橋梁碰撞緩沖抗震構(gòu)造
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種橋梁碰撞緩沖抗震構(gòu)造，設(shè)置在橋梁的蓋梁和梁體的結(jié)合部以強(qiáng)化橋梁抗震能力。蓋梁頂面設(shè)置有摩擦擺支座，梁體支撐于所述摩擦擺支座上；蓋梁兩端分別向上延伸各形成一擋塊；各擋塊靠梁體側(cè)各嵌入兩塊L型鋼板；L型鋼板端部具有一定坡角；所述兩L型鋼板之間的所述擋塊表面置有橡膠層；兩L型鋼板間距橡膠層一定距離處置有一定數(shù)量的弧形鋼筋，所述梁體的側(cè)面布置有鋼預(yù)埋件。在強(qiáng)震過程中，本發(fā)明能夠有效地緩沖地震作用下主梁對擋塊的碰撞作用，耗散地震能量，進(jìn)而限制梁體較大的位移和防止落梁事故的發(fā)生。
【專利說明】
橋梁碰撞緩沖抗震構(gòu)造
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及橋梁抗震和橋梁減隔震技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種橋梁碰撞緩沖抗震構(gòu)造。
【背景技術(shù)】
[0002]近幾十年來，國內(nèi)外大震頻發(fā)并由此對現(xiàn)代橋梁結(jié)構(gòu)造成了嚴(yán)重破壞。橋梁結(jié)構(gòu)作為交通網(wǎng)絡(luò)的咽喉，而我國又是一個地震多發(fā)國家，由于橋梁結(jié)構(gòu)自身抗震不足而使結(jié)構(gòu)構(gòu)件產(chǎn)生損傷甚至發(fā)生災(zāi)難性倒塌事故已屢見不鮮，橋梁結(jié)構(gòu)的嚴(yán)重震害不僅會直接帶來嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡，而且震區(qū)交通大動脈的中斷會嚴(yán)重影響震后救援工作的及時開展，加重次生災(zāi)害，從而導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)損失的進(jìn)一步加大。如何確保橋梁結(jié)構(gòu)在地震中的安全，如何選擇與設(shè)計(jì)合適的抗震和減隔震裝置以達(dá)到提高橋梁抗震性能的目的，始終是土木工程發(fā)展中的重要課題。
[0003]在強(qiáng)震作用下，梁體易產(chǎn)生較大的橫橋向位移，梁體將對橫向擋塊產(chǎn)生較大的碰撞沖擊作用，造成橫向擋塊的剪切脆性破壞，從而導(dǎo)致橫向落梁的發(fā)生，當(dāng)梁體沿相鄰跨發(fā)生較大縱向位移時梁與梁之間易發(fā)生碰撞，造成梁體局部破壞，進(jìn)而影響行車的安全性與舒適性，增加震后維修加固費(fèi)用。移位震害、碰撞震害、落梁震害在實(shí)際的地震中較為常見，主要原因是在強(qiáng)震作用下的梁體縱向和橫向位移沒有被有效地約束。本
【申請人】閱讀大量國內(nèi)外文獻(xiàn)及橋梁抗震、減隔震專利發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有的很多具有碰撞緩沖功能的橋梁減隔震裝置制造加工工藝要求較高、施工不方便且造價(jià)高。
[0004]為實(shí)現(xiàn)有效地降低梁體對橫向擋塊的碰撞沖擊作用，同時該裝置制造加工難度小，以達(dá)到降低造價(jià)、快速施工。因此，本
【申請人】一直致力于開發(fā)一種橋梁碰撞緩沖抗震構(gòu)造，實(shí)現(xiàn)在正常使用荷載和中小震下，該裝置不影響梁體位移及變形，在強(qiáng)震下有效緩沖梁體對擋塊的撞擊作用，避免或降低撞擊作用對擋塊造成的損傷，進(jìn)而防止橫向落梁，降低橋梁結(jié)構(gòu)震后維修加固費(fèi)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]鑒于現(xiàn)有技術(shù)和裝置的上述不足，本發(fā)明提出了一種實(shí)現(xiàn)在正常使用荷載和小震下，不影響梁體位移及變形，在中震、強(qiáng)震下有效緩沖梁體對擋塊的撞擊作用，避免或降低撞擊作用對擋塊造成的損傷，進(jìn)而防止橫向落梁，降低橋梁結(jié)構(gòu)震后維修加固費(fèi)用的橋梁碰撞緩沖抗震構(gòu)造。
[0006]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采用的手段是:一種橋梁碰撞緩沖抗震構(gòu)造，設(shè)置在橋梁的蓋梁和梁體的結(jié)合部以強(qiáng)化橋梁抗震能力。蓋梁頂面設(shè)置有摩擦擺支座，梁體支撐于所述摩擦擺支座上;蓋梁兩端分別向上延伸各形成一擋塊;各擋塊靠梁體側(cè)各嵌入兩塊L型鋼板;L型鋼板端部具有一定坡角;所述兩L型鋼板之間的所述擋塊表面置有橡膠層;兩L型鋼板間距橡膠層一定距離處置有一定數(shù)量的弧形鋼筋，所述梁體的側(cè)面布置有鋼預(yù)埋件。
[0007]進(jìn)一步地，所述鋼預(yù)埋件上具有與L型鋼板坡角相契合端頭角。該坡角與所述兩L型鋼板端部切割的坡角大小相等。
[0008]進(jìn)一步地，所述兩L型鋼板端部距離小于或等于所述鋼預(yù)埋件上焊接鋼板端部尺寸。
[0009]進(jìn)一步地，所述弧形鋼筋靠主梁側(cè)應(yīng)近似成一直線。
[0010]本發(fā)明所提供的橋梁碰撞緩沖抗震構(gòu)造與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下有益效果:
I)本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)多階段抗震功能，在正常使用荷載和小震作用下該裝置不影響摩擦擺支座的自由擺動和耗能作用的發(fā)揮，在中震作用下預(yù)埋件上焊接的鋼板與L型鋼板端部接觸，較大地震作用導(dǎo)致撞擊力的增大，此階段可以充分發(fā)揮L型鋼板和其上焊接的弧形鋼筋的變形耗能作用，在大震作用下預(yù)埋件上焊接的鋼板與L型鋼板端部焊接的弧形鋼筋接觸，較大的撞擊作用將使弧形鋼筋反方向發(fā)生彎曲變形，此階段可以充分發(fā)揮L型鋼板和其上焊接的弧形鋼筋的變形耗能作用，加之擋塊靠梁體側(cè)貼有橡膠，可以對撞擊作用起到進(jìn)一步的緩沖作用，以達(dá)到減緩碰撞力和防止橫向落梁的發(fā)生。因此該裝置各部件制造加工難度小，施工方便，成本較低且安全可靠，推廣應(yīng)用價(jià)值較大。
[0011]2)本發(fā)明通過將普通鋼筋彎成弧形并凸部朝向兩側(cè)，在整個梁體撞擊過程中可以充分發(fā)揮該弧形鋼筋彎曲變形耗能作用。
[0012]3)本發(fā)明的抗震強(qiáng)度可通過改變該裝置的各部件尺寸和鋼筋直徑等參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)，以滿足不同橋梁結(jié)構(gòu)的抗震需求。
【附圖說明】
[0013]圖1為具體實(shí)施例橋梁碰撞緩沖抗震構(gòu)造的結(jié)構(gòu)參考圖。
[0014]圖2為圖1的C-C截面示意圖。
[0015]圖3為圖1的A處放大示意圖。
[0016]圖4為圖2的B處放大不意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的構(gòu)思、具體細(xì)節(jié)及獲得的技術(shù)效果作進(jìn)一步說明。
[0018]圖1示意性地顯示了根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式的橋梁碰撞緩沖抗震構(gòu)造。如圖1 一圖4所示，該橋梁碰撞緩沖抗震構(gòu)造包括蓋梁1、梁體2，蓋梁I的頂面設(shè)置有摩擦擺支座3，梁體2支撐于摩擦擺支座3上，蓋梁I的兩端部分別向上延伸各形成一擋塊4，在擋塊4靠所述梁體側(cè)各嵌入兩塊L型鋼板5，L型鋼板5的端部切割成一定坡角，在兩L型鋼板5之間的擋塊4的表面上粘貼一層橡膠層6，沿兩L型鋼板5的豎向距橡膠層6—定位置處焊接一定數(shù)量的弧形鋼筋7，在所述擋塊側(cè)梁體2上布置有鋼預(yù)埋件8，在鋼預(yù)埋件8上焊接一端部切割成一定坡角的鋼板9。
[0019]具體的，根據(jù)橋梁結(jié)構(gòu)抗震或減隔震設(shè)計(jì)的需要，預(yù)先將一定尺寸的L型鋼板端部切割成一定角度，同時將一定尺寸的鋼板端部切割成一定角度形成鋼板9，然后將該L型鋼板與擋塊內(nèi)布置的鋼筋焊接固定，L型鋼板嵌入擋塊內(nèi)一定長度(5-lOcm)即可，因在整個撞擊過程中裝置以受壓為主，澆筑蓋梁及擋塊混凝土，形成擋塊4，待擋塊達(dá)到一定強(qiáng)度后L型鋼板5間擋塊表面粘貼一層橡膠6，然后在梁體預(yù)埋件上焊接鋼板9，這樣，橋梁碰撞緩沖抗震構(gòu)造也便形成了。本發(fā)明橋梁碰撞緩沖抗震構(gòu)造結(jié)構(gòu)簡單，傳力路徑明確，施工快捷方便，通過合理的計(jì)算分析和有限實(shí)驗(yàn)可達(dá)到提高整個橋梁結(jié)構(gòu)的抗震性能和降低橋梁結(jié)構(gòu)震后維修加固費(fèi)用的目的。
[0020]在其他具體實(shí)施例中，本實(shí)施例的弧形鋼筋和切割成一定坡角的L型鋼板還可以是其他形式，不限于本實(shí)施例中的L型和弧形。本發(fā)明橋梁碰撞緩沖抗震構(gòu)造也可以應(yīng)用于主梁間、縱向擋塊、橋臺上。
[0021]本實(shí)施例的橋梁碰撞緩沖抗震構(gòu)造的應(yīng)用情況如下:在正常使用荷載和小地震作用下，橋梁通過摩擦擺支座的往復(fù)擺動消耗地震能量，此時該裝置不影響梁體位移及變形。
[0022]在中震作用下該裝置的L型鋼板端部首先與梁體預(yù)埋件上焊接的鋼板接觸，由于兩L型鋼板端部之間距離小于梁體預(yù)埋件上焊接鋼板端部尺寸，撞擊作用將迫使L型鋼板端部間距增加，L型鋼板將發(fā)生彎曲變形，同時弧形鋼筋又對兩L型鋼板的變形起約束作用，此過程充分發(fā)揮了弧形鋼筋和L型鋼板的變形耗能作用。在強(qiáng)水平地震動作用下梁體橫橋向?qū)鯄K產(chǎn)生較大的碰撞沖擊作用，此時梁體預(yù)埋件上焊接的鋼板與弧形鋼筋接觸，此階段通過兩L型鋼板間焊接的弧形鋼筋的反方向變形和L型鋼板的彎曲變形來耗散地震能量和緩沖碰撞沖擊作用，在整個梁體與擋塊相碰撞過程中整個裝置近似于彈性支撐作用，避免或降低了橫向落梁的發(fā)生，充分發(fā)揮了鋼材延性好的特點(diǎn)。該裝置有效地降低成本，顯著地提高橋梁結(jié)構(gòu)的抗震性能。
[0023]以上所述的僅是本發(fā)明的較佳具體實(shí)施例。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明創(chuàng)造構(gòu)思的前提下，無需創(chuàng)造性勞動就可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種橋梁碰撞緩沖抗震構(gòu)造，設(shè)置在橋梁的蓋梁和梁體的結(jié)合部以強(qiáng)化橋梁抗震能力，其特征在于:蓋梁頂面設(shè)置有摩擦擺支座，梁體支撐于所述摩擦擺支座上;蓋梁兩端分別向上延伸各形成一擋塊;各擋塊靠梁體側(cè)各嵌入兩塊L型鋼板;L型鋼板端部具有一定坡角；所述兩L型鋼板之間的所述擋塊表面置有橡膠層;兩L型鋼板間距橡膠層一定距離處置有一定數(shù)量的弧形鋼筋，所述梁體的側(cè)面布置有鋼預(yù)埋件。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的橋梁碰撞緩沖抗震構(gòu)造，其特征在于:在所述鋼預(yù)埋件上具有與L型鋼板坡角相契合端頭角。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的橋梁碰撞緩沖抗震構(gòu)造，其特征在于:所述兩L型鋼板端部距離小于或等于所述鋼預(yù)埋件上焊接鋼板端部尺寸。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的橋梁碰撞緩沖抗震構(gòu)造，其特征在于:所述弧形鋼筋靠主梁側(cè)應(yīng)近似成一直線。
【文檔編號】E01D19/04GK105970807SQ201610423059
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年6月15日
【發(fā)明人】賈毅, 廖平, 李福海, 王永寶, 向星赟, 占玉林, 趙人達(dá)
【申請人】西南交通大學(xué)