[發明專利]一種多重緩沖三向限位型橋梁抗震擋塊結構

在審

• 申請號: 202010845117.5
• 申請日: 2020-08-20
• 公開（公告）號: CN111926689A
• 公開（公告）日: 2020-11-13
• 發明（設計）人: 田欽;葉小杭;樊霖濤;霍振坤
• 申請（專利權）人: 南昌大學
• 主分類號: E01D19/00
• 分類號: E01D19/00;E01D19/02
• 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

本發明涉及橋梁防震技術領域，尤其涉及一種多重緩沖三向限位型橋梁抗震擋塊結構，包括鋼牛腿組件、工字型中空鋼、S型塑性碳素鋼，所述工字型中空鋼呈“工”字型結構，其頂部固定于主梁的底部，其底部固定于所述鋼牛腿組件的頂部，所述工字型中空鋼的前壁上形成用于放置所述S型塑形碳素鋼的方形孔；所述S型塑形碳素鋼其兩個孔洞的軸心設有橫截面呈正六邊形的中空六棱柱，所述中空六棱柱的六個外壁均與鋼彈簧的一端相連，所述鋼彈簧的另一端與所述S型塑形碳素鋼的側壁或所述工字型中空鋼上方形孔的內壁相連。本發明保證橋梁在順橋向與豎向的損壞處于可接受范圍內，限制并消耗橫橋向的地震的能量，確保不會對橋墩造成傷害。

技術領域

本發明涉及橋梁防震技術領域，尤其涉及一種多重緩沖三向限位型橋梁抗震擋塊結構。

背景技術

在未來的發展趨勢下，我國的公路體系必將不斷完善，而為了應對特殊環境和保護公路沿經地的環境，節省部分土地資源，提高空間的利用率，橋梁便成了必要的選擇，在未來的公路建造過程中，橋梁的需求也將越發的巨大，對橋梁的要求也愈發的提高，此外，由于我國的建造的部分橋梁位于環太平洋火山地震帶和歐亞地震帶上，一旦發生地震，導致橋梁的損傷，不僅會造成巨大的經濟損失，還會導致道路斷裂使交通癱瘓，還會蒙受更大的間接損失。于此，開展橋梁抗震，減震技術及裝置的研究是極為必要的，經過調查發現橋梁受震導致的損壞主要有以下幾種：橋梁與活動支座產生較大的相對位移導致支座損壞，梁體與橋墩之間產生較大的位移引起橋梁發生順橋向或者橫橋向的落梁損壞，對于存在伸縮縫的橋梁導致的伸縮縫兩端的梁體發生直接碰撞導致的橋梁主體的損壞且由于碰撞將碰撞力的效應傳到橋墩底部，引起橋梁底部的損壞，同時也會導致伸縮縫的擴張使交通進一步癱瘓，并加大了橋梁的修復難度，由于地震波會引發橋梁的較大的豎向位移，會導致上部梁體脫離支座，不僅會導致橋梁翹曲損壞，還會導致支座與梁體發生劇烈的豎向碰撞，導致兩者都發生損壞。

橋梁的損壞大致上有以上幾種，但是經過調查發現，目前我國主流的橋梁設計方案為在橫橋的方向上設置兩個鋼筋混凝土擋塊，以此來限制橋梁在地震中的橫橋向位移，但是此設計忽略了橋梁與活動支座的相對位移導致的支座損壞，橋梁與鋼筋混凝土擋塊發生剛性碰撞導致碰撞力傳導至橋墩引起橋墩損害等損壞，地震對橋梁產生位移與力是復雜多變的，僅僅考慮一種情況是沒有辦法保證橋梁主體在地震中能夠保持相對完整性。因此，需要一種裝置，能夠在橫橋向，順橋向，豎向，三向同時起到限制位移的作用，且能夠通過自身特性將橋梁與鋼筋混凝土擋塊發生的剛性碰撞轉換為能夠損耗能量的彈性或者塑性碰撞，以此來解決，橋梁與活動支座產生較大的相對位移導致支座損壞，梁體與橋墩之間產生較大的位移引起橋梁發生順橋向或者橫橋向的落梁損壞，對于存在伸縮縫的橋梁導致的伸縮縫兩端的梁體發生直接碰撞導致的橋梁主體的損壞且由于碰撞將碰撞力的效應傳到橋墩底部使橋梁底部損壞。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種多重緩沖三向限位型橋梁抗震擋塊結構，通過順橋向與豎向的鋼彈簧和高塑性碳素鋼來消耗地震中順橋向與豎向的能量，保證橋梁在順橋向與豎向的損壞處于可接受范圍內，通過橫橋向的阻尼器與高塑性碳素鋼，限制并消耗橫橋向的地震的能量，確保不會對橋墩造成傷害，且由于鋼彈簧的存在，此裝置在震后擁有一定的結構自動復原能力，減小修復的難度。

為了實現本發明的目的,本發明采用的技術方案為：

本發明公開了一種多重緩沖三向限位型橋梁抗震擋塊結構，包括鋼牛腿組件、工字型中空鋼、S型塑性碳素鋼、阻尼器、鋼彈簧、中空六棱柱和矩形鋼塊，所述鋼牛腿組件固定于橋墩的側壁上方，所述工字型中空鋼呈“工”字型結構，其頂部固定于主梁的底部，其底部固定于所述鋼牛腿組件的頂部，所述工字型中空鋼的前壁上形成用于放置所述S型塑形碳素鋼的方形孔；所述S型塑形碳素鋼呈“S”型結構，其兩個孔洞的軸心設有橫截面呈正六邊形的中空六棱柱，所述中空六棱柱的六個外壁均與鋼彈簧的一端相連，所述鋼彈簧的另一端與所述S型塑形碳素鋼的側壁或所述工字型中空鋼上方形孔的內壁相連；所述工字型中空鋼的前方和后方設有分別固定于所述主梁底部和鋼牛腿組件頂部的矩形鋼塊，所述矩形鋼塊與所述中空六棱柱之間通過阻尼器相連。