáng)度低等特點(diǎn)，鉛的低剛度以及面芯立方體結(jié)構(gòu)特征，使其具有較高的柔性及延展性，因此，在變形過程中可以吸收大量的能量，并有好的變形跟蹤能力。鉛在變形過程中會(huì)發(fā)熱、融化、再結(jié)晶，鉛的熔點(diǎn)低，再結(jié)晶溫度在室溫以下。鉛在室溫條件下變形，將會(huì)同時(shí)發(fā)生動(dòng)態(tài)回復(fù)及動(dòng)態(tài)再結(jié)晶過程。通過回復(fù)與再結(jié)晶過程，應(yīng)變硬化將消失，鉛的組織和性能將回復(fù)至變形前的狀態(tài)。因此，理論上鉛是僅有的一種室溫下作塑性循環(huán)時(shí)不會(huì)發(fā)生累積疲勞現(xiàn)象的普通金屬，這將大大提高其耗能能力。
[0019]參照圖1，所述鉛芯15由與鋼質(zhì)卡榫固定連接的封裝板I封裝在錐形空腔內(nèi)。
[0020]以上所述只是用圖解說明本發(fā)明的一些原理，并非是要將本發(fā)明局限在所示和所述的具體結(jié)構(gòu)和適用范圍內(nèi)，故凡是所有可能被利用的相應(yīng)修改以及等同物，均屬于本發(fā)明所申請的專利范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.鉛芯卡榫限位阻尼器系統(tǒng)，其特征是:它包括鋼質(zhì)卡榫和鋼質(zhì)卡扣;所述鋼質(zhì)卡榫由上而下包括頭部(10)、卡扣固定段(11)、錐形段(12)和錨錠板(13)，其中錐形段(12)內(nèi)具有錐形空腔，該錐形空腔內(nèi)灌注有鉛芯(15);鋼質(zhì)卡榫的外端與卡扣固定段(11)相抱合，其內(nèi)端為底板(23);所述鋼質(zhì)卡榫和鋼質(zhì)卡扣于橫橋向設(shè)置于墊石(32)的外側(cè)，鋼質(zhì)卡榫通過穿過其錨錠板(13)上安裝孔的高強(qiáng)螺栓組件固定安裝在墩體(31)頂部，鋼質(zhì)卡扣通過穿過其底板(23)上安裝孔的高強(qiáng)螺栓組件固定安裝在梁體(30)側(cè)壁上。2.如權(quán)利要求1所述的鉛芯卡榫限位阻尼器系統(tǒng)，其特征是:所述鉛芯(15)由與鋼質(zhì)卡榫固定連接的封裝板(I)封裝在錐形空腔內(nèi)。3.如權(quán)利要求1所述的鉛芯卡榫限位阻尼器系統(tǒng)，其特征是:所述鋼質(zhì)卡扣由通過螺栓組件可拆卸連接的右側(cè)卡扣構(gòu)件(21)、左側(cè)卡扣構(gòu)件(22)構(gòu)成，右側(cè)卡扣構(gòu)件(21)、左側(cè)卡扣構(gòu)件(22)具有與卡扣固定段(11)圓柱狀外表面相適配的半圓形或者半橢圓形抱合槽(24)。
【文檔編號(hào)】E01D19/04GK105862568SQ201610179815
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年3月24日
【發(fā)明人】曾永平, 劉鵬, 樊啟武, 楊國靜, 鄭曉龍, 周帥, 王典斌, 陶奇
【申請人】中鐵二院工程集團(tuán)有限責(zé)任公司