[發明專利]一種連續梁橋分區控制連接減震裝置

有效

• 申請號: 201610114243.7
• 申請日: 2016-03-01
• 公開（公告）號: CN105735115B
• 公開（公告）日: 2017-05-10
• 發明（設計）人: 陳士通;陳樹禮;逯久喜;孫志星;許宏偉;李義強;程泳;程帥齊
• 申請（專利權）人: 石家莊鐵道大學
• 主分類號: E01D19/04
• 分類號: E01D19/04
• 代理公司: 石家莊新世紀專利商標事務所有限公司13100
• 代理人: 楊瑞龍

技術領域

本發明涉及橋梁減隔震領域，具體涉及一種連續梁橋分區控制連接減震裝置，地震突發時，根據地震等級的大小，分區控制活動墩和梁體的連接剛度，實現各墩協同受載，同時具備耗能功能，可有效提高結構整體抗震性能，，適用于公路橋、鐵路橋、城市橋梁及各類大型連續梁結構的新建抗震設計及既有建筑抗震加固。

背景技術

為滿足溫度荷載引起的變位需要，一跨連續梁往往僅設置一個固定墩，這不僅使固定墩的抗震能力難以滿足地震需求，而且也使得連續梁橋縱向地震位移響應較大，極易引起伸縮縫和支座的破壞，甚至導致落梁等嚴重震害的發生。為降低連續梁橋的震害，開發研制了粘滯阻尼器、雙曲面球型減隔震支座和拉索減震支座等裝置，盡管可以取得一定的減震效果，但沒有改變連續梁橋固定墩單獨承受縱向地震荷載，而其它活動墩的既有抗震潛能未能充分發揮利用的狀態。Lock-up裝置以梁墩相對運動速度為指標判定鎖死時機，理論上可以實現各墩協同受力，但其成本高昂、后期維護復雜，致使其應用較少。專利CN201210074882.7、CN201310693078.1、CN201310561638.8所發明裝置雖然可以實現活動墩和梁體的鎖死功能，降低固定墩和梁體的地震響應，但由于其連接剛度固定，當活動墩和梁體鎖死會導致整橋自振周期縮短從而引發整橋總的地震響應的增加，此外，由于構造特點和作用機理限制，既有鎖死裝置存在間隙，鎖死后活動墩和梁體通過“碰撞”的方式傳力承載，也會在一定程度上加大整體地震響應，不利于最大限度的提高連續梁橋抗震性能，且不易實現耗能減震。

發明內容

本發明目的是提供一種原理可靠、構造簡單、經濟耐用、便于檢查與維護的新型大噸位連續梁橋減震裝置，利用本發明，可克服現有減隔震裝置及既有技術存在的上述缺陷和不足，地震突發時，根據地震荷載的大小分區控制活動墩和梁體的連接剛度，通過“軟著陸”的連續方式，實現固定墩和各活動墩協同受力，達到解決常規設計的連續梁橋在縱向地震作用下固定墩單獨受力、橋梁上部結構縱向位移過大等震害問題。利用本發明，可為新橋設計和舊橋加固提供新的設計理念和技術思路，適用于橋梁新建和舊橋抗震加固。

為解決上述問題，本發明所采取的技術方案是：

一種連續梁橋分區控制連接減震裝置，其關鍵技術在于：其包括水平連桿、鎖緊螺母、限位裝置和連接牛腿，所述限位裝置為空心箱型結構且固定于活動墩上，所述水平連桿為中部帶螺紋的圓桿，其外徑小于一區限位裝置和二區限位裝置空心區域，所述限位裝置包括并列設置的一區限位裝置和二區限位裝置，水平連桿穿過一區限位裝置和二區限位裝置空心區域，兩端與連接牛腿鉸接，連接牛腿固定于梁體上。在限位裝置兩側安裝鎖緊螺母，鎖緊螺母分別與一區限位裝置、二區限位裝置之間預留設計間隙Δ1和Δ2，如正常運營狀態下梁體和活動墩的最大相對變位需求為Δ，則須Δ<Δ1<Δ2，以保證梁墩有相對變位需求Δi時，水平連桿可以在限位裝置空心區域間自由穿行。地震突發時，梁墩相對位移變大，中小地震時，當Δi≥Δ1時，鎖緊螺母首先與一區限位裝置接觸，從而限制梁墩相對位移，實現活動墩與固定墩共同承受水平荷載的目的，同時又能通過限位裝置內置彈簧、軟鋼和金屬橡膠實現耗能減震；大震發生時，一區限位裝置已不能限制梁墩相對位移的進一步增大，當梁墩相對位移Δi≥Δ2時，一區限位裝置和二區限位裝置共同產生限位和耗能作用，繼而最大限度提高連續梁橋抗震性能。該裝置原理簡單、經濟可靠，限位觸發間隙調解方便，可用于新建連續梁抗震設計及既有連續梁橋抗震加固，便與推廣應用。

作為優選，所述限位裝置包括焊接于箱梁上的軟鋼擋板、固定于軟鋼擋板之間的金屬橡膠以及多個彈簧，兩側軟鋼擋板外側中部設有彎頭向下的固定掛鉤，彈簧固定于兩側軟鋼擋板外側，彈簧自由端連接彈簧觸板，彈簧觸板靠近彈簧側設有環形掛鉤，彈簧拉繩一頭鉸接于彈簧觸板環形掛鉤上，另一端彎頭向上的活動掛鉤與彎頭向下的固定掛鉤連接，彈簧拉繩設有預緊力，將彈簧壓縮至設計位置。箱梁通過下設的連接板固定于活動墩上，軟鋼擋板和金屬橡膠數量根據需要設計，彈簧的軸向剛度小于軟鋼擋板和金屬橡膠組合結構的抗側移剛度。

作為優選，所述軟鋼擋板為梯形擋板，單層軟鋼擋板包括分別焊接在所述箱梁內壁的四個梯形擋板，相鄰的梯形擋板之間留有縫隙。