[發(fā)明專利]一種阻礙斷層破壞橋塔的隔震裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210270143.9
• 申請日: 2022-03-18
• 公開（公告）號: CN114703739B
• 公開（公告）日: 2022-12-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 賈宏宇;鄒作家;楊健;白皓;陳應(yīng)高;胡靖;楊磊;張超;趙燦暉;鄭史雄;杜修力
• 申請（專利權(quán)）人: 西南交通大學(xué)
• 主分類號: E04B1/98
• 分類號: E04B1/98;E04H9/02;E01D19/04;E01D19/00;E04B1/36
• 代理公司: 北京正華智誠專利代理事務(wù)所(普通合伙) 11870
• 代理人: 李夢蝶

本發(fā)明提供了一種阻礙斷層破壞橋塔的隔震裝置，其包括橋塔，橋塔的四周由外到里依次圍繞有隔震墻和兩層剪力墻，相鄰剪力墻之間、及剪力墻與隔震墻之間均設(shè)置有若干緩沖工字鋼梁柱；橋塔、隔震墻和兩層剪力墻均設(shè)置在隔震裝置上；剪力墻包括邊框體和設(shè)置在邊框體內(nèi)的兩塊內(nèi)嵌鋼板，兩塊內(nèi)嵌鋼板上均設(shè)置有端板，兩塊端板連接，邊框體頂部和底部均設(shè)置有魚尾板，兩塊內(nèi)嵌鋼板遠離端板的一端分別設(shè)置在兩塊魚尾板上；內(nèi)嵌鋼板與邊框體的側(cè)邊之間均設(shè)置有加勁肋。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及橋塔隔震防護技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種阻礙斷層破壞橋塔的隔震裝置。

背景技術(shù)

大跨度纜索承重橋梁的橋塔是核心支撐構(gòu)件，地震對其產(chǎn)生的非線性損傷將會極大影響全橋的抗震性能，在跨斷層地震動作用下，斷層形成的相對位移是導(dǎo)致橋梁發(fā)生如支座失效、塔柱及墩柱損毀、落梁的主要原因，且與一般地震中以彎曲破壞的橋墩不同，由于斷層錯動產(chǎn)生的永久地面位移，使橋墩、橋塔剪力和扭矩顯著增大，讓位于跨斷層區(qū)域的橋塔被剪切破壞或傾覆倒塌。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)中的上述不足，本發(fā)明提供了一種阻礙斷層破壞橋塔的隔震裝置，其目的是解決在地震時，位于跨斷層區(qū)域的橋塔被剪切破壞或傾覆倒塌的問題。

為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

提供一種阻礙斷層破壞橋塔的隔震裝置，其包括橋塔，橋塔的四周由外到里依次圍繞有隔震墻和兩層剪力墻，相鄰剪力墻之間、及剪力墻與隔震墻之間均設(shè)置有若干緩沖工字鋼梁柱；橋塔、隔震墻和兩層剪力墻均設(shè)置在隔震裝置上；

剪力墻包括邊框體和設(shè)置在邊框體內(nèi)的兩塊內(nèi)嵌鋼板，兩塊內(nèi)嵌鋼板上均設(shè)置有端板，兩塊端板連接，邊框體頂部和底部均設(shè)置有魚尾板，兩塊內(nèi)嵌鋼板遠離端板的一端分別設(shè)置在兩塊魚尾板上；內(nèi)嵌鋼板與邊框體的側(cè)邊之間均設(shè)置有加勁肋。

本發(fā)明的有益效果為：在本方案中，隔震裝置可以有效的吸收地震在水平方向和豎向產(chǎn)生能量。在發(fā)生跨斷層地震動破壞時，雙層剪力墻不僅可以耗能，還可以在一定程度上改變斷層發(fā)展的趨勢，避免橋塔的進一步破壞。在發(fā)生地震時，隔震墻與剪力墻、相鄰剪力墻之間設(shè)置的緩沖工字鋼梁柱可以起到緩沖的作用，可以減少地震對橋塔在水平方向的破壞力。綜上所述，當橋塔周圍發(fā)生跨斷層地震動時，斷層在不斷地發(fā)展而產(chǎn)生位移，當斷層發(fā)展的路徑經(jīng)過橋塔時，隔震墻和兩層剪力墻一定程度的改變了斷層的發(fā)展路徑，避免橋塔發(fā)生破壞。

邊框體內(nèi)設(shè)置的內(nèi)嵌鋼板在屈曲后，剪力墻仍有較高的承載力，能夠消耗地震所產(chǎn)生的能量，削弱或避免地震作用對橋塔結(jié)構(gòu)的破壞。隔震裝置可以有效的吸收地震產(chǎn)生的橫向力。

進一步，隔震裝置包括上墊層，上墊層和下墊層之間設(shè)置有第一彈簧和橡膠層；下墊層與承臺之間設(shè)置有若干隔震支座，相鄰隔震支座之間的對角點與記憶合金桿的一端連接，所有記憶合金桿的另一端設(shè)置在滑動套筒裝置上。

上述技術(shù)方案的有益效果為：在地震時，隔震支座可以隔震和吸收地震產(chǎn)生的豎向能量，還可以釋放和削弱地震產(chǎn)生的豎向荷載。相鄰隔震支座之間設(shè)置的記憶合金桿和滑動套筒裝置，能夠減弱由地震導(dǎo)致隔震支座產(chǎn)生的水平剪切應(yīng)力和側(cè)向輸入能量。記憶合金桿和滑動套筒裝置形成的整體，可以防隔震支座發(fā)生過大的水平位移并吸收地震在水平方向產(chǎn)生的能量。利用記憶合金材質(zhì)的性能和滑動套筒裝置的特性，使記憶合金桿具有自復(fù)位特性，在耗能后使剪力墻、隔震墻和緩沖裝置復(fù)位。隔震支座、上墊層、下墊層、橡膠層和第一彈簧形成的整體，可以吸收豎向能量。

進一步，滑動套筒裝置包括球體，球體內(nèi)設(shè)置有十字滑道，十字滑道內(nèi)設(shè)置有十字彈簧，十字彈簧的四端分別與四根記憶合金桿的端部連接，每個十字滑道處的球體上同軸設(shè)置有套筒。