[發(fā)明專利]一種多級抗震橋墩彈性鉸

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110675508.1
• 申請日: 2021-06-17
• 公開（公告）號: CN115491974A
• 公開（公告）日: 2022-12-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李子特;武維宏;石聰;劉鴻博;景燕;王端正
• 申請（專利權(quán)）人: 甘肅省交通規(guī)劃勘察設(shè)計院股份有限公司
• 主分類號: E01D19/02
• 分類號: E01D19/02;E01D19/00;F16F15/067
• 代理公司: 蘭州振華專利代理有限責(zé)任公司 62102
• 代理人: 張晉

本發(fā)明一種多級抗震橋墩彈性鉸，包括下球冠襯托(4)，下球冠襯托(4)上表面呈下凹形弧面，與下凹形弧面相契合在下球冠襯托(4)上表面設(shè)置有上球冠襯板(3)，上球冠襯板(3)的下表面呈凸出的弧形，凸出的弧形中部與下球冠襯托(4)表面的下凹形弧面相契合；在上球冠襯板(3)和下球冠襯托(4)之間的邊緣位置分別環(huán)向豎直設(shè)置有鋼限位連接塊(6)，在兩側(cè)設(shè)置的鋼限位連接塊(6)之間設(shè)置有豎向鋼彈簧(5)。本發(fā)明有益效果：結(jié)構(gòu)設(shè)計更優(yōu)化、鉸轉(zhuǎn)動角度大、變形耗能大、設(shè)置的鋼彈簧可消耗豎直方向的地震波沖擊，平動位移和轉(zhuǎn)動位移相互獨立又能協(xié)同工作，共同承受來自不同方向的地震波沖擊。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及橋梁抗震工程技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種適用于高烈度地震區(qū)的多級抗震橋墩彈性鉸。

背景技術(shù)

我國處于世界上兩大地震帶之間，地震活動較多而且強烈。現(xiàn)代化城市人口大量聚集，對交通線的依懶性越來越強。一旦地震使交通線遭到破壞，可能導(dǎo)致的生命財產(chǎn)以及間接經(jīng)濟損失將會越來越大。橋梁工程作為震區(qū)交通的生命線工程，其抗震性能關(guān)系到抗震救災(zāi)工作的大局，受到極大的關(guān)注。根據(jù)橋梁終極設(shè)防目標(biāo)，如何保證結(jié)構(gòu)在地震中不發(fā)生倒塌，且工程造價最為經(jīng)濟成為結(jié)構(gòu)工程師的追求。目前，橋墩延性設(shè)計是主要的抗震體系，即在地震作用下利用橋梁墩柱發(fā)生彈塑性變形，延長結(jié)構(gòu)周期，耗散地震能力。所以橋墩彈塑性鉸設(shè)計成為減震耗能的關(guān)鍵。

傳統(tǒng)設(shè)計通過配置縱向鋼筋和環(huán)向箍筋使混凝土橋墩形成的彈塑性耗能鉸。然而，混凝土不能承受拉力及抗壓能力有限，致使鉸轉(zhuǎn)動能力小，變形耗能小，在大震時容易發(fā)生彎曲或剪切破壞，且修復(fù)較為困難，嚴(yán)重時致使橋梁倒塌。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服上述存在的技術(shù)問題，提出一種結(jié)構(gòu)設(shè)計更優(yōu)化、鉸轉(zhuǎn)動角度大、變形耗能大、設(shè)置的鋼彈簧可消耗豎直方向的地震波沖擊，平動位移和轉(zhuǎn)動位移相互獨立又能協(xié)同工作，共同承受來自不同方向的地震波沖擊，安全可靠，更適合高烈度地震區(qū)的多級抗震橋墩彈性鉸。

本發(fā)明一種多級抗震橋墩彈性鉸，該彈性鉸包括設(shè)置于橋墩墩體1內(nèi)、位于下方位置呈“工”字型設(shè)置的下球冠襯托4，所述的下球冠襯托4上表面呈下凹形弧面，在下凹形弧面上設(shè)置有球面四氟摩擦板7，與下凹形弧面相契合在下球冠襯托4上表面設(shè)置有上球冠襯板3，上球冠襯板3的下表面呈凸出的弧形，凸出的弧形中部與下球冠襯托4表面的下凹形弧面相契合，上球冠襯板3和下球冠襯托4之間通過球面四氟摩擦板7可以相互發(fā)生位移；在上球冠襯板3和下球冠襯托4之間的邊緣位置分別環(huán)向豎直設(shè)置有鋼限位連接塊6，在兩側(cè)設(shè)置的鋼限位連接塊6之間設(shè)置有豎向鋼彈簧5。

所述的橋墩墩體1與彈性鉸之間的間隙內(nèi)填充有填充體2。

所述的填充體2可以是低標(biāo)號素混凝土或者是水泥砂漿。

本發(fā)明有益效果：

1)填充體2可以是低標(biāo)號素混凝土或者是水泥砂漿，其主要作用為保護由上球冠襯板3、下球冠襯托4與鋼彈簧5形成的摩擦擺不受水流沖刷、環(huán)境腐蝕，在罕遇的強震作用下破壞后容易修復(fù)；由于填充體2的抗剪強度遠遠小于鋼筋混凝土橋墩1的抗剪強度，這樣就形成了在多遇地震與罕遇地震作用下的分級抗震耗能機制；

2)設(shè)置于橋墩墩體1內(nèi)、位于下方位置呈“工”字型設(shè)置的下球冠襯托4，在下球冠襯托4上表面設(shè)置有上球冠襯板3，上球冠襯板3的下表面呈凸出的弧形，凸出的弧形中部與下球冠襯托4表面的下凹形弧面相契合，上球冠襯板3和下球冠襯托4之間通過球面四氟摩擦板7可以相互發(fā)生位移；在上球冠襯板3和下球冠襯托4之間的邊緣位置分別環(huán)向豎直設(shè)置有鋼限位連接塊6，在兩側(cè)設(shè)置的鋼限位連接塊6之間設(shè)置有豎向鋼彈簧5，在罕遇的強震作用下，填充體2在強大的地震剪切力下發(fā)生破壞隨即脫落，由上球冠襯板3、下球冠襯托4與鋼彈簧5形成的摩擦擺開始工作，形成擺動機制，同時鋼彈簧5產(chǎn)生了較大拉伸或壓縮變形，即形成的彈性耗能鉸裝置，鋼彈簧5剛度大，耗能能力強，自復(fù)位功能好，由于橋墩會受到來自不同方向的地震力，因此，鋼彈簧5以及與其連接設(shè)置的鋼限位連接塊6呈環(huán)向分布，能夠?qū)崿F(xiàn)不同方向轉(zhuǎn)動后的摩擦擺復(fù)位。