本發(fā)明涉及一種適應(yīng)縱橋向溫度變化的自復(fù)位防落梁裝置及制作方法，屬于橋梁工程抗震。

背景技術(shù)：

1、

2、傳統(tǒng)的防落梁裝置通常采用在橋墩墩頂或蓋梁兩側(cè)設(shè)置鋼筋混凝土限位擋塊的方式，以期望在地震時(shí)阻止橋梁沿縱橋向的落梁。然而，這種裝置在實(shí)際應(yīng)用中存在著明顯的局限性。在強(qiáng)烈的地震作用下，這些限位擋塊往往無法有效地阻止橋梁的縱向位移，導(dǎo)致防落效果不盡如人意。此外，地震活動(dòng)往往伴隨著多次強(qiáng)余震，而現(xiàn)有的防落梁裝置大多只能承受一次強(qiáng)震的沖擊，無法持續(xù)有效地限制橋梁在余震中的位移，一旦裝置在初次地震中屈服損傷，便難以應(yīng)對后續(xù)的余震威脅。

3、除了地震威脅外，溫度變化也是影響橋梁結(jié)構(gòu)安全的重要因素。在溫差較大的環(huán)境下，橋梁結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生熱脹冷縮，導(dǎo)致縱橋向的位移。然而，現(xiàn)有的防落梁裝置往往與橋梁結(jié)構(gòu)固定連接，無法合理考慮和適應(yīng)這種由溫度變化引起的變形。這不僅限制了橋梁在日常運(yùn)營中的正常位移，還可能因長期承受不必要的應(yīng)力而導(dǎo)致疲勞損傷，從而縮短裝置的使用壽命并降低其可靠性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為解決上述問題，本發(fā)明提供了一種適應(yīng)縱橋向溫度變化的自復(fù)位防落梁裝置及制作方法，本發(fā)明能夠解決現(xiàn)有防落梁裝置無法適應(yīng)溫度變化、多次使用后裝置無法持續(xù)有效限制梁體位移，難以應(yīng)對地震多發(fā)情況等問題。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供以下技術(shù)方案：

3、一方面，本發(fā)明提供了一種適應(yīng)縱橋向溫度變化的自復(fù)位防落梁裝置，包括第一連接組件、第二連接組件、以及設(shè)置于所述第一連接組件與第二連接組件之間的自復(fù)位組件；所述第一連接組件包括上底板；所述第二連接組件包括下底板，所述下底板的上方固定連接有兩個(gè)相對布置的立柱；所述自復(fù)位組件包括圓柱體滑軌，所述圓柱體滑軌的兩端分別與所述第二連接組件的兩個(gè)立柱固定連接，所述圓柱體滑軌外側(cè)穿設(shè)有靴型鋼板和倒t型滑塊；所述靴型鋼板包括底板以及固定連接于所述底板上方兩側(cè)的兩塊立板，所述圓柱體滑軌穿設(shè)于所述靴型鋼板的兩塊立板中，所述倒t型滑塊位于所述靴型鋼板的兩塊立板之間；所述靴型鋼板的立板與所述第二連接組件的立柱之間設(shè)置有彈簧；所述倒t型滑塊位于所述靴型鋼板的底板上方，所述倒t型滑塊的上端與所述第一連接組件的鋼短柱固定連接；所述靴型鋼板的底板下端的兩側(cè)均固定連接有u型阻尼器，所述u型阻尼器下方與所述第二連接組件的下底板固定連接。

4、在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，所述彈簧套設(shè)于所述圓柱體滑軌外周，所述彈簧的一端與所述立柱固定連接，另一端與所述靴型鋼板的立板固定連接。

5、在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，所述上底板的上方固定連接有兩塊l型鋼板，兩塊所述l型鋼板相對布置，兩塊所述l型鋼板相對的一側(cè)設(shè)置有若干個(gè)預(yù)留螺栓孔；兩塊所述l型鋼板分別位于橫隔梁的兩側(cè)，且與橫隔梁之間通過第一螺栓固定連接；所述上底板的下方固定連接有鋼短柱。

6、在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，所述上底板與所述l型鋼板之間通過若干個(gè)螺栓和螺母固定連接；所述上底板通過焊接方式與鋼短柱固定連接。

7、在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，所述下底板通過若干個(gè)化學(xué)錨栓與蓋梁固定連接；下底板的上方通過焊接方式固定連接有兩個(gè)相對布置的立柱。

8、在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，兩個(gè)所述u型阻尼器對向開口且對稱布置，所述u型阻尼器開口一端的上下兩側(cè)分別通過第二螺栓與所述靴型鋼板的底板、所述第二連接組件的下底板固定連接。

9、在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，所述倒t型滑塊的上端開設(shè)有插槽，所述插槽為方形孔洞，所述第一連接組件的鋼短柱為長方體結(jié)構(gòu)，長方體結(jié)構(gòu)的鋼短柱插入至所述倒t型滑塊的插槽中，并與所述倒t型滑塊固定連接。

10、在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，所述倒t型滑塊與所述靴型鋼板的立板之間設(shè)置有允許滑動(dòng)的預(yù)留距離，以適應(yīng)橋梁正常服役狀態(tài)下因溫度改變而引起的主梁伸縮變形；

11、地震作用下，墩梁之間發(fā)生相對位移，即第一連接組件和第二連接組件之間發(fā)生相對位移，使鋼短柱帶動(dòng)倒t型滑塊一起運(yùn)動(dòng)，當(dāng)?shù)箃型滑塊滑動(dòng)距離小于預(yù)留距離時(shí)，靴型鋼板和兩根彈簧不受力，倒t型滑塊與圓柱體滑軌之間通過摩擦消耗地震能量；當(dāng)?shù)箃型滑塊滑動(dòng)距離大于等于預(yù)留距離時(shí)，靴型鋼板與鋼短柱和倒t型滑塊形成受力整體同步運(yùn)動(dòng)，u型阻尼器受力變形耗散地震能量，同時(shí)，兩根彈簧中的一根受拉、一根受壓，且始終處于彈性范圍，彈簧與u型阻尼器協(xié)同變形，彈簧的彈性恢復(fù)力能夠使墩、梁恢復(fù)至初始位置；當(dāng)u型阻尼器受力較大進(jìn)入塑性階段時(shí)，能夠通過其變形消耗地震能量。

12、在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，所述圓柱體滑軌為高強(qiáng)度圓柱體結(jié)構(gòu)，所述彈簧為高勁度系數(shù)彈簧；所述第一螺栓、第二螺栓均為一套高強(qiáng)度螺栓連接副，包括螺柱、螺母和墊片。

13、另一方面，本發(fā)明提供了一種適應(yīng)縱橋向溫度變化的自復(fù)位防落梁裝置的制作方法，使用了所述的一種適應(yīng)縱橋向溫度變化的自復(fù)位防落梁裝置，所述制作方法包括如下步驟：

14、步驟s1、現(xiàn)場澆筑時(shí)，在主梁間橫隔梁預(yù)留安裝第一螺栓的孔洞，在蓋梁預(yù)留安裝化學(xué)錨栓的孔洞；

15、步驟s2、安裝第一連接組件，將兩塊l型鋼板與主梁間橫隔梁通過第一螺栓進(jìn)行固定，將上底板與l型鋼板通過螺栓和螺母進(jìn)行固定；

16、步驟s3、安裝自復(fù)位組件，圓柱體滑軌上依次穿過高勁度系數(shù)彈簧、靴型鋼板、倒t型滑塊、彈簧后，圓柱體滑軌兩端通過焊接連接于第二連接組件的兩個(gè)立柱之間；同時(shí)，將鋼短柱插入倒t型滑塊上部預(yù)留的插槽，并將u型阻尼器的上端通過第二螺栓與靴型鋼板進(jìn)行連接固定；

17、步驟s4、安裝第二連接組件，將下底板通過化學(xué)錨栓與蓋梁進(jìn)行連接固定；并將u型阻尼器的下端通過第二螺栓與下底板進(jìn)行連接固定。

18、本發(fā)明具有以下有益效果：

19、本發(fā)明提供的一種適應(yīng)縱橋向溫度變化的自復(fù)位防落梁裝置及制作方法，當(dāng)梁體因溫度變化而產(chǎn)生縱橋向變形時(shí)，倒t型滑塊與靴型鋼板兩側(cè)立板間設(shè)置的預(yù)留距離可確保u型阻尼器不會(huì)發(fā)生高周疲勞破壞。在地震作用下，當(dāng)墩梁之間的相對位移超過倒t型滑塊與靴型鋼板兩側(cè)立板間的預(yù)留距離時(shí)，u型阻尼器變形耗散地震能量，可以有效減小結(jié)構(gòu)地震損傷。在抵御梁體縱橋向位移時(shí)，彈簧的彈性恢復(fù)力可以使梁體恢復(fù)到一定的安全位置，防止落梁破壞。此外，本發(fā)明通過高強(qiáng)度螺栓連接，更換較為方便。

20、綜上所述，本發(fā)明提供的一種適應(yīng)縱橋向溫度變化的自復(fù)位防落梁裝置及制作方法，在日常運(yùn)營階段可以允許橋梁在溫差較大的環(huán)境下發(fā)生一定的縱橋向位移，從而有效解決阻尼器的溫度疲勞損傷問題；而在遭受地震沖擊時(shí)，該裝置通過阻尼器來消耗地震能量，并利用彈簧的彈性變形來使梁體在發(fā)生縱橋向位移后能夠恢復(fù)到其初始位置，從而有效地防止落梁事故的發(fā)生。此外，因u型阻尼器上下兩端均通過螺栓連接方式固定，震后易于更換。該自復(fù)位防落梁裝置不僅提高了橋梁結(jié)構(gòu)在地震作用下的安全性，還延長了裝置的使用壽命和可靠性，為橋梁結(jié)構(gòu)的長期安全服役提供了有力的保障。

技術(shù)特征：

1.一種適應(yīng)縱橋向溫度變化的自復(fù)位防落梁裝置，其特征在于，包括第一連接組件、第二連接組件、以及設(shè)置于所述第一連接組件與第二連接組件之間的自復(fù)位組件；所述第一連接組件包括上底板；所述第二連接組件包括下底板，所述下底板的上方固定連接有兩個(gè)相對布置的立柱；所述自復(fù)位組件包括圓柱體滑軌，所述圓柱體滑軌的兩端分別與所述第二連接組件的兩個(gè)立柱固定連接，所述圓柱體滑軌外側(cè)穿設(shè)有靴型鋼板和倒t型滑塊；所述靴型鋼板包括底板以及固定連接于所述底板上方兩側(cè)的兩塊立板，所述圓柱體滑軌穿設(shè)于所述靴型鋼板的兩塊立板中，所述倒t型滑塊位于所述靴型鋼板的兩塊立板之間；所述靴型鋼板的立板與所述第二連接組件的立柱之間設(shè)置有彈簧；所述倒t型滑塊位于所述靴型鋼板的底板上方，所述倒t型滑塊的上端與所述第一連接組件的鋼短柱固定連接；所述靴型鋼板的底板下端的兩側(cè)均固定連接有u型阻尼器，所述u型阻尼器下方與所述第二連接組件的下底板固定連接。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自復(fù)位防落梁裝置，其特征在于，所述彈簧套設(shè)于所述圓柱體滑軌外周，所述彈簧的一端與所述立柱固定連接，另一端與所述靴型鋼板的立板固定連接。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的自復(fù)位防落梁裝置，其特征在于，所述上底板的上方固定連接有兩塊l型鋼板，兩塊所述l型鋼板相對布置，兩塊所述l型鋼板相對的一側(cè)設(shè)置有若干個(gè)預(yù)留螺栓孔；兩塊所述l型鋼板分別位于橫隔梁的兩側(cè)，且與橫隔梁之間通過第一螺栓固定連接；所述上底板的下方固定連接有鋼短柱。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的自復(fù)位防落梁裝置，其特征在于，所述上底板與所述l型鋼板之間通過若干個(gè)螺栓和螺母固定連接；所述上底板通過焊接方式與鋼短柱固定連接。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的自復(fù)位防落梁裝置，其特征在于，所述下底板通過若干個(gè)化學(xué)錨栓與蓋梁固定連接；下底板的上方通過焊接方式固定連接有兩個(gè)相對布置的立柱。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的自復(fù)位防落梁裝置，其特征在于，兩個(gè)所述u型阻尼器對向開口且對稱布置，所述u型阻尼器開口一端的上下兩側(cè)分別通過第二螺栓與所述靴型鋼板的底板、所述第二連接組件的下底板固定連接。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的自復(fù)位防落梁裝置，其特征在于，所述倒t型滑塊的上端開設(shè)有插槽，所述插槽為方形孔洞，所述第一連接組件的鋼短柱為長方體結(jié)構(gòu)，長方體結(jié)構(gòu)的鋼短柱插入至所述倒t型滑塊的插槽中，并與所述倒t型滑塊固定連接。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的自復(fù)位防落梁裝置，其特征在于，所述倒t型滑塊與所述靴型鋼板的立板之間設(shè)置有允許滑動(dòng)的預(yù)留距離，以適應(yīng)橋梁正常服役狀態(tài)下因溫度改變而引起的主梁伸縮變形；

9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的自復(fù)位防落梁裝置，其特征在于，所述圓柱體滑軌為高強(qiáng)度圓柱體結(jié)構(gòu)，所述彈簧為高勁度系數(shù)彈簧；所述第一螺栓、第二螺栓均為一套高強(qiáng)度螺栓連接副，包括螺柱、螺母和墊片。

10.一種適應(yīng)縱橋向溫度變化的自復(fù)位防落梁裝置的制作方法，其特征在于，使用了權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)所述的一種適應(yīng)縱橋向溫度變化的自復(fù)位防落梁裝置，所述制作方法包括如下步驟：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種適應(yīng)縱橋向溫度變化的自復(fù)位防落梁裝置及制作方法，該裝置包括自復(fù)位組件，自復(fù)位組件包括圓柱體滑軌，圓柱體滑軌外側(cè)穿設(shè)有靴型鋼板和倒T型滑塊；靴型鋼板的立板與第二連接組件的立柱之間設(shè)置有彈簧；倒T型滑塊的上端與第一連接組件的鋼短柱固定連接；靴型鋼板固定連接有U型阻尼器，U型阻尼器與第二連接組件的下底板固定連接。當(dāng)梁體因溫度變化而產(chǎn)生縱橋向變形時(shí)，倒T型滑塊與靴型鋼板兩側(cè)立板間設(shè)置的預(yù)留距離可確保U型阻尼器不會(huì)發(fā)生高周疲勞破壞；在地震作用下可通過U型阻尼器變形耗散地震能量，有效減小結(jié)構(gòu)地震損傷；在抵御梁體縱橋向位移時(shí)，彈簧的彈性恢復(fù)力可使梁體恢復(fù)到其初始的安全位置，防止落梁破壞。

技術(shù)研發(fā)人員：成虎,張宇
受保護(hù)的技術(shù)使用者：江南大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/28