CN105648902A - 一种紧凑型减隔震支座及其震后修复方案 - Google Patents
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- E01D22/00—Methods or apparatus for repairing or strengthening existing bridges ; Methods or apparatus for dismantling bridges
Abstract
一种紧凑型减隔震支座及其震后修复方案,包括左右两组便于更换的钢阻尼器,中部支座,支座上、下板两侧的挡块,以及挡块外侧的挡板;支座上板、支座中板、支座下板构成了球型支座;球型支座位于左右两组便于更换的钢阻尼器之间;支座上板与上部结构连接,支座下板与下部结构连接;挡块在支座上、下板外侧,用于地震中带动阻尼器变形;挡块外侧的挡板防止钢阻尼器在地震中的侧向脱落;球型支座传递竖向力、水平力,并适应转角的要求;钢阻尼器设置于挡块之间,侧面有挡板约束,地震中钢阻尼器提供减震耗能的能力。可以有效地减小地震作用下桥梁结构的地震响应,震后方便地更换钢阻尼器,便于震后修复,保障抗震安全。
Description
技术领域
本发明属于结构抗震安全领域,涉及一种支座,具体地说涉及一种防止结构在地震作用下发生破坏的支座,及其震后修复方案。
背景技术
为了防止结构在地震作用下发生破坏,往往在支座的位置设置减隔震装置(或减隔震支座),通过减隔震支座的延长周期来减少上部结构水平惯性力,通过减隔震支座的耗能来减小地震的位移响应。因而其下部结构往往不需要进行特殊的设计,造价相对较低。在提供一定减隔震能力的同时,减隔震支座还需要满足结构日常使用的要求。
目前工程中使用的减隔震支座往往存在尺寸过大、结构复杂、震后不容易进行局部维修、需更换整个支座、并需要对梁体进行繁琐且漫长的复位工作等缺点。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中的不足,提出了一种紧凑型减隔震支座及其震后修复方案,满足非地震情况下的正常使用要求、地震作用下的减震耗能要求,以解决现有产品存在的问题。本发明具有体积较小、结构简单、钢阻尼器便于更换、震后不需要梁体进行复位等优点,可以克服现有减隔震支座的不足之处。
为了解决上述技术问题,本发明是通过以下技术方案实现的:
一种紧凑型减隔震支座及其震后修复方案,包括左右两组便于更换的钢阻尼器(包括上板1、下板2和中间的X形钢片3),中部的支座(包括支座上板4、支座中板5、支座下板6),支座上、下板两侧的挡块7,以及挡块外侧的挡板8;
支座上板4、支座中板5、支座下板6构成了球型支座;球型支座位于左右两组整体式的钢阻尼器之间;
支座上板4与上部结构连接,支座下板6与下部结构连接;
挡块7是在支座上、下板外侧,用于承受水平力,其设计承载力比较大,在任何地震作用下都不能破坏;
挡块外侧的挡板8可以防止钢阻尼器在地震中脱落。地震后,可以拆除挡块外侧的挡板,整体更换钢阻尼器;
支座上板4、支座中板5、支座下板6构成了一个普通球型支座,可以传递竖向力、水平力,并适应转角的要求。该支座的支座中板5为球型支座的中支座板,其还包括转动球面、滑动平面,转动球面连接固定于支座中板5上部的球面结构上,滑动平面连接固定于中座板4下部的平面结构上。所述的普通球型支座,其结构、功能、工作方式已属于成熟的现有技术,作为桥梁支座适用于《球型支座技术条件》GB/T17955-2009包括的所有类型,其技术要求满足这些规范的要求。
地震后,钢阻尼器必然有一定的损伤,可以拆除挡块外侧的挡板,灵活、方便地更换钢阻尼器。如果震后支座上、下板之间没有残余位移,则可以在挡块内安装上、下板对齐的钢阻尼器。如果震后支座上、下板之间存在残余位移,则钢阻尼器上、下板无法对齐,需要根据支座上、下板的相对水平位置,调整钢阻尼器上、下板的相对水平位置,并适当减小钢阻尼器的X形钢片的间距。这样就可以适应震后的支座残余位移,无需强制对梁体进行震后精确复位。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
1、震后阻尼器可更换:地震后,可以拆除挡块外侧的挡板,取下破损的钢阻尼器,安装新的钢阻尼器。
2、体积较小:本发明结构简单、紧凑,体积较小,造价较低。
3、减震耗能能力:通过钢阻尼器的弯曲耗能起到耗散地震能量的作用。
4、延长周期:通过钢阻尼器提供水平向回复力,使得桥墩和支座串联系统的侧向支承刚度小于桥墩的侧向支承刚度,从而起到延长周期,减小地震响应的效果。
5、具有可设计性:可以通过调整钢阻尼器的高度、宽度、数量等参数,对耗能能力、滑动刚度和最大位移等进行可控的设计。
6、现场安装简单、方便、质量有保证:钢阻尼器、挡块与球型支座成为一个整体,现场安装方法与一般的支座相同,可以保证质量。
7、可以适应震后的支座残余位移,无需强制对梁体进行震后精确复位。
本发明紧凑型减隔震支座及其震后修复方案,可以提供正常使用下的竖向承载力、水平承载力,体积较小,可以有效地减小地震作用下桥梁结构的地震响应,震后可以灵活、方便地更换钢阻尼器,便于震后修复,保障桥梁抗震安全。
附图说明
图1为本发明紧凑型减隔震支座的钢阻尼器和挡块的横桥向结构示意图。
图2为本发明紧凑型减隔震支座的球型支座的横桥向结构示意图。
图3为本发明紧凑型减隔震支座的纵桥向结构示意图。
图4为本发明紧凑型减隔震支座的俯剖视图。
图5为为了适应震后的支座残余位移而采用的震后修复方案的钢阻尼器及其支座的横桥向结构示意图。
标记说明:钢阻尼器上板1,钢阻尼器下板2,钢阻尼器中间的X形钢片3,支座上板4、支座中板5、支座下板6,支座上、下板两侧的挡块7,挡块外侧的挡板8。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细描述:
实施例1
本实施例紧凑型减隔震支座及其震后修复方案,其设计参数见下表。
表1紧凑型减隔震支座及其震后修复方案的设计参数
支座设计参数 | 大转角高摩擦减隔震支座 |
竖向承载力N | 4000kN |
转角θ | 0.06rad |
屈服力F1 | 400kN |
位移要求D1 | +/-0.2m |
屈服前水平刚度K1 | 5000kN/m |
减隔震水平刚度K2 | 500kN/m |
残余位移 | 0.05m |
如图1-图5所示,紧凑型减隔震支座包括左右两组便于更换的钢阻尼器(包括上板1、下板2和中间的X形钢片3),中部的支座(包括支座上板4、支座中板5、支座下板6),支座上、下板两侧的挡块7,以及挡块外侧的挡板8。中部的支座提供正常使用下的竖向承载力、水平承载力。地震作用下,支座上、下板发生水平相对位移,由于挡块的约束,左右两组整体式的钢阻尼器将产生弯曲变形,可以消耗地震能量。挡块外侧的挡板可以防止钢阻尼器的侧向脱落。
支座上板4、支座中板5、支座下板6构成了球型支座。球型支座位于左右两组钢阻尼器之间。支座下板6与桥梁的下部结构连接,支座上板4与桥梁的上部结构连接。
两组钢阻尼器分别置于所述球型支座的两侧,钢阻尼器上板1、下板2分别和挡块7之间,侧向运动收到挡块的约束,竖向可以自由活动。
挡块外侧的挡板8与挡块通过螺栓连接,可以防止钢阻尼器在地震中从支座侧向脱落。地震后,可以拆除挡块外侧的挡板,可以更换钢阻尼器。
地震后,钢阻尼器必然有一定的损伤,可以拆除挡块外侧的挡板,灵活、方便地更换钢阻尼器。如果震后支座上、下板之间没有残余位移,则可以在挡块内安装上、下板对齐的钢阻尼器。如果震后支座上、下板之间存在残余位移,则钢阻尼器上、下板无法对齐,需要根据支座上、下板的相对水平位置,调整钢阻尼器上、下板的相对水平位置,并适当减小钢阻尼器的X形钢片的间距。这样就可以适应震后的支座残余位移,无需强制对梁体进行震后精确复位。
本发明提供正常使用下的竖向承载力、水平承载力,体积较小,可以有效地减小地震作用下结构的地震响应,震后可以灵活、方便地更换钢阻尼器,便于震后修复,保障结构抗震安全。
作为本发明实施例的一种变换,配合的普通支座除了球型支座,还可以采用其他类型和指标的支座。
作为本发明实施例的又一种变换,所述钢阻尼器的数量、参数可以改变,其分布形式可以在平面内任意布置。
Claims (2)
1.一种紧凑型减隔震支座,其特征在于,
包括左右两组便于更换的钢阻尼器,所述钢阻尼器包括上板(1)、下板(2)和中间的X形钢片(3),
包括中部的支座,所述支座包括支座上板(4)、支座中板(5)、支座下板(6),
包括支座上、下板两侧的挡块(7),
包括挡块外侧的挡板(8);
所述支座上板(4)、支座中板(5)、支座下板(6)构成了球型支座;球型支座位于左右两组便于更换的钢阻尼器之间;
所述支座上板(4)与上部结构连接,支座下板(6)与下部结构连接;
所述挡块(7)是在支座上、下板外侧,用于地震中带动阻尼器变形;
挡块外侧的挡板(8)可以防止钢阻尼器在地震中的侧向脱落;
所述球型支座传递竖向力、水平力,并适应转角的要求;
所述钢阻尼器设置于挡块之间,侧面有挡板约束,地震中钢阻尼器提供减震耗能的能力。
2.一种由权利要求1紧凑型减隔震支座来实现震后修复方案,其特征在于,地震后,钢阻尼器出现一定的损伤,可以拆除挡块外侧的挡板,灵活、方便地更换钢阻尼器:
如果震后支座上、下板之间没有残余位移,则可以在挡块内安装上、下板对齐的钢阻尼器;
如果震后支座上、下板之间存在残余位移,则钢阻尼器上、下板无法对齐,需要根据支座上、下板的相对水平位置,调整钢阻尼器上、下板的相对水平位置,并适当减小钢阻尼器的X形钢片的间距。
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