CN112523065A - 一种高墩桥梁抗震耗能挡块结构 - Google Patents

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高玉峰
舒爽
王景全
陈克坚
曾永平
张煜
李振亚
叶至韬
戴光宇
陈硕
周源
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Abstract

本发明提出一种高墩桥梁抗震耗能挡块结构，包括盖梁和梁体；盖梁上设置有U型安装座，包括底部平台和两个竖直挡块；梁体的下端面连接底部平台的上端面；每个竖直挡块的靠近梁体中心的内侧端面与梁体的同侧侧壁之间设置有第一减震模块；梁体的左右两侧侧壁分别设置有L型悬臂结构，包括水平悬臂和竖直悬臂；水平悬臂的一端与梁体的侧壁固定连接，另一端与竖直悬臂的上端固定连接；每个水平悬臂的下端面与同侧的竖直挡块的上端面之间设置有第二减震模块；每个竖直悬臂的靠近梁体中心的内侧端面与同侧的竖直挡块的外侧端面之间设置有第三减震模块。本发明能够消耗地震能量的作用，还有一定的自复位功能；增强了梁体的平衡性能，防止梁体的倾覆。

Description

一种高墩桥梁抗震耗能挡块结构
技术领域
本发明涉及岩土工程技术领域，具体地说是涉及一种高墩桥梁抗震耗能挡块结构。
背景技术
地震对桥梁的破坏主要是由于地表破坏和桥梁受震破坏引起的。其中桥梁受震破坏是由于地震使桥梁产生水平和竖直振动，造成桥梁构件的损坏和破坏，甚至使桥梁倒坍。地表破坏有地裂、滑坡、塌方、岸坡滑移和砂土液化等现象。地裂会造成桥梁跨度的缩短、伸长或墩台下沉。在陡峻山区或砂性土和软粘土河岸处，强烈地震引起的塌方、岸坡滑动以及山石滚落，可使桥梁破坏。在浅层的饱和疏松砂土处，地震作用易引起砂土液化，致使桥梁突然下沉或不均匀下沉，甚至使桥梁倾倒。在坡边土岸或古河道处，地震则往往引起岸坡滑移、开裂和崩坍等现象，造成桥梁破坏。
现有的桥梁中在桥墩和梁体之间设置有减震结构，但构造简单，难以适应地震带来的大幅度位移。
发明内容
为解决上述问题，本发明提出一种高墩桥梁抗震耗能挡块结构，消耗地震能量的作用，还有一定的自复位功能；增强了梁体的平衡性能，防止梁体的倾覆。
技术方案：本发明提出一种高墩桥梁抗震耗能挡块结构，包括盖梁和梁体；所述盖梁上设置有U型安装座；所述U型安装座包括固定在盖梁上的底部平台和两个竖直挡块；两个竖直挡块分别固定在底部平台左右两侧；
所述梁体的下端面连接底部平台的上端面；所述梁体的左右两侧侧壁位于两个竖直挡块之间；每个竖直挡块的靠近梁体中心的内侧端面与梁体的同侧侧壁之间设置有第一减震模块；
所述梁体的左右两侧侧壁分别设置有L型悬臂结构；每个所述L型悬臂结构包括水平悬臂和竖直悬臂；所述水平悬臂左右延伸；所述水平悬臂的一端与梁体的侧壁固定连接；所述水平悬臂的另一端与竖直悬臂的上端固定连接；每个所述水平悬臂的下端面与同侧的竖直挡块的上端面之间设置有第二减震模块；每个所述竖直悬臂的靠近梁体中心的内侧端面与同侧的竖直挡块的外侧端面之间设置有第三减震模块。
进一步，所述第一减震模块包括第一弹簧和布置在第一弹簧两端的第一板式垫层；一端的第一板式垫层固定连接竖直挡块的靠近梁体中心的内侧端面；另一端的第一板式垫层固定连接梁体的同侧侧壁。
进一步，所述第一板式垫层由多层橡胶板和多层钢板交替叠加构成；
进一步，所述第三减震模块包括第二弹簧和布置在第二弹簧两端的第二板式垫层；一端的第二板式垫层固定连接竖直悬臂的靠近梁体中心的内侧端面；另一端的第二板式垫层固定连接同侧的竖直挡块的外侧端面。
进一步，所述第二板式垫层由多层橡胶板和多层钢板交替叠加构成。
进一步，所述第二减震模块是橡胶垫层。
进一步，所述梁体的下端面与底部平台的上端面之间设置有减震支座。
有益效果：在遭遇强震时，梁体在地震波的剪切作用下，水平方向易发生较大位移，U型安装座的两个竖直挡块与L型悬臂结构的两个竖直悬臂，通过两组对称布置的第一减震模块和第三减震模块，可产生两组拉力与两组压力，板式垫层可起到消耗地震能量的作用，弹簧的拉伸变形除了耗散地震能量外还起到一定的自复位功能，从而避免落梁事故的发生，达到“小震不坏，中震可修，大震不倒”的目的。
每个所述水平悬臂的下端面与同侧的竖直挡块的上端面之间通过第二减震模块连接，竖直挡块用于支撑梁体，分散了所述梁体的下端面与底部平台的上端面之间的受力，且支撑点距离梁体中心更远，增强了梁体的平衡性能，防止梁体的倾覆。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的竖直挡块处的局部结构示意图；
图3为本发明的第一减震模块的结构示意图。
具体实施方式
本发明提出一种高墩桥梁抗震耗能挡块结构，包括盖梁1和梁体2。
所述盖梁1上设置有U型安装座；所述U型安装座包括固定在盖梁1上的底部平台301和两个竖直挡块302；两个竖直挡块302分别固定在底部平台301左右两侧。
所述梁体2的下端面连接底部平台301的上端面；所述梁体2的下端面与底部平台301的上端面之间设置有减震支座8。
所述梁体2的左右两侧侧壁位于两个竖直挡块302之间；每个竖直挡块302的靠近梁体2中心的内侧端面与梁体2的同侧侧壁之间设置有第一减震模块4。
所述第一减震模块4包括第一弹簧401和布置在第一弹簧401两端的第一板式垫层402；一端的第一板式垫层402固定连接竖直挡块302的靠近梁体2中心的内侧端面；另一端的第一板式垫层402固定连接梁体2的同侧侧壁。所述第一板式垫层402由多层橡胶板和多层钢板交替叠加构成。橡胶板之间的钢板起到加劲层的作用，可防止橡胶板侧向膨胀，显著提高垫层的强度和刚度。弹簧焊接在复合板式垫层上，通过弹簧的拉伸变形，消耗地震能量，减小地震时的残余位移，达到自复位的效果。
所述梁体2的左右两侧侧壁分别设置有L型悬臂结构；每个所述L型悬臂结构包括水平悬臂501和竖直悬臂502；所述水平悬臂501左右延伸；所述水平悬臂501的一端与梁体2的侧壁固定连接；所述水平悬臂501的另一端与竖直悬臂502的上端固定连接；每个所述水平悬臂501的下端面与同侧的竖直挡块302的上端面之间设置有第二减震模块6；所述第二减震模块6是橡胶垫层。
每个所述竖直悬臂502的靠近梁体2中心的内侧端面与同侧的竖直挡块302的外侧端面之间设置有第三减震模块7。
所述第三减震模块7包括第二弹簧和布置在第二弹簧两端的第二板式垫层；一端的第二板式垫层固定连接竖直悬臂502的靠近梁体2中心的内侧端面；另一端的第二板式垫层固定连接同侧的竖直挡块302的外侧端面。所述第二板式垫层由多层橡胶板和多层钢板交替叠加构成。橡胶板之间的钢板起到加劲层的作用，可防止橡胶板侧向膨胀，显著提高垫层的强度和刚度。弹簧焊接在复合板式垫层上，通过弹簧的拉伸变形，消耗地震能量，减小地震时的残余位移，达到自复位的效果。
在遭遇强震时，梁体在地震波的剪切作用下，水平方向易发生较大位移，U型安装座的两个竖直挡块302与L型悬臂结构的两个竖直悬臂502，通过两组对称布置的第一减震模块4和第三减震模块7，可产生两组拉力与两组压力，板式垫层可起到消耗地震能量的作用，弹簧的拉伸变形除了耗散地震能量外还起到一定的自复位功能，从而避免落梁事故的发生，达到“小震不坏，中震可修，大震不倒”的目的。
每个所述水平悬臂501的下端面与同侧的竖直挡块302的上端面之间通过第二减震模块6连接，竖直挡块302用于支撑梁体2，分散了所述梁体2的下端面与底部平台301的上端面之间的受力，且支撑点距离梁体2中心更远，增强了梁体2的平衡性能，防止梁体2的倾覆。

Claims (7)

1.一种高墩桥梁抗震耗能挡块结构，包括盖梁（1）和梁体（2）；其特征在于：所述盖梁（1）上设置有U型安装座；所述U型安装座包括固定在盖梁（1）上的底部平台（301）和两个竖直挡块（302）；两个竖直挡块（302）分别固定在底部平台（301）左右两侧；
所述梁体（2）的下端面连接底部平台（301）的上端面；所述梁体（2）的左右两侧侧壁位于两个竖直挡块（302）之间；每个竖直挡块（302）的靠近梁体（2）中心的内侧端面与梁体（2）的同侧侧壁之间设置有第一减震模块（4）；
所述梁体（2）的左右两侧侧壁分别设置有L型悬臂结构；每个所述L型悬臂结构包括水平悬臂（501）和竖直悬臂（502）；所述水平悬臂（501）左右延伸；所述水平悬臂（501）的一端与梁体（2）的侧壁固定连接；所述水平悬臂（501）的另一端与竖直悬臂（502）的上端固定连接；每个所述水平悬臂（501）的下端面与同侧的竖直挡块（302）的上端面之间设置有第二减震模块（6）；每个所述竖直悬臂（502）的靠近梁体（2）中心的内侧端面与同侧的竖直挡块（302）的外侧端面之间设置有第三减震模块（7）。
2.根据权利要求1所述的高墩桥梁抗震耗能挡块结构，其特征在于：所述第一减震模块（4）包括第一弹簧（401）和布置在第一弹簧（401）两端的第一板式垫层（402）；一端的第一板式垫层（402）固定连接竖直挡块（302）的靠近梁体（2）中心的内侧端面；另一端的第一板式垫层（402）固定连接梁体（2）的同侧侧壁。
3.根据权利要求2所述的高墩桥梁抗震耗能挡块结构，其特征在于：所述第一板式垫层（402）由多层橡胶板和多层钢板交替叠加构成。
4.根据权利要求1-3任意一项所述的高墩桥梁抗震耗能挡块结构，其特征在于：所述第三减震模块（7）包括第二弹簧和布置在第二弹簧两端的第二板式垫层；一端的第二板式垫层固定连接竖直悬臂（502）的靠近梁体（2）中心的内侧端面；另一端的第二板式垫层固定连接同侧的竖直挡块（302）的外侧端面。
5.根据权利要求4所述的高墩桥梁抗震耗能挡块结构，其特征在于：所述第二板式垫层由多层橡胶板和多层钢板交替叠加构成。
6.根据权利要求5所述的高墩桥梁抗震耗能挡块结构，其特征在于：所述第二减震模块（6）是橡胶垫层。
7.根据权利要求6所述的高墩桥梁抗震耗能挡块结构，其特征在于：所述梁体（2）的下端面与底部平台（301）的上端面之间设置有减震支座（8）。
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