CN108589513A - 一种用于桥梁的减震配重体系及其工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于桥梁的减震配重体系及其工作方法，包括沿顺桥向及横桥向固定于桥梁的箱梁底板的多个凹形的配重底座，所述配重底座上安装配重块结构，所述配重块结构包括由上至下分布的立方体形状的配重块及多个凹形的配重块，所述配重底座及凹形的配重块上设有凹槽，上方的配重块放入其下方配重块的凹槽中，所述凹槽的侧壁上设有缓冲件，最底层的凹形的配重块与配重底座之间、相邻的凹形的配重块之间及最顶层的立方体的配重块与其下方的凹形的配重块之间设有弹性件，本发明的配重体系结构简单，施工方便，有效降低了桥梁结构的抗震需求。

Description

一种用于桥梁的减震配重体系及其工作方法

技术领域

本发明涉及桥梁建造技术领域，具体涉及一种用于桥梁的减震配重体系及其工作方法。

背景技术

近年来，全球范围内地震频发，给灾区人类造成了极大的生命财产损失，大量桥梁结构在地震中受到严重破坏，造成了严重的次生灾害。为改善桥梁结构抗震性能，减隔震技术已逐渐广泛应用于桥梁结构的设计中。目前，在桥梁结构中主要采用减隔震支座、阻尼器等装置进行减隔震设计，但有时为了满足减隔震设计会使上述减震装置参数水平较高，从而导致减隔震装置造价较高。

发明内容

本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种用于桥梁的减震配重体系，充分利用桥梁结构中的配重，将其设计为具有减震功能的结构，使桥梁的配重在地震过程中发挥耗能减震的作用，有效降低了桥梁结构的抗震需求，从而降低减隔震装置的设计参数，甚至取消部分减隔震装置，达到降低造价的目的。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种用于桥梁的减震配重体系，包括沿顺桥向及横桥向固定于桥梁的箱梁底板的多个凹形的配重底座，所述配重底座上安装配重块结构，所述配重块结构包括由上至下分布的立方体形状的配重块及多个凹形的配重块，所述配重底座及凹形的配重块上设有凹槽，上方的配重块放入其下方配重块的凹槽中，所述凹槽的侧壁上设有缓冲件，最底层的凹形的配重块与配重底座之间、相邻的凹形的配重块之间及最顶层的立方体的配重块与其下方的凹形的配重块之间设有弹性件。

进一步的，所述配重底座通过锚固钢筋或剪力钉与桥梁的箱梁底板浇筑为一体。

进一步的，所述缓冲件采用橡胶片。

进一步的，所述弹性件采用橡胶垫及竖向螺旋弹簧，所述橡胶垫支撑的配重块用于削减桥梁的水平地震响应，所述竖向螺旋弹簧支撑的配重块用于削减桥梁的竖直向地震响应和车辆引起的主梁竖向振动响应。

进一步的，所述弹性件采用橡胶垫时，所述橡胶垫设置多个，且对称分布，橡胶垫上方的配重块的侧壁与下方的凹槽侧壁上的缓冲件之间留有水平运动空间。

进一步的，所述弹性件采用竖向螺旋弹簧时，所述竖向螺旋弹簧设置多个，且对称分布，竖向螺旋弹簧上的配重块的侧壁与下方的凹槽侧壁上的缓冲件接触，配重块侧壁与缓冲件之间不留水平运动空间。

本发明还公开了一种用于桥梁的减震配重体系的工作方法：

桥梁正常运营期间，竖向螺旋弹簧支撑的配重块发生竖向振动，吸收结构竖向振动能量，从而减少车辆引起的主梁竖向振动，橡胶垫支撑的配重块不运动，只发挥静力配重作用。

发生地震时，竖向螺旋弹簧支撑的配重块发生竖向振动，吸收竖向地震能量，减少桥梁竖向地震响应，橡胶垫支撑的配重块在地震作用下沿顺桥向和横桥向发生水平振动，吸收水平地震能量，减少配重块所产生的地震力向桥梁的传递，通过配重块自身的水平振动削减桥梁的水平振动。

本发明的有益效果：

1.本发明的用于桥梁的减震配重体系，结构简单、造价低廉，施工方便，采用竖向螺旋弹簧和橡胶垫对配重块进行支承，地震时，配重块可吸收竖向地震能量和水平地震能量，不仅可以减小配重块所产生的地震力向桥梁结构的传递，而且具有吸收地震能量的作用，是常规桥梁抗震手段或桥梁减隔震技术的有效补充，可降低结构的抗震需求和减隔震装置的参数水平，达到降低工程造价的目的。

2.本发明的用于桥梁的减震配重体系，具有竖向螺旋弹簧，桥梁在正常运营期间，具有降低车辆引起的桥面竖向振动的作用。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的限定。

图1为沿顺桥向本发明实施例1结构示意图；

图2为本发明图1中的A向示意图；

图3为本发明实施例1配重底座在桥梁上的分布示意图；

图4为沿顺桥向本发明实施例2结构示意图；

图5为本发明图4中的B向示意图；

其中，1.箱梁底板，2.配重底座，3.中腹板，4.边腹板，5.层三配重块，6.层二配重块，7.层一配重块，8.橡胶片，9.橡胶垫，10.竖向螺旋弹簧。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

为了方便叙述，本发明中如果出现“上”、“下”、“左”“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用,仅仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

正如背景技术所介绍的，目前在桥梁结构中主要采用减隔震支座、阻尼器等装置进行减隔震设计，但有时为了满足减隔震设计会使上述减震装置参数水平较高，从而导致减隔震装置造价较高，针对上述问题，本申请提出了一种用于桥梁的减震配重体系及其工作方法。

本申请的一种典型实施方式实施例1中，如图1-3所示，一种用于桥梁的减震配重体系，包括沿顺桥向及横桥向固定于桥梁的箱梁底板1的多个凹形的配重底座2，所述配重底座固定于桥梁的中腹板3和边腹板4之间，通过锚固钢筋或剪力钉与桥梁的箱梁底板浇筑为一体。

所述配重底座上安装配重块结构，所述配重块结构包括由上至下分布的立方体形状的层三配重块5及凹形的层二配重块6、层一配重块7，所述配重底座及凹形的层二配重块及层一配重块上设有凹槽，层一配重块放入配重底座的凹槽中，层二配重块放入层一配重块的凹槽中，层三配重块放入层二配重块的凹槽中，所述凹槽的侧壁上固定有缓冲件，所述缓冲件采用橡胶片8，所述配重底座与层一配重块之间、层一配重块与二次配重块之间、层二配重块与层三配重块之间设有弹性件。

配重底座的凹槽与层一配重块之间的弹性件采用橡胶垫9或其他具有水平变形能力的弹性支承装置，所述橡胶垫设多个，对称分布，层一配重块的外侧壁与配重底座上凹槽侧壁上的橡胶片之间具有一定距离，留出水平运动空间。

层一配重块的凹槽与层二配重块之间的弹性件采用橡胶垫9或其他具有水平变形能力的弹性支撑装置，所述橡胶垫设多个，对称分布，层二配重块的外侧壁与层一配重块上凹槽侧壁上的橡胶片之间具有一定距离，留出水平运动空间。

所述层二配重块的凹槽与层三配重块之间的弹性件采用竖向螺旋弹簧10，所述竖向螺旋弹簧设置多个，且对称分布，层三配重块外侧壁与层二配重块上凹槽侧壁上的橡胶片接触，层三配重块外侧壁与橡胶片之间不留水平运动空间。

本发明还公开了一种用于桥梁的减震配重体系的工作方法：

桥梁正常运营期间，竖向螺旋弹簧支撑的配重块发生竖向振动，减少车辆引起的桥面竖向振动，橡胶垫支撑的配重块不运动，只发挥静力配重作用。

发生地震时，竖向螺旋弹簧支撑的配重块发生竖向振动，吸收竖向地震能量，减少桥梁竖向地震响应，橡胶垫支撑的配重块在地震作用下沿顺桥向和横桥向发生水平振动，吸收水平地震能量，减少配重块所产生的地震力向桥梁的传递，通过配重块自身的水平振动减小桥梁的水平振动。

使用时，橡胶垫提供的水平刚度，能够使各层的配重块的水平振动频率与桥梁的水平主振频率接近，使配重块更好的吸收水平地震能量。

本申请的另一个实施例2中，如图4-5所示，层二配重块的凹槽与层三配重块之间的弹性件采用橡胶垫，层三配重块与层二配重块凹槽上的橡胶片留出水平运动空间，层一配重块的凹槽与层二配重块之间的弹性件采用竖向螺旋弹簧，层二配重块的外侧壁接触层一配重块凹槽侧壁上的橡胶片，不留水平运动空间，其余结构与实施例1相同。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (7)

1.一种用于桥梁的减震配重体系，其特征在于，包括沿顺桥向及横桥向固定于桥梁的箱梁底板的多个凹形的配重底座，所述配重底座上安装配重块结构，所述配重块结构包括由上至下分布的立方体形状的配重块及多个凹形的配重块，所述配重底座及凹形的配重块上设有凹槽，上方的配重块放入其下方配重块的凹槽中，所述凹槽的侧壁上设有缓冲件，最底层的凹形的配重块与配重底座之间、相邻的凹形的配重块之间及最顶层的立方体的配重块与其下方的凹形的配重块之间设有弹性件。

2.如权利要求1所述的一种用于桥梁的减震配重体系，其特征在于，所述配重底座通过锚固钢筋或剪力钉与桥梁的箱梁底板浇筑为一体。

3.如权利要求1所述的一种用于桥梁的减震配重体系，其特征在于，所述缓冲件采用橡胶片。

4.如权利要求1所述的一种用于桥梁的减震配重体系，其特征在于，所述弹性件采用橡胶垫及竖向螺旋弹簧，所述橡胶垫支撑的配重块用于削减桥梁的水平地震响应，所述竖向螺旋弹簧支撑的配重块用于削减桥梁的竖直向地震响应和车辆引起的主梁竖向振动响应。

5.如权利要求4所述的一种用于桥梁的减震配重体系，其特征在于，所述弹性件采用橡胶垫时，所述橡胶垫设置多个，且对称分布，橡胶垫上方的配重块的侧壁与下方的凹槽侧壁上的缓冲件之间留有水平运动空间。

6.如权利要求4所述的一种用于桥梁的减震配重体系，其特征在于，所述弹性件采用竖向螺旋弹簧时，所述竖向螺旋弹簧设置多个，且对称分布，竖向螺旋弹簧上的配重块的侧壁与下方的凹槽侧壁上的缓冲件接触，配重块侧壁与缓冲件之间不留水平运动空间。

7.一种权利要求1-6任一项所述的用于桥梁的减震配重体系的工作方法，其特征在于：

桥梁正常运营期间，竖向螺旋弹簧支撑的配重块发生竖向振动，减少车辆引起的桥面竖向振动，橡胶垫支撑的配重块不运动，只发挥静力配重作用；

发生地震时，竖向螺旋弹簧支撑的配重块发生竖向振动，吸收竖向地震能量，减少桥梁竖向地震响应，橡胶垫支撑的配重块在地震作用下沿顺桥向和横桥向发生水平振动，吸收水平地震能量，减少配重块所产生的地震力向桥梁的传递，通过配重块自身的水平振动减小桥梁的水平振动。