[發(fā)明專利]一種摩擦耗能防落梁裝置

有效

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• 申請日: 2014-11-24
• 公開（公告）號: CN104499422A
• 公開（公告）日: 2015-04-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 許紫剛;韓強;杜修力
• 申請（專利權(quán)）人: 北京工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: E01D19/00
• 分類號: E01D19/00;E01D19/04
• 代理公司: 北京思海天達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司11203
• 代理人: 紀(jì)佳

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及橋梁工程的建設(shè)領(lǐng)域，尤其是涉及一種摩擦耗能防落梁裝置。

技術(shù)背景

我國地處環(huán)太平洋地震帶和歐亞地震帶之間，國土的大部分地區(qū)為地震區(qū)，特別是我國的西部地區(qū)多為強震區(qū)，地震活動頻繁，我國如此量大面廣的橋梁建設(shè)必然給橋梁設(shè)計提出新的挑戰(zhàn)。橋梁作為生命線工程之一，肩負(fù)著抗震救災(zāi)和災(zāi)后重建的重任。在汶川地震中，由于汶川縣及其周圍多座橋梁受到嚴(yán)重破壞，救災(zāi)人員和物資遲遲不能從陸路進(jìn)入，對災(zāi)區(qū)救援產(chǎn)生了極大的阻礙作用。

歷次震害調(diào)查表明：落梁是發(fā)生頻次最高、破壞性最大、修復(fù)最為困難的橋梁震害形式。有鑒于此，在美國、日本等橋梁抗震技術(shù)發(fā)達(dá)國家均已在抗震設(shè)計規(guī)范中明確規(guī)定相關(guān)的構(gòu)造措施，并安裝防落梁裝置以防止落梁破壞的發(fā)生。防落梁裝置是指在橋梁中為防止主梁從墩臺脫離或墜落而在二者間設(shè)置的限位裝置。防落梁裝置可以限制橋梁伸縮縫處相鄰梁體或墩梁縱(橫)向的相對位移，是防止落梁破壞的有效措施。但是，目前我國高烈度區(qū)的已建和在建橋梁卻很少采用防落梁裝置。

鑒于我國嚴(yán)峻的抗震形勢和大規(guī)模橋梁建設(shè)的現(xiàn)狀，有必要研發(fā)出構(gòu)造簡單、受力清晰、效果明顯的防落梁裝置，使其有效限制橋梁在地震作用下的過大位移，防止落梁等突發(fā)性破壞的發(fā)生。摩擦耗能防落梁裝置通過使用四個鉸結(jié)構(gòu)的自由轉(zhuǎn)動滿足橋梁在正常運營狀態(tài)下或地震作用下，上部梁體和下部橋墩之間可能產(chǎn)生的相對位移；同時，環(huán)形鋼片，環(huán)形銅片、槽鋼體系和連接鋼板之間的轉(zhuǎn)動摩擦可耗散部分地震能量。本發(fā)明概念清晰，原理明確，易于生產(chǎn)，便于維修。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明公開一種摩擦耗能防落梁裝置，該裝置可有效控制地震作用下橋梁上部結(jié)構(gòu)與下部結(jié)構(gòu)間發(fā)生的過大相對位移，降低了落梁等震害發(fā)生的概率。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種摩擦耗能防落梁裝置

一種摩擦耗能防落梁裝置，其包括兩個分別與橋墩和梁體連接的固定端組件，兩個槽鋼體系，一塊連接鋼板以及四個轉(zhuǎn)動摩擦耗能鉸；固定端組件通過預(yù)埋的螺栓錨固在橋墩和梁體上，槽鋼體系的一端通過轉(zhuǎn)動摩擦耗能鉸與固定端組件相連，另一端也通過轉(zhuǎn)動摩擦耗能鉸與連接鋼板7相連。

所述固定端組件由兩塊鋼板焊接而成，其中一塊為通過高強螺栓錨固的固定鋼板1，另一塊為焊接在所述固定板中央向外突伸的外伸鋼板8。

所述固定端組件有兩個，其中水平方向的固定端組件通過預(yù)埋的螺栓錨固于橋墩上，豎直方向的固定端組件通過預(yù)埋的螺栓錨固于梁體上。

所述槽鋼體系由兩個背對的槽鋼2組成，所述固定端組件的中央外伸鋼板8和所述連接鋼板7厚度一致且均位于槽鋼體系中兩個槽鋼2中間，并通過轉(zhuǎn)動摩擦耗能鉸相連將。

所述轉(zhuǎn)動摩擦耗能鉸包括兩塊環(huán)形鋼片4，兩塊環(huán)形銅片3以及一根高強螺栓5；所述高強螺栓5依次穿過環(huán)形鋼片4、環(huán)形銅片3、槽鋼2、固定端組件的外伸鋼板8或連接鋼板7、槽鋼2、環(huán)形銅片、環(huán)形鋼片，并施加預(yù)緊力將它們連接在一起。

所述轉(zhuǎn)動摩擦耗能鉸將兩個槽鋼體系的一端分別與所述與橋墩連接的水平方向、與梁體連接的豎直方向的固定端組件的外伸鋼板8相連，且槽鋼體系可相對外伸鋼板8轉(zhuǎn)動。

所述轉(zhuǎn)動摩擦耗能鉸將兩個槽鋼體系的另一端分別與所述連接鋼板7的兩端相連，且槽鋼體系可相對連接鋼板7轉(zhuǎn)動。

本發(fā)明的工作機理是：上述摩擦耗能防落梁裝置水平方向的固定端組件錨固與橋墩上，豎直方向的固定端組件錨固于梁體上。正常使用狀態(tài)下，兩個方向的槽鋼體系接近垂直，可滿足橋梁發(fā)生溫度伸縮，或者車輛引起的振動。當(dāng)?shù)卣鹱饔茫后w與橋墩之間發(fā)生較大的相對位移時，四個鉸結(jié)構(gòu)的自由轉(zhuǎn)動帶動槽鋼體系和連接鋼板開始工作，豎向的固定端組件拉住梁體不發(fā)生過大的相對位移而發(fā)生落梁破壞，同時，四個鉸結(jié)構(gòu)處金屬間的轉(zhuǎn)動摩擦也能耗散部分地震能量，保證橋梁結(jié)構(gòu)的安全性。

本發(fā)明的優(yōu)點在于：通過使用四個鉸結(jié)構(gòu)的自由轉(zhuǎn)動滿足橋梁在正常運營狀態(tài)下或地震作用下，上部梁體和下部橋墩之間可能產(chǎn)生的相對位移；同時，環(huán)形鋼片，環(huán)形銅片、槽鋼體系和連接鋼板之間的轉(zhuǎn)動摩擦可耗散部分地震能量。本發(fā)明概念清晰，原理明確，易于生產(chǎn)，便于維修。

附圖說明

圖1為摩擦耗能防落梁裝置側(cè)視圖。

圖2為摩擦耗能防落梁裝置中固定端的正視圖和側(cè)視圖。

圖3為摩擦耗能防落梁裝置中固定端的側(cè)視圖。

圖4為摩擦耗能防落梁裝置的A-A、C-C剖面圖。

圖5為摩擦耗能防落梁裝置的B-B、D-D剖面圖。