[發(fā)明專利]一種具有鋼彈簧的耗能型多向限位橋梁抗震裝置

在審

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• 申請日: 2020-02-28
• 公開（公告）號: CN111287073A
• 公開（公告）日: 2020-06-16
• 發(fā)明（設計）人: 田欽;宋鵬;廖金蓮;童治豪
• 申請（專利權）人: 南昌大學
• 主分類號: E01D19/00
• 分類號: E01D19/00;E01D19/04;E01D19/06
• 代理公司: 南昌青遠專利代理事務所(普通合伙) 36123
• 代理人: 涂志剛

本發(fā)明公開了一種具有鋼彈簧的耗能型多向限位橋梁抗震裝置，包括鋼牛腿、限位件、鋼彈簧、滑塊以及連接鋼柱；鋼牛腿固定在活動支座附近的橋墩頂部的側面，限位件固定在主梁底部和鋼牛腿上，兩個限位件上下對齊設置且位置對稱；限位件包括固定板、方形鋼擋塊和兩側抗拉拔鋼擋塊，滑塊位于限位件內部，連接鋼柱的兩端分別與上下兩個滑塊相連，其中間圓柱形部分的材料為耗能型低屈服強度鋼，可依靠其塑性變形產生的能量消耗地震能量，鋼彈簧一端固定在兩側抗拉拔鋼擋塊豎直段內壁上，另一端與滑塊相連，在地震結束后可通過其恢復力作用使得裝置實現一定的復位。該裝置構造簡單，抗震效果好，能三向限位。

技術領域

本發(fā)明屬于橋梁抗震技術領域，具體涉及一種具有鋼彈簧的耗能型多向限位橋梁抗震裝置。

背景技術

近年來，隨著社會經濟技術的迅速發(fā)展，城市化進程不斷加快，橋梁項目建設日益增多，橋梁不管是在數量上還是在延伸長度方面都與日俱增，特別是在城市，高架橋已經成為了主要的交通動脈。橋梁作為交通生命線上的樞紐工程，投資量大、數目多，對于我國經濟發(fā)展和人民生產生活有著舉足輕重的地位，一旦遭到破壞，其造成的損失也是巨大的，因此橋梁的安全保障是橋梁建設的前提。受自然災害尤其是地震的影響，橋梁設施會遭受巨大破損，甚至倒塌，不僅人民的生命財產安全受到威脅，也對后續(xù)的橋梁維修或者重建造成困難。在地震作用下，橋梁的破壞形式主要有以下幾種：橋梁支座等銜接部位損壞；橋梁上部結構受水平力作用位移量過大而導致落梁現象（含橫橋向和順橋向）；橋梁相鄰梁跨間（伸縮縫）發(fā)生碰撞而毀壞；橋墩塑性鉸的抗彎、抗剪強度缺乏，致使橋墩損壞。

目前我國的橋梁為了限制上部梁體間相對較大的位移，常常在橋墩蓋梁頂部安裝鋼筋混凝土擋塊，但是普通的鋼筋混凝土擋塊和梁體間的碰撞是剛性碰撞，撞擊力很大，容易對梁體和混凝土擋塊造成局部破壞，且地震中鋼筋混凝土擋塊的水平剪力通常不足，擋塊容易發(fā)生不可修復的破壞，不能很好限制梁體的位移。此外，其他的橋梁抗震限位結構多是針對橋梁梁體單方向的位移（順橋向或者橫橋向），而地震波有三個方向，單方向限制梁體的位移顯然具有局限性；一般的擋塊結構多是依靠擋塊本身的變形能量來消耗地震能量，彈塑性較差，在變形后不能很好地恢復到原來的狀態(tài)。

針對上述不足，需要設計和開發(fā)一種新型的橋梁抗震限位裝置，不僅能夠緩沖和消耗地震能量，不對梁體和裝置本身造成額外的損傷，在三個方向上限制梁體的位移，還能使裝置在震后恢復到原來相近的狀態(tài)，以便應對下一次地震。

發(fā)明內容

鑒于現有技術的上述缺陷，本發(fā)明提供了一種具有鋼彈簧的耗能型多向限位橋梁抗震裝置，在三個方向上限制梁體和橋墩之間相對較大的位移，保護支座，防止梁體的落梁震害；把梁體間的直接碰撞轉化為連接鋼柱的屈服變形，間接消耗地震能量，防止碰撞對梁體本身的破壞；增加單個裝置中耗能型連接鋼柱的數量和裝置本身的數量，大大減小作用在每一連接鋼柱上的拉力，消耗更多的地震能量；利用鋼彈簧的恢復力作用使得裝置在震后實現一定的復位功能。

為了實現本發(fā)明的目的,本發(fā)明采用的技術方案為：

一種具有鋼彈簧的耗能型多向限位橋梁抗震裝置，包括鋼牛腿、限位件、鋼彈簧、滑塊以及連接鋼柱；所述鋼牛腿通過螺栓固定在橋梁活動支座附近的橋墩頂部的側面；所述限位件包括固定板、方形鋼擋塊和兩側抗拉拔鋼擋塊，所述方形鋼擋塊固定于固定板上表面的前后兩側，兩塊所述方形鋼擋塊之間形成與所述滑塊的寬度相等的滑軌；兩個所述抗拉拔鋼擋塊呈倒“L”形結構，分別設置于所述固定板上表面的左右兩側，所述抗拉拔鋼擋塊的水平段與所述固定板上表面的距離與所述滑塊的高度相等，所述鋼彈簧設置于所述抗拉拔鋼擋塊的豎直段與所述滑塊的端面之間，且二者與所述鋼彈簧的兩端相連接；所述限位件包括相同的上限位件和下限位件，所述下限位件的固定板通過螺栓固定于所述鋼牛腿的頂部，所述上限位件的固定板通過螺栓固定于所述主梁的底部；所述連接鋼柱的一端固定于所述上限位件內的滑塊底部，另一端固定于所述下限位件內的滑塊頂部；所述主梁與橋墩之間設有設置在橋梁支座墊石上的橋梁活動支座。