CN106400674A - 多功能嵌入式桥梁限位构造 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多功能嵌入式桥梁限位构造，包括盖梁、梁体，所述盖梁顶面上设置有摩擦摆支座，所述梁体支撑于所述摩擦摆支座上，在所述盖梁两端部各嵌入一裸露段带两耳板、嵌入段开若干孔的钢箱结构，在所述两耳板上焊有一连接钢板，在所述若干孔内穿设钢筋，在所述钢箱结构内部灌注混凝土形成挡块，在所述梁体的腹板预埋件上焊接一块与竖向成一定角度的钢板形成梁体支耳，所述梁体支耳位于所述两耳板之间，在所述梁体支耳朝所述两耳板方向的面上各布置若干弹簧。在强震过程中，本发明能够有效地限制梁体过大的地震位移，降低主梁之间碰撞和防止落梁事故的发生，显著提高桥梁结构的抗震能力。

Description

多功能嵌入式桥梁限位构造

技术领域

本发明涉及桥梁抗震和桥梁减隔震的技术领域，特别涉及一种多功能嵌入式桥梁限位构造。

背景技术

现代化城市人口的大量聚集和经济的高速发展，桥梁结构作为交通网络的咽喉，而我国又是一个地震多发国家，历次地震灾害表明，由于桥梁结构自身抗震不足而使结构构件产生损伤甚至发生灾难性倒塌事故已屡见不鲜，严重影响地震灾区的救援以及灾后重建工作，给人们带来了巨大的生命财产损失，如何确保桥梁结构在地震中的安全，如何选择与设计性能优越的抗震和减隔震装置以达到提高桥梁抗震性能的目的，始终是桥梁工程发展中的重要课题。

在强震作用下，梁体的横桥向位移较大时横向挡块易发生破坏，梁体沿桥跨中方向产生较大位移时易发生落梁，当梁体沿相邻跨有较大纵向位移时梁与梁之间易发生碰撞，造成梁体局部破坏，进而影响行车的安全性与舒适性，从而产生较大的震后维修加固费用。在实际的地震中移位震害、碰撞震害、落梁震害较为常见，主要原因是在强震作用下的梁体纵向和横向位移没有得到有效地约束。本申请人阅读大量国内外文献及桥梁抗震、减隔震专利发现现有的很多桥梁减隔震装置功能单一，但对于具有多功能的装置，其制造工艺要求较高、施工不便捷且造价较高。

为实现将防落梁系统、梁间防撞装置、横向限位系统的功能有效地结合在一起，使一种装置或结构具有多种功能，同时其制造加工难度小、施工便捷。因此，本申请人一直致力于开发一种多功能嵌入式桥梁限位构造，实现在正常使用荷载和中小地震作用下，该构造不影响梁体位移及变形，在强震下能有效限制梁体各方向的位移，避免或降低纵向或横向落梁和梁间碰撞的发生，保证抗震救灾生命线工程的畅通和降低桥梁结构震后维修加固费用。

发明内容

鉴于现有技术和装置的上述不足，本发明提出了一种实现在正常使用荷载和中小地震作用下不影响梁体位移及变形，在强震下能有效限制梁体各方向的位移，避免或降低纵向或横向落梁和梁间碰撞的发生，保证抗震救灾生命线工程的畅通和降低桥梁结构震后维修加固费用的多功能嵌入式桥梁限位构造。

为达到上述目的，本发明提供了一种多功能嵌入式桥梁限位构造，该装置包括盖梁、梁体，所述盖梁顶面上设置有摩擦摆支座，所述梁体支撑于所述摩擦摆支座上，在所述盖梁两端部各嵌入一裸露段带两耳板、嵌入段开若干孔的钢箱结构，在所述两耳板上焊有一连接钢板，在所述若干孔内穿设钢筋，在所述钢箱结构内部灌注混凝土形成挡块，在所述梁体的腹板预埋件上焊接一块与竖向成一定角度的钢板形成梁体支耳，所述梁体支耳位于所述两耳板之间，在所述梁体支耳朝所述两耳板方向的面上各布置若干弹簧。

其附加技术特征为：

所述钢箱结构由多块钢板焊接形成，在所述嵌入段内的四块钢板上均开一定数量的圆孔。

所述钢箱结构嵌入所述盖梁的长度应根据所述挡块的抗拔抗剪计算确定。

所述钢筋既可以贯通所述钢箱结构两不相邻的钢板孔，也可以不采用贯通的形式而在所述若干孔内穿设短钢筋，所述钢筋可由所述盖梁配置的钢筋充当。

所述钢箱结构内部灌注的混凝土与所述盖梁内浇筑混凝土为同一混凝土且一起浇筑施工。

所述的钢板竖向成一定角度应与挡块靠所述梁体侧的斜坡角度相同，所述角度在30°~90°之间。

本发明所提供的多功能嵌入式桥梁限位构造与现有技术相比，具有以下有益效果：

1）本发明由于设置有耳板，并在梁体支耳上布置有若干弹簧，强震作用下梁体沿相邻跨方向运动时钢箱结构耳板可以约束梁体纵桥向位移并且弹簧还可以起到很好的缓冲作用，以达到减缓碰撞力或避免梁间碰撞的发生，同样地梁体沿跨中方向运动时钢箱结构耳板可以有效地约束梁体纵桥向位移以达到防止落梁的发生，横桥向具有常规挡块的所有功能，进而可以有效地约束梁体过大的横向位移，同时两支耳上焊接的连接钢板不仅可以使两耳板协同工作，而且还可以在较大竖向地震动作用时达到限制梁体过大的竖向位移的目的。因此该挡块将多种功能于一身，其各部件制造加工难度小，施工方便，安全可靠，成本较低，具有较大的推广应用价值。

2）本发明通过在嵌入段各面钢板开孔并在孔内设置钢筋，可以显著提高该挡块各方向的抗拔抗压能力，从而保证整个限位装置的多种功能得以有效发挥。

3）本发明的抗震强度可通过改变该装置钢箱结构的各部件、梁体支耳尺寸和布置的弹簧刚度等参数进行调节，以满足不同桥梁结构的抗震需求。

4）本发明的挡块在靠梁体侧有一斜坡，当强震作用下，梁体通过梁体支耳与挡块相撞，碰撞力垂直于梁体支耳与挡块斜坡接触面，改变了梁体与常规挡块撞击力的方向，可以充分发挥混凝土抗压强度高的特性，可减小或避免常规挡块的受剪脆性破坏的发生，钢箱结构对混凝土还具有一定的约束作用，可以进一步提高混凝土的抗压强度，同时由于钢箱结构的存在还可承担较大的水平剪力，整个限位装置的承载能力进一步增强。此外还可以在梁体支耳端部外包一层橡胶，达到缓冲和减小碰撞力的目的。

附图说明

图1为具体实施例多功能嵌入式桥梁限位构造的结构参考图；（A部作局部剖视）。

图2为图1的C-C截面示意图。

图3为图1的A处局部剖视放大示意图。

图4为图2的B处放大示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的构思、具体细节及获得的技术效果作进一步说明。

图1示意性地显示了根据本发明的一种实施方式的多功能嵌入式桥梁限位构造。如图1—图3所示，该多功能嵌入式桥梁限位构造包括盖梁1和梁体2，盖梁1的顶面上设置有摩擦摆支座3，梁体2支撑于摩擦摆支座3上，在盖梁1的两端部各嵌入一裸露段带两耳板4、嵌入段开若干孔5的钢箱结构6，在两耳板4上焊有一连接钢板11，在孔5内穿设钢筋7，在钢箱结构6内部灌注混凝土8形成挡块，在梁体2的腹板预埋件9上焊接一块与竖向成一定角度的钢板形成梁体支耳10，梁体支耳10位于两耳板4之间，在梁体支耳10朝所述两耳板方向的面上各布置若干弹簧12，在梁体支耳端部外包一层橡胶13以达到缓冲和减小碰撞力的目的。

具体的，根据桥梁结构抗震或减隔震设计的需要，预先在一定尺寸的钢板上将钢箱结构的各块钢板根据相应尺寸切割好，并在切割好的钢板相应位置处开孔，开孔数量及孔直径可根据桥梁结构的地震响应和挡块抗拔抗压计算分析确定，然后将已开孔的钢板在工厂或施工现场进行焊接成图1所示的钢箱结构6，两耳板4上的钢板焊接也在上述过程中完成，在钢箱结构嵌入段钢板的若干孔穿设钢筋7，盖梁1施工时将已在孔5内穿设钢筋7的钢箱结构6固定于盖梁相应位置处并在钢箱结构6内浇筑混凝土8形成挡块，在两挡块之间的盖梁1的顶面上安装摩擦摆支座3，最后待梁体架设完成后在梁体腹板预埋件上焊接梁体支耳10并将预制弹簧固定于梁体支耳10上，在梁体支耳端部外包一层橡胶13，多功能嵌入式桥梁限位构造也便形成了。本发明结构简单，传力路径明确，施工方便快捷，通过合理的计算分析和有限的实验便可获得较优的方案，进而达到提高整个桥梁结构的抗震性能和降低桥梁结构震后维修加固费用的目的。

在其他具体实施例中，本实施例的梁体支耳和耳板也可以是其他形式，不限于钢板和本实施例中的形状。本发明还可以应用于桥台上。

本实施例的多功能嵌入式桥梁限位构造的应用情况如下：在正常使用荷载和中小地震作用下，桥梁通过摩擦摆支座的往复摆动消耗地震能量，此时该构造的梁体支耳、耳板和挡块斜坡面间均设置有足够的间隙，不会影响梁体位移及变形。

在强竖向地震动作用下，该构造的两耳板上焊接的钢板发挥作用，可以有效限制梁体的过大竖向位移，避免梁间伸缩缝装置和桥面板的破坏。在强水平地震动作用下通过钢箱结构内部灌注形成的挡块有效地限制了梁体过大的横向位移，防止横向落梁的发生，纵桥向通过钢箱结构自带的两耳板进行有效约束，当纵桥向位移过大时两耳板与梁体支耳的弹簧相撞，对该碰撞力起到了很好的缓冲效果，避免了梁间碰撞和落梁的发生。该装置很好地将挡块、梁间防撞装置、防落梁装置的多种功能结合在一起，有效地降低了成本，显著地提高了桥梁结构的抗震性能。

以上所述的仅是本发明的较佳具体实施例。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，无需创造性劳动就可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种多功能嵌入式桥梁限位构造，设置在盖梁与梁体结合部以实现在遇震时二者间的位移限位，盖梁顶面上设置有摩擦摆支座，梁体支撑于摩擦摆支座上，其特征在于：在盖梁两端部各嵌入一裸露段带两耳板、嵌入段开若干孔的钢箱结构；梁体腹板预埋件上连接有一与地平面呈一定角度的钢板形成梁体支耳，梁体支耳置于两耳板之间，梁体支耳与两耳板间设置有若干弹性件。

2.根据权利要求1所述的多功能嵌入式桥梁限位构造，其特征在于：所述钢箱结构由多块钢板焊接形成，在所述嵌入段内的四块钢板上均开一定数量的圆孔。

3.根据权利要求1所述的多功能嵌入式桥梁限位构造，其特征在于：所述钢箱结构嵌入所述盖梁的长度应根据所述挡块的抗拔抗剪计算确定。

4.根据权利要求1所述的多功能嵌入式桥梁限位构造，其特征在于：所述钢筋既可以贯通所述钢箱结构两不相邻的钢板孔，也可以不采用贯通的形式而在所述若干孔内穿设短钢筋。

5.根据权利要求4所述的多功能嵌入式桥梁限位构造，其特征在于：所述钢筋可由所述盖梁配置的钢筋充当。

6.根据权利要求1或2所述的多功能嵌入式桥梁限位构造，其特征在于：所述钢箱结构内部灌注的混凝土与所述盖梁内浇筑混凝土为同一混凝土且一同浇筑施工。

7.根据权利要求1所述的多功能嵌入式桥梁限位构造，其特征在于：所述梁体支耳一定角度应与挡块靠所述梁体侧的斜坡角度相同，所述角度在30°～90°之间。

8.根据权利要求1所述的多功能嵌入式桥梁限位构造，其特征在于：所述两耳板上焊有一连接钢板。

9.根据权利要求1所述的多功能嵌入式桥梁限位构造，其特征在于：所述弹性件为弹簧。