[發明專利]基于折紙回彈機構的防落梁裝置

有效

• 申請號: 201911405513.X
• 申請日: 2019-12-30
• 公開（公告）號: CN111155417B
• 公開（公告）日: 2021-09-24
• 發明（設計）人: 張鶴;王莉;田欽;張晨輝
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: E01D19/00
• 分類號: E01D19/00
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 賈玉霞

本發明公開一種基于折紙回彈機構的防落梁裝置，包括鋼擋塊上底板、鋼擋塊上部、鋼擋塊下部、鋼擋塊下底板以及設置在鋼擋塊上部、鋼擋塊下部之間的折紙回彈機構，鋼擋塊上底板與橋梁的下底面固定，鋼擋塊上部與所述的鋼擋塊上底板，鋼擋塊下部與鋼擋塊下底板固定，鋼擋塊下底板與鋼牛腿頂面固定；折紙回彈機構包括套筒、折紙型結構與復合材料板，套筒固定在所述的鋼擋塊上部的內側，當所述折紙回彈機構沿著順橋方向受到鋼擋塊下部的擠壓，可沿該方向產生壓縮變形，同時產生回彈力。通過折紙回彈機構的變形吸收地震能量，以緩解地震作用對梁及擋塊的撞擊作用，并可在水平作用結束后使梁復位。

技術領域

本發明涉及用于橋梁的防落梁技術領域，具體地說是一種基于折紙回彈機構的防落梁裝置。

背景技術

隨著交通基礎設施建設的發展，高架橋梁在現代交通網路中發揮了重要的作用。但強震作用下，橋梁上、下部結構位移過大時，可能發生梁與梁或梁與臺之間的碰撞以及支座的破壞。在支座發生破壞之后，在橋梁順橋方向易發生梁體位移，引起落梁震害，造成交通網路的癱瘓和巨大的損失。因此，對落梁震害的預防措施是十分必要的。

目前，擋塊是橋梁設計中經常采用的一種抗震構造措施，通常設置在橋梁下部結構的頂面或上部結構的底面，用于限制橋梁上、下部結構之間的過大位移從而減少橋梁在地震作用下的碰撞及落梁震害。但是傳統的鋼筋混凝土擋塊往往會在地震過程中發生破壞，導致剪斷或者破碎，且其抗震形式是梁與擋塊的直接碰撞，沒有耗能能力，也較難修復。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明提供一種基于折紙回彈機構的防落梁裝置，引入折紙回彈機構對現有擋塊進行結構優化，具有較大的耗能能力，能夠有效的減輕梁與擋塊的碰撞，起到緩沖作用，防止產生落梁震害。

本發明解決技術問題采用的技術方案是：

一種基于折紙回彈機構的防落梁裝置，該裝置包括鋼擋塊上底板、鋼擋塊上部、鋼擋塊下部、鋼擋塊下底板以及設置在鋼擋塊上部、鋼擋塊下部之間的折紙回彈機構，所述的鋼擋塊上底板與橋梁的下底面固定，所述的鋼擋塊上部與所述的鋼擋塊上底板，所述的鋼擋塊下部與鋼擋塊下底板固定，鋼擋塊下底板與鋼牛腿頂面固定；

所述的折紙回彈機構包括套筒、折紙型結構與復合材料板，所述的套筒固定在所述的鋼擋塊上部的內側，所述的折紙型結構一端與所述的套筒內表面固定，另一端與所述的復合材料板固定；當所述折紙回彈機構沿著順橋方向受到鋼擋塊下部的擠壓，可沿該方向產生壓縮變形，同時產生回彈力。

進一步地,所述的折紙型結構包括間隙結構，所述間隙結構通過將所述折紙型結構的頂點向內翻折實現，從而增加折紙折痕的數目，增加所述的折紙型結構的剛度和回彈性能。

進一步地,所述折紙型結構中有兩類頂點，分別為向外凸的凸頂點和向內凹的凹頂點，所述凸頂點和凹頂點交錯排列；由某個頂點延伸出來的四條折痕中，其中三條為同一類別，另一條為相對類別；對于所述凸頂點，三條同一類別的折痕為折脊，另一條為折谷，由四條折痕劃分的四個區域中，對應角度較小的區域角度為α，對應角度較大的為180°-α；對于所述凹頂點，三條同一類別的折痕為折谷，另一條為折脊，由四條折痕劃分的四個區域中，對應角度較小的區域角度為β，對應角度較大的為180°-β；α和β都是銳角，且αβ。

進一步地，所述的所述折紙回彈機構內部填充有填充物。

進一步地，填充物為粘滯流體吸能材料。

本發明的有益效果是，

(1)本發明的基于折紙回彈機構的防落梁裝置，因為設計了折紙回彈機構，通過折紙回彈機構的變形吸收地震能量，緩解地震作用對橋梁及擋塊的撞擊作用，且折紙回彈機構有較好的回彈性能，對外力有緩沖和抗震效果；

(2)本發明的折紙回彈機構還含有間隙結構，可以通過增加折痕數目來提升折紙回彈機構的回彈性能，提高結構剛度，適應橋梁抗震的需求。

附圖說明