CN103243637B - 用于桥梁的抗震阻尼器及其抗震挡块 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种阻尼器，包括外圈、内圈和均匀设置在外圈和内圈之间的支撑肋，所述外圈、内圈和支撑肋均由阻尼材料制成。采用阻尼材料制备的内外圈和支撑勒结构，受力后内外圈和支撑肋均发生阻尼形变，消耗大量撞击能量，大大提高了阻尼器的阻尼作用，吸能效果十分明显。用其制备的抗震挡块，将其安装于挡块与主梁之间，当主梁发生位移后撞击到阻尼器后，阻尼器受力发生阻尼形变，消耗大量能量，不会将主梁移动产生的所有动能全部传递给挡块造成局部破坏，导致挡块失效。利用阻尼器的耗能左右，减小对挡块的撞击力，从而大大提高防撞效果，提高桥梁的抗震性能和安全性。
Description
技术领域
本发明涉及一种桥梁的防撞装置，特别涉及一种用于桥梁的抗震阻尼器及用其制备的抗震挡块。
背景技术
在地震中，桥梁主要受到水平地震在顺桥向和横桥向(顺桥向是指桥梁中轴线方向，横桥向指的是垂直于桥梁中轴线的方向)分量的作用。在横桥向分量的作用下存在如下安全隐患：桥梁上部结构与桥墩(或桥台)上的侧向挡块相互碰撞，侧向挡块破坏，发生横向落梁事故。目前，在防止正常使用及地震作用下桥梁上部结构发生横桥向落梁的问题上，一般采用在桥梁上部结构的底部或桥墩、盖梁顶部设置挡块的方法来解决上述问题。挡块与桥梁结构之间通常留30mm左右的间隙。现有技术中，设置抗震挡块是提高桥梁抗震性能的有效措施之一，其主要是利用挡块抵抗地震力，减小下部结构地震响应，抗震挡块的结构及性能是决定抗震性能的重要参数。对此，很多设计人员对挡块自身结构进行改进，力求抗震挡块能够最大限度的发挥作用，主要方法大多是加大防震挡块的几何尺寸及配筋率来抵御地震能量。但是，大地震中高强度的抗震挡块会将能量传递到桥梁的下部结构和基础，造成的较为严重的破坏，难以修复。更重要的是，现有挡块大多采用各种混凝土或钢材等做成的刚性结构，当其发挥作用时，结构受力陡然增大，会造成连接部位发生局部破坏，进而造成挡块失效。采用刚性构件没有解决耗能的问题，为此，也有的从抗震挡块的材料着手，利用各种新型复合材料等的耗能特性以降低地震对桥梁安全性的影响。实践证明，采用各自高性能的吸能复合材料，不仅吸能效果不够理想，而且成本较高，抗震性能仍然达不到中震或强震时的安全需求。
针对上述不足，需要设计和开发一种新型抗震挡块，以提高桥梁的抗震效果，保证桥梁的安全性。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种阻尼器及用其制备的桥梁阻尼抗震挡块，采用阻尼部件以消耗和吸收桥梁撞击的能量，提高防撞效果，提高桥梁的抗震性能和安全性。
本发明的目的之一是通过以下技术手段实现的：一种用于桥梁的抗震阻尼器，包括外圈、内圈和均匀设置在外圈和内圈之间的支撑肋，所述外圈、内圈和支撑肋均由阻尼材料制成；所述支撑肋为圆弧形，弧度为π/3—π；所述阻尼器外圈的半径R为5—25cm，内圈的半径r为2—15cm；外圈和内圈的径向厚度t均为0.4—2cm；阻尼器的厚度d为2—30cm。
进一步，所述外圈、内圈和支撑肋均由阻尼比为0.03—0.05的阻尼材料制成。
进一步，所述阻尼材料采用Q235钢、铬钼合金钢或2铬13不锈钢。
进一步，所述外圈的外侧对称设置两受力面。
本发明的目的之二是提供一种采用上述阻尼器制备的抗震挡块，包括固定设置在桥墩上的挡块，挡块与主梁之间固定设置有阻尼器。
进一步，所述阻尼器固定设置在挡块上或固定设置在主梁上。
进一步，所述挡块为楔形钢架结构。
本发明的有益效果：本发明的阻尼器，包括外圈、内圈和均匀设置在外圈和内圈之间的支撑肋，所述外圈、内圈和支撑肋均由阻尼材料制成。采用阻尼材料制备的内外圈和支撑勒结构，受力后内外圈和支撑肋均发生阻尼形变，消耗大量撞击能量，大大提高了阻尼器的阻尼作用，吸能效果十分明显。用其制备的抗震挡块，将其安装于挡块与主梁之间，当主梁发生位移后撞击到阻尼器后，阻尼器受力发生阻尼形变，消耗大量能量，不会将主梁移动产生的所有动能全部传递给挡块造成局部破坏，导致挡块失效。利用阻尼器的耗能左右，减小对挡块的撞击力，从而大大提高防撞效果，提高桥梁的抗震性能和安全性。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。
图1为本发明所述阻尼器的结构示意图；
图2为本发明所述抗震挡块的结构示意图；
图3为图2中沿A-A向的截面示意图。
具体实施方式
以下将结合附图对本发明进行详细说明，如图所示：本实施例的用于桥梁的抗震阻尼器，包括外圈6a、内圈6d和均匀设置在外圈和内圈之间的支撑肋6b，所述外圈、内圈和支撑肋均由阻尼材料制成。本实用新型优选采用阻尼比为0.03—0.05的阻尼材料，能够最大限度的发挥阻尼吸能作用；可采用Q235钢、铬钼合金钢或2铬13不锈钢，可通过市场购买而得。具体的，本实施例中所述阻尼器外圈6a的半径R为5—25cm，具体取R＝8cm；内圈6d的半径r为2—15cm；具体取r＝7cm；外圈和内圈的径向厚度t均为0.4—2cm，具体取t＝1cm；阻尼器的厚度d为2—30cm；具体取d＝6cm。所述支撑肋6b为圆弧形，弧度为π/3—π，具体为0.5π。通过建立模型分析和反复实验验证，优选出R、r、t、d和rad等参数，吸能效果非常理想，综合性能优越，合适选择安装数量可适用于现有各种型号的桥梁。
作为对上述实施例的进一步改进，所述外圈6a的外侧对称设置两受力面6c。设置受力面使阻尼器在受到撞击时是面受力，而不是点受力，受力均衡，有利于提高阻尼器的性能。
将其使用在桥梁的挡块抗震时，完全能够满足中震和强震对挡块的阻尼要求，不会造成挡块的局部破坏。具体结构为：在桥墩4上固定设置挡块5，挡块5采用钢板或钢梁做成楔形钢架结构，提高挡块的抗撞击能力，在桥墩4与主梁1之间设置支座3和支座石2，挡块5与主梁1之间固定设置有阻尼器6；所述阻尼器6固定设置在挡块5上，也可固定设置在主梁1上。阻尼器6与主梁1或挡块5之间留有合适间距。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (7)
1.一种用于桥梁的抗震阻尼器，其特征在于：包括外圈(6a)、内圈(6d)和均匀设置在外圈和内圈之间的支撑肋(6b)，所述外圈、内圈和支撑肋均由阻尼材料制成；所述支撑肋(6b)为圆弧形，弧度为π/3—π；所述阻尼器外圈(6a)的半径R为5—25cm，内圈(6d)的半径r为2—15cm；外圈和内圈的径向厚度t均为0.4—2cm；阻尼器的厚度d为2—30cm。
2.根据权利要求1所述的用于桥梁的抗震阻尼器，其特征在于：所述外圈、内圈和支撑肋均由阻尼比为0.03—0.05的阻尼材料制成。
3.根据权利要求2所述的用于桥梁的抗震阻尼器，其特征在于：所述阻尼材料采用Q235钢、铬钼合金钢或2铬13不锈钢。
4.根据权利要求1所述的用于桥梁的抗震阻尼器，其特征在于：所述外圈(6a)的外侧对称设置两受力面(6c)。
5.一种用权利要求1所述阻尼器制备的抗震挡块，其特征在于：包括固定设置在桥墩(4)上的挡块(5)，挡块(5)与主梁(1)之间固定设置有阻尼器(6)。
6.根据权利要求5所述的抗震挡块，其特征在于：所述阻尼器(6)固定设置在挡块(5)上或固定设置在主梁(1)上。
7.根据权利要求5所述的抗震挡块，其特征在于：所述挡块(5)为楔形钢架结构。
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