[發明專利]可置換式限位鎖定減震耗能裝置

有效

• 申請號: 201210444608.4
• 申請日: 2012-11-08
• 公開（公告）號: CN103088751A
• 公開（公告）日: 2013-05-08
• 發明（設計）人: 閆維明;石魯寧;何浩祥;馬裕超
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: E01D19/00
• 分類號: E01D19/00
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 魏聿珠

技術領域

本發明屬于橋梁工程抗震與減震技術領域，涉及到一種削弱工字鋼翼緣和腹板的原有鋼材并置換為金屬復合材料耗能板，同時工字鋼端部與自鎖定裝置連接，從而形成地震作用下可置換式限位鎖定減震耗能裝置。該發明成本低廉、抗震性能突出、有效防止落梁、施工方便，具有良好的發展前景。?

背景技術

在2008年汶川地震和2011年日本大地震中，數百座梁橋在地震中發生落梁破壞，作為災后救援的生命線工程的道路橋梁工程遭到嚴重破壞，使救援人員不能按時到達災區第一線，給國家、社會和人民的生命財產帶來了巨大損失。簡支梁和連續梁橋延橋梁縱向自由度通常不約束，在地震作用下，當橋墩延橋梁縱向的位移過大時，很容易發生橋梁落梁。在梁端設置限位擋塊的傳統構造措施，并未達到預期的抗震設計要求。因此有必要開發一種橋梁用防止落梁抗震耗能裝置。?

目前的橋梁用抗震耗能阻尼器通常直接與墩梁固定連接，不僅改變了簡直梁橋和連續梁橋體系的受力，使梁縱向變形得不到釋放而導致梁體開裂，又不便于阻尼裝置的維修和保養，傳統阻尼器在地震作用下容易破壞通常不能重復使用，這將增加橋梁養護成本。而傳統的防止落梁的構造措施是在橋?墩上設置限位擋塊，雖然起到防止落梁的作用，但是該措施并未減少地震能量對橋梁的破壞。同時在地震作用下梁體極易與擋塊發生碰撞引起梁體破壞，為災后重建帶來不便。目前尚無一種有效防止落梁的多次抗震耗能裝置。?

借鑒機械工程領域的技術手段，采用新型金屬復合耗能材料和卡扣鎖定裝置，綜合利用各種措施的特點，開發橋梁用可置換式限位鎖定減震耗能裝置，可以克服上述橋梁抗震措施的不足，為橋梁抗震提供更多樣性的技術支持，具有重大的工程意義。?

發明內容

本發明給出了一種橋梁用可置換式限位鎖定減震耗能裝置，發明目的在于地震作用下當橋墩位移達到限值后，自鎖定裝置將橋墩與主梁通過抗震耗能裝置鎖定，有效防止落梁；同時，通過削弱工字梁端部翼緣和腹板的原有鋼材并置換為屈服強度小于120MPa并且耗能能力強的金屬復合材料，使地震下鎖定后的抗震耗能裝置在金屬復合耗能材料處形成塑性鉸進行耗能減震易于施工和維護，成本低廉，性價比高。?

為了實現上述目的，本發明采取了如下技術方案：?

可置換式限位鎖定減震耗能裝置，包括焊接工字鋼1、金屬復合材料耗能板2、橫隔板3、高強度螺栓4、橡膠防護墊5、自鎖卡扣板6、卡槽箱7、卡槽箱蓋板8、互鎖卡扣板9、預埋鋼板10；焊接工字鋼1的腹板和翼緣切割置換為金屬復合耗能板2，在焊接工字鋼1的兩端分別連接有間隔放置的兩個橫隔板3，一端的最外側的橫隔板3上連接有卡槽箱7，卡槽箱7的一側側壁上?設置有凸起的互鎖卡扣板9，與設置有互鎖卡扣板9相對的側壁上開槽，從所述的槽中深伸入了自鎖卡扣板6，自鎖扣卡板6為端部漸變突起、中間開口的鋼板，自鎖扣卡板6凸起的端部位于卡槽箱7內且尺寸大于卡槽箱7上的開槽大小，自鎖扣卡板6不能從卡槽箱7上的開槽處滑出，自鎖扣卡板6的開口恰好與互鎖卡扣板9的凸起相對，當自鎖卡扣板6在地震作用下位移超過限值時，自鎖卡扣板6端部在卡槽箱7的作用下發生擠壓變形，自鎖卡扣板6滑入卡槽箱7的互鎖卡扣板9一側，隨著位移的繼續增大，自鎖卡扣板6與互鎖卡扣板9接觸，在擠壓力作用下，突出的互鎖卡扣板9將伸進自鎖卡扣板6的開口內，實現鎖定；自鎖扣卡板6端部連接有用于與橋墩和柱連接的預埋鋼板10，在卡槽箱7的內部和預埋鋼板10靠近卡槽箱7的側面均設置有用于減少裝置碰撞的橡膠防護墊5；在卡槽箱7的側壁位置還設置有用于保護卡槽箱7內部件的卡槽箱蓋板8；橫隔板3與卡槽箱7之間通過高強度螺栓4連接；未連接有卡槽箱7的一側橫隔板3通過高強度螺栓4與梁體等部件連接。當地震下的結構變形超過預期值后，互鎖卡扣板9與自鎖卡扣板6可以相互鎖定，改變連接形式，使金屬復合材料耗能板2產生較大的往復變形同時減小主體結構變形，實現金屬復合材料的耗能減震，地震作用后將破壞的金屬復合材料耗能板2置換為新的耗能板，將自鎖卡扣板6和互鎖卡扣板9復位從而達到在多次地震作用下耗能的目的。?

金屬復合材料耗能板2可以替換，其材料為鋁合金板或軟鋼與鉛的粘結板。?