CN102444085A - 防落梁装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种防落梁装置，设置于桥梁基体上，包括：固定导轨，与桥梁的梁体连接；固定装置，与基体连接；弹塑性装置，包括与固定导轨间隙配合的第一端以及与固定装置连接的第二端。本发明的结构简单可靠，传力受力明确，能够达到防止梁体脱落、耗散地震能量、和抗拉拔的效果，从而多方位保护桥梁，减轻桥梁震害，保障生命财产安全。

Description

防落梁装置
技术领域
本发明涉及桥梁安全领域，特别是一种具有阻尼耗能和竖向抗拉拔功能的防落梁装置。
背景技术
桥梁落梁破坏是桥梁结构在地震等水平冲击荷载作用下的主要破坏形式之一，其危害巨大，往往导致交通生命线中断，造成生命财产的连带损失。1968年日本的新泻(Niigata)地震、1994年美国的北岭(Northrige)地震、1995年日本的阪神(kobe)地震、1999年的台湾地震及2008年我国的汶川地震均因为发生了桥梁落梁情况，给当地的交通网络造成了严重的破坏，导致生命财产的巨大损失，严重阻碍了外界及时进入灾区救援以及灾后重建工作。
现有的防落梁措施主要通过构造措施在与梁体保持一定距离的位置设置脆性混凝土挡块，从而达到将梁体的横向位移和纵向位移量控制在一定范围内的目的。这种措施的缺点是在地震作用下梁体会对挡块造成冲撞，当烈度较高的地震来袭时，脆性混凝土挡块易发生脆性剪切破坏而失效，导致桥梁落梁破坏。在2008年的汶川大地震中，包括“庙子坪特大桥”和“百花大桥”在内的很多桥梁都发生了脆性混凝土挡块被剪断，梁体脱落的情况。
在桥梁的抗震减灾领域，采用阻尼耗能装置来控制桥梁在地震中过大的位移则是一种成熟可靠的方法，这样不但能够通过阻尼耗能装置耗散地震能力，还能够避免现有的通过设置混凝土挡块防落梁方式的不足——发生碰撞和突然的脆性破坏。
桥梁受到飓风或者近场地震的作用时，若不设置竖向抗拉拔装置，梁体会在垂直向上方向发生跳动，从而导致桥梁耳板的部件脱落甚至会发生桥梁破坏的现象。对于刚构桥及刚构组合桥即便不受飓风及近场地震作用，在常规荷载作用下在其连接部位也可能出现竖向上拔力。然而目前大部分桥梁均不具备竖向抗拉拔功能，存在一定的安全隐患。
发明内容
本发明对现有技术进行优化，提供一种具有阻尼耗能和抗拉拔功能的防落梁装置，该装置能有效耗散地震能量，防止桥梁发生过大的水平位移和垂直向上位移，从而降低地震对桥梁造成的落梁破坏。
本发明通过如下技术方案实现：一种防落梁装置，设置于桥梁基体上，包括：固定导轨，与桥梁的梁体连接；固定装置，与基体连接；弹塑性装置，包括与固定导轨间隙配合的第一端以及与固定装置连接的第二端。
进一步地，弹塑性装置由弹塑性材料制成。
进一步地，弹塑性装置包括相对设置的两个弯臂，每个弯臂的上端互相连接在一起形成弹塑性装置的第一端，每个弯臂的下端为自由端，两个自由端分别与固定装置的两个位置连接，弹塑性装置的平面形状为双弧形、环形或中空形状。
进一步地，固定导轨设有槽形导轨，弹塑性装置的第一端上部截面形状为T形或椭圆形，与槽形导轨间隙配合。
进一步地，槽形导轨的槽的内截面形状为T形或椭圆形。
进一步地，固定装置设置有耳板与弹塑性装置的第二端连接。
进一步地，耳板与弹塑性装置通过铰接相连，与下锚锭板通过焊接或锚固连接。
进一步地，还包括，第一锚碇钢棒，连接固定导轨与梁体；以及，第二锚碇钢棒，连接固定装置与桥墩。
进一步地，固定导轨与梁体之间和固定装置与基体之间分别通过焊接钢棒连接。
进一步地，防落梁装置沿桥梁的纵向或者横向安装，弹塑性装置安装多个。
通过上述技术方案，本发明的主要优点是：结构简单可靠，传力受力明确，具有防止梁体脱落、耗散地震能量和抗拉拔的功能，从而多方位保护桥梁，减轻桥梁震害，保障生命财产安全。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1示出了本发明的一个实施例的防落梁装置的主视图；
图2示出了本发明的一个实施例的防落梁装置的侧视图；
图3示出了本发明的一个实施例的防落梁装置的固定导轨部分的示意图；
图4示出了本发明的一个实施例的防落梁装置的双弧形弹塑性装置的示意图；
图5示出了本发明的一个实施例的防落梁装置的固定板部分的示意图；
图6示出了本发明的一个实施例的防落梁装置的安装状态的纵向示意图；
图7示出了本发明的一个实施例的防落梁装置的安装状态的横向示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
图1和图2中示出了本发明的一个实施例的防落梁装置，包括：与梁体连接的固定导轨1，与桥墩连接的固定板3，以及与固定导轨1间隙配合，与固定板3连接的弹性部分2。优选地，弹性部分可以是双弧形弹塑性钢2，或者，也可以选用其他具有良好的强度并同时具备良好塑性的弹塑性材料。
如图3、4、5所示，这三幅图示出了本发明的一个实施例的防落梁装置处于分离状态的三个组件。图3中示出的固定导轨1部分，上端为与桥梁连接的上锚碇钢棒11，固定导轨1下端设置T型轨道12。图4中示出的双弧形弹塑性钢2为对称结构，双弧形弹塑性钢2包括相对设置的两个弯臂，每个所述弯臂的上端互相连接在一起形成双弧形弹塑性钢2的上端，每个弯臂的下端为自由端，两个自由端分别与固定板3的两个位置连接，双弧形弹塑性钢2的平面形状为双弧形、环形或中空形状，其上部为T形或椭圆形截面，大小与固定导轨1下端的T型轨道12的槽的内截面匹配，该槽的内截面形状为T形或椭圆形，下部为双圆弧形相对的平面结构，底端有圆孔。图5中示出的固定板3上焊接耳板32，耳板32的中心孔直径与双弧形弹塑性钢2底端孔的直径匹配；耳板32槽宽与双弧形弹塑性钢2厚度匹配；中部为下锚锭板33，下锚锭板33下部连接有下锚碇钢棒31，下锚碇钢棒31与桥墩连接。
图6和图7中示出了本发明的防落梁装置安装在桥梁结构上的示意图，具有阻尼耗能和抗拉拔功能的防落梁装置上端通过预埋上锚碇钢棒11的方式与梁体4连接，下端通过预埋下锚碇钢棒31的方式与桥墩6连接。在非地震情况下，梁体的重力由耳板5承担。由于双弧形弹塑性钢2上部T型结构与固定导轨1的T型轨道有一定距离的间隙，所以防落梁装置不约束梁体4因为温度变化或混凝土收缩徐变等原因而引发的较小位移和转动。在地震发生时，由于地震的剧烈冲击，梁体4发生较大位移，此时该防落梁装置在梁体4与桥墩6间建立约束，防止梁体4因发生过大位移而落梁。由于该装置高延性的材料特性，在约束梁体4位移的同时可以通过双弧形弹塑性钢2的变形耗散部分地震能量。在梁体4竖直向上产生较大位移时，该装置的双弧形弹塑性钢2同样可以起到耗能和抗拉拔的作用。
优选地，双弧形弹塑性钢2的弧度可以是任何圆弧度，截面也可以是双弧形，椭圆形等形状。
优选地，固定导轨1的T型槽截面及双弧形弹塑性钢2的T型截面也可以是椭圆等其他截面形式。
优选地，下锚锭板33上的耳板32也可为矩形，圆形等能够竖向防脱离的其他形状。
优选地，双弧形弹塑性钢2布置的数量可以增加或者减少，其分布形式可以在梁体4和桥墩6之间的平面内任意分布。
优选地，双弧形弹塑性钢2除了可以与固定板3铰接之外，也可以采用焊接和锚固等其他形式与固定板3连接。
优选地，安装在固定导轨1和固定板3上的锚碇钢棒也可以采用焊接钢棒的方式。
根据本发明的防落梁装置，具有如下有益效果：
1、该装置由高延性的弹塑性材料制成，在发生变形时能耗散部分地震或其它冲击荷载的能量。
2、该装置与梁体和桥墩紧密连接，当地震来临时，梁体与桥墩发生较大的水平位移，该装置可以在梁体与桥墩间建立约束，从而避免发生落梁破坏。
3、该装置在竖直向上方向限制梁体与桥墩的位移，当桥梁因为飓风或地震及本身的结构原因在竖直方向发生跳动时，具有抗拉拔作用。
4、该装置槽型轨道与弹塑性装置间隙配合连接处在竖直方向设置一定距离的间隙，因此，在非地震情况下不会承担向下的竖向力，不影响梁体因温度变化或混凝土收缩徐变等原因产生的位移和转动。
5、该装置安装简单方便，同时易于检查、维修和更换。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种防落梁装置，设置于基体上防止梁体位移，其特征在于，包括：
固定导轨(1)，与所述梁体连接；
固定装置(3)，与所述基体连接；
弹塑性装置(2)，包括与所述固定导轨(1)间隙配合的第一端以及与所述固定装置(3)连接的第二端。
2.根据权利要求1所述的防落梁装置，其特征在于，所述弹塑性装置(2)由弹塑性材料制成。
3.根据权利要求1所述的防落梁装置，其特征在于，所述弹塑性装置(2)包括相对设置的两个弯臂，每个所述弯臂的上端互相连接在一起形成所述弹塑性装置(2)的第一端，每个所述弯臂的下端为自由端，两个所述自由端分别与所述固定装置(3)的两个位置连接，所述弹塑性装置(2)的平面形状为双弧形、环形或中空形状。
4.根据权利要求1所述的防落梁装置，其特征在于，所述固定导轨(1)设有槽形导轨(12)，所述弹塑性装置(2)的第一端上部截面形状为T形或椭圆形，与所述槽形导轨(12)间隙配合。
5.根据权利要求4所述的防落梁装置，其特征在于，所述槽形导轨(12)的槽的内截面形状为T形或椭圆形。
6.根据权利要求1所述的防落梁装置，其特征在于，所述固定装置(3)设置有耳板(32)与所述弹塑性装置(2)的第二端连接。
7.根据权利要求6所述的防落梁装置，其特征在于，所述耳板(32)与所述弹塑性装置(2)通过铰接相连，与下锚锭板(33)通过焊接或锚固连接。
8.根据权利要求1所述的防落梁装置，其特征在于，还包括，第一锚碇钢棒(11)，连接所述固定导轨(1)与所述梁体；以及，第二锚碇钢棒(31)，连接所述固定装置(3)与所述桥墩。
9.根据权利要求1所述的防落梁装置，其特征在于，所述固定导轨(1)与所述梁体之间和所述固定装置(3)与所述基体之间分别通过焊接钢棒连接。
10.根据权利要求1所述的防落梁装置，其特征在于，所述防落梁装置沿梁体的纵向或者横向安装，所述弹塑性装置(2)安装多个。
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