[發(fā)明專利]一種搖擺式緩沖耗能型橋梁抗震擋塊結(jié)構(gòu)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011230280.7
• 申請(qǐng)日: 2020-11-06
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112391938A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-02-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 田欽;劉康;霍振坤;胡振秋
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南昌大學(xué)
• 主分類號(hào): E01D19/00
• 分類號(hào): E01D19/00
• 代理公司: 南昌青遠(yuǎn)專利代理事務(wù)所(普通合伙) 36123
• 代理人: 涂志剛

本發(fā)明屬于橋梁抗震技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種搖擺式緩沖耗能型橋梁抗震擋塊結(jié)構(gòu)，包括鋼牛腿和擋塊結(jié)構(gòu)，所述鋼牛腿固定在活動(dòng)支座附近的橋墩頂部的側(cè)面，所述擋塊結(jié)構(gòu)固定在鋼牛腿頂部，包括鋼底板、耗能型低屈服點(diǎn)鋼板、限位塊、搖擺桿以及固定鋼板。本發(fā)明橋梁抗震擋塊結(jié)構(gòu)能有效限制梁體和橋墩之間的較大位移，防止梁體發(fā)生順橋向和橫橋向落梁危害以及梁體豎向脫離支座危害，減小活動(dòng)支座和伸縮縫的損壞，同時(shí)該抗震擋塊結(jié)構(gòu)布置在每一活動(dòng)支座附近，碰撞位置分散，數(shù)量多，能有效減小作用在每一擋塊結(jié)構(gòu)上的地震力。擋塊塊體包含一塊耗能型低屈服點(diǎn)鋼板，通過(guò)塑性變形消耗部分地震能量。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于橋梁抗震技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于橋梁的搖擺式緩沖耗能型橋梁抗震擋塊結(jié)構(gòu)及布置方法。

背景技術(shù)

為了提高公路的運(yùn)輸效率，保護(hù)公路沿線的生態(tài)環(huán)境，節(jié)省土地資源，以橋代路的思想將會(huì)引領(lǐng)未來(lái)的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。但是我國(guó)位于多個(gè)地震帶之間，又是一個(gè)地震多發(fā)的國(guó)家。當(dāng)?shù)卣鸬絹?lái)時(shí)，首先是人們的生命財(cái)產(chǎn)安全受到巨大威脅，另一方面是地震對(duì)震區(qū)的橋梁工程造成了嚴(yán)重的破壞，切斷了地震受災(zāi)區(qū)的對(duì)外交通，造成孤島效應(yīng)，給震后的救災(zāi)工作造成了巨大困難，導(dǎo)致了后續(xù)的次生災(zāi)害，間接的經(jīng)濟(jì)損失更加嚴(yán)重。

因此開(kāi)展橋梁抗震、減震技術(shù)的研究工作，對(duì)于提高其抗震能力，特別是抗大震的能力，提高整個(gè)國(guó)家對(duì)地震等大自然災(zāi)害的抵御能力具有至關(guān)重要的現(xiàn)實(shí)意義和理論價(jià)值。在過(guò)去幾十年里發(fā)生的大地震中，橋梁的震害形式主要包括：支座損壞；梁式橋的上部梁體位移如果超出了橋墩的支撐面，則會(huì)引起落梁震害（含橫橋向和順橋向）；上部梁體發(fā)生落梁時(shí)如果撞擊橋墩，引起下部結(jié)構(gòu)很大的碰撞破壞；伸縮縫處相鄰梁體碰撞引起的局部損壞；伸縮縫處相對(duì)較大的碰撞力還會(huì)把該處的碰撞力效應(yīng)，傳到橋墩底部，引起橋墩底部的損壞；橋梁抗震擋塊自身的局部損壞，從而喪失擋塊的抗震功能。

在地震中橋梁的倒塌會(huì)帶來(lái)許多危害，而我國(guó)仍有許多按原先設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的，或者已經(jīng)有一定損傷的橋梁，他們都無(wú)法滿足當(dāng)今車輛數(shù)量多，運(yùn)輸重量大的社會(huì)需求，加固或者改造這些橋梁都需要花費(fèi)大量的人力物力。

為了限制橋梁上部梁體橫橋向發(fā)生較大的位移，常在在橋墩蓋梁頂部?jī)蓚?cè)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(duì)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(fù)的破壞，不能很好地限制梁體的位移。同時(shí)地震波有三個(gè)方向，單方向限制梁體的位移具有較大局限性。

針對(duì)上述缺陷，需要設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)一種新型的可以多向限位的抗震擋塊結(jié)構(gòu)，既能在橫橋向、順橋向和豎橋向限制上部梁體的位移，又能緩沖耗能，在限制梁體大幅度位移的同時(shí)減少擋塊自身受損。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本發(fā)明設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)了一種搖擺式緩沖耗能型橋梁抗震擋塊結(jié)構(gòu)，在橋梁順橋向、橫橋向限制上部主梁和下方橋墩之間過(guò)大的位移，防止梁體在橫橋向和順橋向的落梁震害；將伸縮縫處相鄰梁間的碰撞轉(zhuǎn)移到多個(gè)橋梁抗震擋塊上，減小伸縮縫處的伸縮沖擊損傷和相鄰梁體之間碰撞區(qū)域的局部損傷，達(dá)到保護(hù)伸縮縫的目的；增加并分散梁體和擋塊之間的碰撞位置，大大減小作用在每一擋塊結(jié)構(gòu)的碰撞力，減小擋塊結(jié)構(gòu)的局部損壞；盡可能多地消耗掉地震能量。本發(fā)明也能防止梁體和支座的豎向碰撞損壞，使支座在與梁體發(fā)生豎向碰撞時(shí)，其自身的損傷更小。

為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的,本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

一種搖擺式緩沖耗能型橋梁抗震擋塊結(jié)構(gòu)，包括鋼牛腿和擋塊結(jié)構(gòu)，所述鋼牛腿通過(guò)鋼牛腿側(cè)板螺栓固定在橋墩的側(cè)壁上方；所述擋塊結(jié)構(gòu)包括鋼底板、耗能型低屈服點(diǎn)鋼板和搖擺桿，所述鋼底板固定于所述鋼牛腿的頂部，所述搖擺桿由上桿和下桿組成，所述上桿與下桿之間鉸接，所述上桿的頂端固定于主梁或第二主梁的底部，所述下桿的底端固定于所述鋼地板上；所述耗能型低屈服點(diǎn)鋼板設(shè)置于所述搖擺桿的兩側(cè)用于限制上桿的擺動(dòng)范圍。