[發明專利]防止橋墩端部產生塑性鉸的位移放大型多維耗能裝置

有效

• 申請號: 202010154669.1
• 申請日: 2020-03-08
• 公開（公告）號: CN111335145B
• 公開（公告）日: 2021-07-23
• 發明（設計）人: 何浩祥;陳旺;王崢;高翔
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: E01D19/00
• 分類號: E01D19/00;E01D19/02;E01D101/30
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 沈波

1.防止橋墩端部產生塑性鉸的位移放大型多維耗能裝置，其特征在于：

萬向鉸支座（1）、開口鋼箱（2）、圓形剛性鋼連接桿（3）、彎曲型復合耗能金屬阻尼器（4）、固定鉸支座（5）、泡沫填充物（6）組成杠桿型耗能裝置，控制橋墩底部塑性鉸；

條狀交叉編織型金屬阻尼器（7）、剛性鋼連接桿（8）組成剪刀型耗能裝置，控制橋墩頂部塑性鉸；

橋墩（13）底部的杠桿型耗能裝置將杠桿效應的位移放大，萬向鉸支座（1）通過螺栓連接的方式與橋墩連接，圓形剛性鋼連接桿（3）近橋墩（13）下端與萬向鉸支座（1）通過焊接的方式進行連接，并且依次通過開口鋼箱（2），離橋墩（13）近的開口鋼箱（2）的開口處設置有固定鉸支座（5）；中間位置開口鋼箱（2）的開口位置處設置有泡沫填充物（6），用于支撐圓形剛性鋼連接桿（3）；圓形剛性鋼連接桿（3）遠橋墩（13）端與彎曲型復合耗能金屬阻尼器（4）焊接在一起，彎曲型復合耗能金屬阻尼器（4）再與開口鋼箱（2）通過螺栓連接，使得橋墩下部耗能裝置完全成為一個整體；

橋墩（13）頂部的剪刀型耗能裝置通過螺栓連接的方式，分別與橋墩（13）和橋面板（12）底部連接，條狀交叉編織型金屬阻尼器（7）兩端通過螺栓連接的方式與剛性鋼連接桿（8）連接；彎曲型復合耗能金屬阻尼器（4）對地震傳遞到橋墩（13）下部的能量進行消耗；矩形開口鋼片（10）是彎曲型復合耗能金屬阻尼器（4）的核心材料，用屈服強度不大于160MPa的鋼材；矩形開口鋼片（10）兩端通過焊接的方式同金屬板連接成為整體，在工廠中進行預制；

條狀交叉編織型金屬阻尼器（7）對橋墩（13）上部的力進行消耗；條狀交叉編織型金屬阻尼器（7）包括弧形薄鋼片（9），弧形薄鋼片（9）選用屈服強度120-160MP之間的鋼材；弧形薄鋼片（9）為燈籠形狀，在各個弧形薄鋼片（9）兩端采用焊接的方式與金屬板連接，成為整體。

2.根據權利要求1所述的防止橋墩端部產生塑性鉸的位移放大型多維耗能裝置，其特征在于：萬向鉸支座（1）將杠桿型耗能裝置與橋墩（13）連接在一起，萬向鉸支座（1）采用彈性模量大于等于345MPa的鋼材。

3.根據權利要求1所述的防止橋墩端部產生塑性鉸的位移放大型多維耗能裝置，其特征在于：圓形剛性鋼連接桿（3）采用彈性模量大于等于345MPa的鋼材；開口鋼箱（2）的開口尺寸寬度大于圓形剛性鋼連接桿（3）。

4.根據權利要求1所述的防止橋墩端部產生塑性鉸的位移放大型多維耗能裝置，其特征在于：固定鉸支座（5）設置在開口鋼箱（2）開口位置處，起到杠桿支點的作用，避免圓形剛性鋼連接桿（3）上下移動；固定鉸支座（5）與開口鋼箱（2）的連接采用焊接；泡沫填充物（6）設置在開口鋼箱（2）開口位置處；當圓形剛性鋼連接桿（3）在地震的作用下受力時，通過擠壓泡沫填充物（6）產生上下的移動，起到位移放大的作用。

5.根據權利要求1所述的防止橋墩端部產生塑性鉸的位移放大型多維耗能裝置，其特征在于：采用多根兩端都開有螺栓孔的剛性鋼連接桿（8）構成上部剪刀型耗能裝置的骨架，采用螺栓連接的方式將其連接成整體，采用螺栓連接保證骨架實現位移放大，將橋墩產生的微小位移進行放大；條狀交叉編織型金屬阻尼器（7）兩端采用螺栓連接方式，設置于剪刀型耗能裝置內部，位移的放大會使得條狀交叉編織型金屬阻尼器（7）產生變形，進而實現耗能。

6.根據權利要求1所述的防止橋墩端部產生塑性鉸的位移放大型多維耗能裝置，其特征在于：圓形剛性鋼連接桿（3）所選用的長度尺寸大致為橋墩（13）高度的1/4~1/3范圍內，所選用的直徑尺寸為40mm~60mm范圍內。