CN106567325A - 一种组合式防落梁及碰撞装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种组合式防落梁及碰撞装置，包括盖梁、板式橡胶支座和桥梁上部结构；板式橡胶支座通过支座垫块固定在盖梁上，并支撑于桥梁上部结构的下方；桥梁上部结构的梁端处设置有多个呈刚性连接的横隔板，且两跨桥梁上部结构相邻梁端处的横隔板一一对应，每组对应的横隔板之间通过耗能构件和拉索连接。本发明能够限制桥梁上部结构的相对变形，减少上部结构发生碰撞，削弱地震能量，防止落梁震害的发生，提高桥梁整体抗震性能水平。
Description
技术领域
本发明涉及桥梁抗震和桥梁减隔震技术领域，具体为一种组合式防落梁及碰撞装置。
背景技术
最近二三十年来，全球发生多次破坏性地震都造成非常惨重的生命和财产损失。桥梁工程在地震中遭到严重的破坏，特别是一些落梁震害，直接切断震区交通生命线，震后救灾工作难以及时开展。特别在一些高烈度地区，桥梁在地震作用下将发生较大的顺桥向位移，当位移超过允许值后将导致上部结构发生碰撞或者落梁震害。
目前针对上部结构梁—梁碰撞和落梁震害解决办法主要是通过加大盖梁的几何尺寸，即增大支承连接部位的支承面宽度。除了加大盖梁几何尺寸外，还有采用其他的约束装置，如采用钢板限位装置，预应力钢棒连接装置等，虽然上述采用的方法可以一定程度上解决主梁碰撞和落梁震害，但取得的效果并不明显，特别在罕遇地震作用下上部结构梁—梁碰撞造成结构损伤很大，并且仍有落梁事故发生。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的在于提供一种能够限制桥梁上部结构的相对变形，减少上部结构发生碰撞，削弱地震能量，防止落梁震害的发生的组合式防落梁及碰撞装置。技术方案如下：
一种组合式防落梁及碰撞装置，其特征在于，包括盖梁、板式橡胶支座和桥梁上部结构；板式橡胶支座通过支座垫块固定在盖梁上，并支撑于桥梁上部结构的下方；桥梁上部结构的梁端处设置有多个呈刚性连接的横隔板，且两跨桥梁上部结构相邻梁端处的横隔板一一对应，每组对应的横隔板之间通过耗能构件和拉索连接。
进一步的，所述耗能构件为耗能弹簧、阻尼器或橡胶垫块。
更进一步的，所述耗能弹簧和拉索穿过预留在横隔板上的孔道并锚固在横隔板上，锚固后对孔道进行注浆封锚。
更进一步的，所述耗能弹簧和拉索间的水平距离为20cm~30cm。
更进一步的，所述耗能构件和拉索呈不受拉且不受压的自由状态。
更进一步的，桥台和主梁之间也设置有通过耗能构件和拉索连接的横隔板。
本发明的有益效果是：
1）本发明可以实现多级抗震设计：当桥梁结构受到中小地震作用时，桥梁上部结构发生顺桥向位移，当相邻跨上部结构主梁同向运动时，设置的耗能弹簧压缩吸收地震能量，阻止桥梁上部结构梁—梁碰撞；当相邻跨上部结构主梁反向运动时，设置的耗能弹簧将伸长吸收地震能量，减少主梁相对位移，进一步降低落梁的风险；当桥梁受到大震作用时，桥梁上部结构顺桥向位移超出弹簧伸长量，拉索发挥作用，将相邻跨上部结构连在一起协同抵抗地震作用，大大降低桥梁上部结构顺桥向位移，阻止了落梁事故的发生；
2）当上部结构在地震作用下产生一定的顺桥向位移时，此时弹簧处于伸长或压缩状态，在余震作用下弹簧可以最大限度的将桥梁上部结构回复到原位；
3）本发明对不同桥型及抗震设防等级桥梁具有较好地适用性，可以通过调整拉索的束数和弹簧的刚度参数满足不同工程抗震的设计需求。
4）本发明还具有施工简单，安装方便，易于被工程技术人员掌握等特点。
附图说明
图1为本发明组合式防落梁及碰撞装置的结构示意图。
图2为图1中A-A处的横向截面示意图。
图中：1-盖梁；2-支座垫块；3-桥梁上部结构；4-板式橡胶支座；5-耗能弹簧；6-拉索；7-横隔板；8-锚具；9-锚垫板；10-孔道。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步详细说明，如图1和图2所示，一种组合式防落梁及碰撞装置，其特征在于，包括盖梁1、板式橡胶支座4和桥梁上部结构3；板式橡胶支座4通过支座垫块2固定在盖梁1上，并支撑于桥梁上部结构3的下方；桥梁上部结构3的梁端处设置有多个呈刚性连接的横隔板7，且两跨桥梁上部结构3相邻梁端处的横隔板7一一对应，每组对应的横隔板7之间通过耗能构件和拉索6连接。
本实施例的耗能构件可以是耗能弹簧6、阻尼器或橡胶垫块。本实施例的弹簧—拉索—横隔板组合防落梁及碰撞装置也可应用于桥台与主梁之间。
本实施例的拉索采用高强度钢绞线，其单束公称直径为15.24 mm，其抗拉强度为1860MPa，本实施例的采用高强度低压缩量且具有耗能功能。
施工时，首先需要对每片横隔板7开凿出两个孔径约15cm孔道10，耗能弹簧和拉索穿过孔道10安装在相邻跨的横隔板上，安装后耗能弹簧和拉索处于自由状态（即不受拉也不受压），弹簧、拉索末端与横隔板通过锚垫板9和锚具8实现固定，安装固定后对孔道10进行注浆封实。
在中小地震作用下，桥梁的上部结构3将发生沿顺桥向的位移，桥梁上部结构在伸缩缝处（支座位置）发生碰撞或落梁震害，由于相邻两跨之间设有耗能弹簧，能够吸收和耗散桥梁上部结构在地震作用下产生的动能，限制了桥梁上部结构顺桥向的移位，避免了桥梁上部结构发生梁—梁碰撞和落梁事故。
在特大地震作用下，桥梁上部结构3位移超出耗能弹簧的变形能力，相邻跨的桥梁上部结构3通过拉索6形成整体，联合抵抗地震作用，减小桥梁上部结构3顺桥性的位移，大大降低了上部结构落梁风险。本装置系统可以解决高烈度地区简支梁桥顺桥向梁—梁碰撞和落梁震害问题，并显著提高该类桥梁整体抗震性能水平。
Claims (6)
1.一种组合式防落梁及碰撞装置，其特征在于，包括盖梁（1）、板式橡胶支座（4）和桥梁上部结构（3）；板式橡胶支座（4）通过支座垫块（2）固定在盖梁（1）上，并支撑于桥梁上部结构（3）的下方；桥梁上部结构（3）的梁端处设置有多个呈刚性连接的横隔板（7），且两跨桥梁上部结构（3）相邻梁端处的横隔板（7）一一对应，每组对应的横隔板（7）之间通过耗能构件和拉索（6）连接。
2.根据权利要求1所述的组合式防落梁及碰撞装置，其特征在于，所述耗能构件为耗能弹簧（5）、阻尼器或橡胶垫块。
3.根据权利要求2所述的组合式防落梁及碰撞装置，其特征在于，所述耗能弹簧（5）和拉索（6）穿过预留在横隔板上（7）的孔道（10）并锚固在横隔板（7）上，锚固后对孔道（10）进行注浆封锚。
4.根据权利要求2所述的组合式防落梁及碰撞装置，其特征在于，所述耗能弹簧（5）和拉索（6）间的水平距离为20cm~30cm。
5.根据权利要求1所述的组合式防落梁及碰撞装置，其特征在于，所述耗能构件和拉索（6）呈不受拉且不受压的自由状态。
6.根据权利要求1所述的组合式防落梁及碰撞装置，其特征在于，桥台和主梁之间也设置有通过耗能构件和拉索（6）连接的横隔板（7）。
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