CN106958191A - 一种耗能性桥梁防震挡块构造及防震方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及桥梁工程领域，尤其涉及到一种耗能性桥梁防震挡块构造及防震方法。包括盖梁和设置在盖梁上的主梁，盖梁的外缘设置有桥梁防震挡块，桥梁防震挡块的内缘与主梁的外缘相抵，桥梁防震挡块包括混凝土块和设置在混凝土块内缘的弹性挡块，弹性挡块的内缘与主梁的外缘相抵。当主梁受到冲击后沿横向撞击桥梁防震挡块时，桥梁防震挡块的弹性挡块发生变形吸收能量进行防震，固定设置在盖梁外缘的桥梁防震挡块的混凝土块对弹性挡块进行限位。

Description

一种耗能性桥梁防震挡块构造及防震方法

【技术领域】

本发明涉及桥梁工程领域，尤其涉及到一种耗能性桥梁防震挡块构造及防震方法。

【背景技术】

抗震设计中，为了防止主梁横向掉落，桥梁的盖梁外缘都设置了防震挡块这一构造措施。但是由于现在挡块与盖梁刚性连接，设置比较随意，地震时挡块常常会由于主梁的冲击发生破坏，并且严重时常常会引起盖梁、台帽的损坏。严重阻碍了震后的快速重建工作。

【发明内容】

为解决现有的桥梁防震挡块在地震发生时常常会发生破坏，并引起盖梁、台帽的损坏，阻碍了震后的恢复工作的开展，本发明的目的在于提供一种耗能性桥梁防震挡块构造及防震方法，能够解决防震挡块容易毁坏的问题，通过对地震能量的耗散，达到保护防震挡块的目的。

本发明的目的通过如下技术方案实现：

一种耗能性桥梁防震挡块构造，包括盖梁和设置在盖梁上的主梁，盖梁的外缘设置有桥梁防震挡块，桥梁防震挡块的内缘与主梁的外缘相抵，桥梁防震挡块包括混凝土块和设置在混凝土块内缘的弹性挡块，弹性挡块的内缘与主梁的外缘相抵。

所述弹性挡块包括锚固钢板和承压钢板，锚固钢板和承压钢板之均匀间设置有若干个减震器，减震器的两端分别与锚固钢板和承压钢板连接，锚固钢板与混凝土块固定连接。

所述减震器包括减震弹簧，减震弹簧的两端通过第一连接座和第二连接座分别与锚固钢板和承压钢板连接。

所述减震弹簧的轴心设置有用于当减震弹簧受压后锁定减震弹簧长度的锁紧装置。

所述锁紧装置包括限位套杆和限位套筒，限位套杆、限位套筒和减震弹簧同轴设置，限位套筒的一端与第二连接座连接，另一端为自由端，限位套杆的一端与第一连接座连接，另一端为自由端且伸入限位套筒的自由端内，限位套杆上设置有限位齿块，限位套筒的筒壁上开设有与限位齿块配合的限位孔，通过限位齿块与限位孔的配合，使得减震弹簧受压后长度锁定为压缩后的长度。

所述限位套杆上对称设置有若干个限位齿块，限位齿块贯穿限位套杆的杆壁设置，其内端设置在限位套杆内并进行限位，外端处于限位套杆的外部，限位套杆的内腔设有限位弹簧一，限位弹簧一的两端分别与沿限位套杆径向对称设置的限位齿块的内端部连接，限位弹簧一用于使限位齿块的外端向外伸出。

所述限位套筒的内腔设置有限位弹簧二，限位弹簧二一端与限位套杆的自由端相抵，另一端与限位套筒内底相抵。

一种耗能性桥梁防震方法，包括如下步骤：

当主梁受到冲击后沿横向撞击桥梁防震挡块时，桥梁防震挡块的弹性挡块发生变形吸收能量进行防震，固定设置在盖梁外缘的桥梁防震挡块的混凝土块对弹性挡块进行限位。

所述弹性挡块包括锚固钢板和承压钢板，锚固钢板和承压钢板之均匀间设置有若干个减震器，减震器的两端分别与锚固钢板和承压钢板连接，锚固钢板与混凝土块固定连接，减震器包括减震弹簧，减震弹簧的两端通过第一连接座和第二连接座分别与锚固钢板和承压钢板连接，减震弹簧的轴心设置有用于当减震弹簧受压后锁定减震弹簧长度的锁紧装置，当弹性挡块发生变形后，锁紧装置将减震弹簧受压后长度锁定为压缩后的长度。

所述锁紧装置包括限位套杆和限位套筒，限位套杆、限位套筒和减震弹簧同轴设置，限位套筒的一端与第二连接座连接，另一端为自由端，限位套杆的一端与第一连接座连接，另一端为自由端且伸入限位套筒的自由端内，限位套杆上设置有限位齿块，限位套筒的筒壁上开设有与限位齿块配合的限位孔，通过限位齿块与限位孔的配合，当弹性挡块发生变形后，限位套杆进一步伸入限位套筒内，同时限位套杆上的限位齿块被限位套筒的筒壁挤压后收缩至限位套杆内，当限位齿块运动至限位孔处时，限位齿块的外端从限位套杆中伸出并贯穿限位孔，通过限位齿块与限位孔能够使限位套杆与限位套筒位置相对固定，进而使减震弹簧受压后长度锁定为压缩后的长度。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：本发明的耗能性桥梁防震挡块构造通过在盖梁的外缘设置有桥梁防震挡块，桥梁防震挡块包括混凝土块和设置在混凝土块内缘的弹性挡块，弹性挡块的内缘与主梁的外缘相抵，因此当主梁受到冲击(如地震引起)后沿横向撞击桥梁防震挡块时，桥梁防震挡块的弹性挡块发生变形进行缓冲以及吸收能量进行防震，达到保护防震挡块的目的。

进一步的，弹性挡块包括锚固钢板和承压钢板，锚固钢板和承压钢板之均匀间设置有若干个减震器，减震器的两端分别与锚固钢板和承压钢板连接，锚固钢板与混凝土块固定连接，通过承压钢板能够在地震时，将主梁撞击力均匀传给减振器，将能量极大耗散掉，既起到缓冲吸能的作用，有保证了整个结构的完整性。

进一步的，减震弹簧的轴心设置有用于当减震弹簧受压后锁定减震弹簧长度的锁紧装置，因此当弹性挡块发生变形后，锁紧装置将减震弹簧受压后长度锁定为压缩后的长度，因此使减震弹簧在受压后不会再向外释放弹性势能，混凝土块就不会因为减震弹簧的回复力侧向受压而发生破坏。

进一步的，限位套筒的内腔设置有限位弹簧二，限位弹簧二一端与限位套杆的自由端相抵，另一端与限位套筒内底相抵，通过限位弹簧二能够使限位套杆自由端的端部始终处于限位套筒的中间，避免了限位套杆对限位套筒内壁的挤压破坏，从而保证了弹性挡块工作时的稳定性。

本发明的耗能性桥梁防震挡块构造，通过在传统的防震挡块与桥梁主梁之间设置了高阻尼弹簧减振器，通过限位套筒上的限位孔与限位齿块将地震时主梁传来的地震能量耗散，并使能量储存在高阻尼弹簧减振器中从而保护了防震挡块，保护了盖梁、台帽。

【附图说明】

图1是本发明的耗能性桥梁防震挡块构造作用位置示意图；

图2是本发明桥梁防震挡块正剖面图；

图3是本发明桥梁防震挡块侧视剖面图；

图4是本发明减震器的结构示意图；

图5是本发明的锁定装置的结构示意图。

其中，1-桥梁防震挡块，2-混凝土块，3-减振器，4-承压钢板，5-锚固钢板，6-锚固螺栓，7-橡胶板，8-限位套杆，9-限位弹簧一，10-限位弹簧二，11-限位齿块，12-限位孔，13-限位套筒，14-盖梁，15-主梁，16-第一连接座，16-1第二连接座，17-减震弹簧。

【具体实施方式】

下面结合附图来对本发明作进一步的说明。

如图1-图5所示，本发明的耗能性桥梁防震挡块构造，包括盖梁14和设置在盖梁14上的主梁15，盖梁14的外缘设置有桥梁防震挡块1，桥梁防震挡块1的内缘与主梁15的外缘相抵，桥梁防震挡块1包括混凝土块2和设置在混凝土块2内缘的弹性挡块，弹性挡块的内缘与主梁15的外缘相抵，混凝土块2是传统的桥梁防震挡块，具有传统的桥梁防震挡块功能，防止地震时主梁发生落梁震害。

如图2-图5所示，弹性挡块包括锚固钢板5和承压钢板4，锚固钢板5和承压钢板4之均匀间设置有若干个减震器3，减震器3的两端分别与锚固钢板5和承压钢板4连接，锚固钢板5与混凝土块2固定连接；减震器3包括减震弹簧17，减震弹簧17的两端通过第一连接座16和第二连接座16-1分别与锚固钢板5和承压钢板4连接；

减震弹簧17的轴心设置有用于当减震弹簧17受压后锁定减震弹簧17长度的锁紧装置；锁紧装置包括限位套杆8和限位套筒13，限位套杆8、限位套筒13和减震弹簧17同轴设置，限位套筒13的一端与第二连接座16-1连接，另一端为自由端，限位套杆8的一端与第一连接座16连接，另一端为自由端且伸入限位套筒13的自由端内，限位套杆8上设置有限位齿块11，限位套筒13的筒壁上开设有与限位齿块11配合的限位孔12，通过限位齿块11与限位孔12的配合，使得减震弹簧17受压后长度锁定为压缩后的长度，限位套筒13的内腔设置有限位弹簧二10，限位弹簧二10一端与限位套杆8的自由端相抵，另一端与限位套筒13内底相抵；

限位套杆8上对称设置有若干个限位齿块11，限位齿块11贯穿限位套杆8的杆壁设置，其内端设置在限位套杆8内并进行限位，外端处于限位套杆8的外部，限位套杆8的内腔设有限位弹簧一9，限位弹簧一9的两端分别与沿限位套杆8径向对称设置的限位齿块11的内端部连接，限位弹簧一用于使限位齿块11的外端向外伸出。

如图2和图3所示，锚固钢板5和承压钢板4之间沿周向设置有橡胶板7，橡胶板7起到一个密闭作用，避免防震挡块的毁坏，同时通过其变形能力，更好的配合减振器3的耗能作用。

如图4和图5所示，限位套杆8沿其长度方向能够设置多组限位齿块11，限位套筒13沿其长度方向对应设置多组限位孔12，当限位套杆8插入限位套筒13后，通过多组限位齿块11和限位孔12的综合配合作用能够对减震弹簧施加较大且稳定的拉紧力，使得减震弹簧压缩后的长度能够稳定地锁定为压缩后的长度。

限位齿块11处于限位套杆8外部的端部朝向限位套筒13的一侧设置为倾斜面，以便于限位套杆8插入限位套筒13时，限位套筒13的筒壁与限位齿块接触后限位齿块能够灵活地缩回限位套杆内，进而使限位套杆能够顺利插入限位套筒内；限位齿块11处于限位套杆8外部的端部背向限位套筒13的一侧设置为平面，当限位套杆8和限位套筒13由于减震弹簧的回复力产生远离的趋势，该平面部分能够卡在限位孔处，使得限位齿块无法缩回至限位套杆内，进而使得限位套杆8无法从限位套筒13内向外运动，从而保证了减震弹簧压缩后的长度能够稳定地锁定为压缩后的长度。

限位套筒13的自由端内端口设置有倒角，因此能够保证限位齿块11与限位套筒的端口接触时，顺利地缩回至限位套杆内，防止限位齿块被卡住而无法顺利缩回。

减振器3为高阻尼弹簧减振器具有低频率，阻尼大优点，能极大耗散地震能量，并且具有安装更换方便，使用安全可靠，工作寿命长，对工作环境适应性强等特点；

承压钢板4具有较大刚度，可以在地震时，将主梁撞击力均匀传给减振器3，将能量极大耗散掉；

锚固钢板5更好的将减振器3与混凝土块2锚固在一起；

限位弹簧一9可以将限位齿块11弹出并与限位孔12的配合使用，起到将地震能量锁定在高阻尼弹簧减震器中的作用；

使用时，地震带来的冲击力使主梁15沿着横向撞击桥梁防震挡块1，当主梁15撞击到承压钢板4时，将引起减振器3的压缩，使限位套筒13发生移动并撞击到限位齿块11，使限位齿块11收缩，当限位孔12运动到限位齿块11的位置时，限位齿块11伸出，插入到限位孔12中，实现地震能量的锁定，从而避免了地震冲击力对混凝土块2的破坏，从而保护了桥梁防震挡块，避免其发生破坏，同时保护了盖梁14，并防止了主梁15发生落梁病害。

本发明的有益效果：

本防震挡块构造利用高阻尼弹簧减振器，将地震能量耗散并储存起来，避免了地震力对防震挡块的损坏，避免了桥梁主梁落梁，保护了桥梁的安全。大大简化了桥梁的震后修复工作，为抢救生命和财产提高了效率，同时减小了维修桥梁的经济的代价。

Claims (10)

1.一种耗能性桥梁防震挡块构造，其特征在于，包括盖梁(14)和设置在盖梁(14)上的主梁(15)，盖梁(14)的外缘设置有桥梁防震挡块(1)，桥梁防震挡块(1)的内缘与主梁(15)的外缘相抵，桥梁防震挡块(1)包括混凝土块(2)和设置在混凝土块(2)内缘的弹性挡块，弹性挡块的内缘与主梁(15)的外缘相抵。

2.根据权利要求1所述的一种耗能性桥梁防震挡块构造，其特征在于，所述弹性挡块包括锚固钢板(5)和承压钢板(4)，锚固钢板(5)和承压钢板(4)之均匀间设置有若干个减震器(3)，减震器(3)的两端分别与锚固钢板(5)和承压钢板(4)连接，锚固钢板(5)与混凝土块(2)固定连接。

3.根据权利要求2所述的一种耗能性桥梁防震挡块构造，其特征在于，所述减震器(3)包括减震弹簧(17)，减震弹簧(17)的两端通过第一连接座(16)和第二连接座(16-1)分别与锚固钢板(5)和承压钢板(4)连接。

4.根据权利要求3所述的一种耗能性桥梁防震挡块构造，其特征在于，所述减震弹簧(17)的轴心设置有用于当减震弹簧(17)受压后锁定减震弹簧(17)长度的锁紧装置。

5.根据权利要求4所述的一种耗能性桥梁防震挡块构造，其特征在于，所述锁紧装置包括限位套杆(8)和限位套筒(13)，限位套杆(8)、限位套筒(13)和减震弹簧(17)同轴设置，限位套筒(13)的一端与第二连接座(16-1)连接，另一端为自由端，限位套杆(8)的一端与第一连接座(16)连接，另一端为自由端且伸入限位套筒(13)的自由端内，限位套杆(8)上设置有限位齿块(11)，限位套筒(13)的筒壁上开设有与限位齿块(11)配合的限位孔(12)，通过限位齿块(11)与限位孔(12)的配合，使得减震弹簧(17)受压后长度锁定为压缩后的长度。

6.根据权利要求5所述的一种耗能性桥梁防震挡块构造，其特征在于，所述限位套杆(8)上对称设置有若干个限位齿块(11)，限位齿块(11)贯穿限位套杆(8)的杆壁设置，其内端设置在限位套杆(8)内并进行限位，外端处于限位套杆(8)的外部，限位套杆(8)的内腔设有限位弹簧一(9)，限位弹簧一(9)的两端分别与沿限位套杆(8)径向对称设置的限位齿块(11)的内端部连接，限位弹簧一用于使限位齿块(11)的外端向外伸出。

7.根据权利要求5所述的一种耗能性桥梁防震挡块构造，其特征在于，所述限位套筒(13)的内腔设置有限位弹簧二(10)，限位弹簧二(10)一端与限位套杆(8)的自由端相抵，另一端与限位套筒(13)内底相抵。

8.一种耗能性桥梁防震方法，其特征在于，包括如下步骤：

当主梁(15)受到冲击后沿横向撞击桥梁防震挡块(1)时，桥梁防震挡块(1)的弹性挡块发生变形吸收能量进行防震，固定设置在盖梁(14)外缘的桥梁防震挡块(1)的混凝土块(2)对弹性挡块进行限位。

9.根据权利要求8所述的一种耗能性桥梁防震方法，其特征在于，所述弹性挡块包括锚固钢板(5)和承压钢板(4)，锚固钢板(5)和承压钢板(4)之均匀间设置有若干个减震器(3)，减震器(3)的两端分别与锚固钢板(5)和承压钢板(4)连接，锚固钢板(5)与混凝土块(2)固定连接，减震器(3)包括减震弹簧(17)，减震弹簧(17)的两端通过第一连接座(16)和第二连接座(16-1)分别与锚固钢板(5)和承压钢板(4)连接，减震弹簧(17)的轴心设置有用于当减震弹簧(17)受压后锁定减震弹簧(17)长度的锁紧装置，当弹性挡块发生变形后，锁紧装置将减震弹簧(17)受压后长度锁定为压缩后的长度。

10.根据权利要求9所述的一种耗能性桥梁防震方法，其特征在于，所述锁紧装置包括限位套杆(8)和限位套筒(13)，限位套杆(8)、限位套筒(13)和减震弹簧(17)同轴设置，限位套筒(13)的一端与第二连接座(16-1)连接，另一端为自由端，限位套杆(8)的一端与第一连接座(16)连接，另一端为自由端且伸入限位套筒(13)的自由端内，限位套杆(8)上设置有限位齿块(11)，限位套筒(13)的筒壁上开设有与限位齿块(11)配合的限位孔(12)，通过限位齿块(11)与限位孔(12)的配合，当弹性挡块发生变形后，限位套杆(8)进一步伸入限位套筒(13)内，同时限位套杆(8)上的限位齿块(11)被限位套筒(13)的筒壁挤压后收缩至限位套杆(8)内，当限位齿块(11)运动至限位孔(12)处时，限位齿块(11)的外端从限位套杆(8)中伸出并贯穿限位孔(12)，通过限位齿块(11)与限位孔(12)能够使限位套杆(8)与限位套筒(13)位置相对固定，进而使减震弹簧(17)受压后长度锁定为压缩后的长度。