CN112853953A

CN112853953A - 一种公路桥梁用抗震装置

Info

Publication number: CN112853953A
Application number: CN202110189601.1A
Authority: CN
Inventors: 李典琛; 朱信群
Original assignee: Tianjin Chengjian University
Current assignee: Tianjin Chengjian University
Priority date: 2021-02-19
Filing date: 2021-02-19
Publication date: 2021-05-28

Abstract

本发明公开了一种公路桥梁用抗震装置，包括桥面、阻尼缓震器组、桥面支撑体和底座，桥面支撑体设于底座上，阻尼缓震器组设于桥面和桥面支撑体之间，阻尼缓震器组包括阻尼缓震器一和阻尼缓震器二，阻尼缓震器一和阻尼缓震器二倾斜设置，阻尼缓震器一和阻尼缓震器二上设有加固杆一和加固杆二，加固杆一和加固杆二上端设于桥面底壁上，加固杆一、桥面支撑体由上至下依次包括上钢筋混凝土板层、抗震层和下钢筋混凝土板层，抗震层上表面和下表面均不位于同一水平面上。本发明涉及公路桥梁技术领域，具体是提供了一种可同时实现纵向和横向双重阻尼耗能作用，且对低速荷载与高速荷载都有良好抗震效果的公路桥梁用抗震装置。

Description

一种公路桥梁用抗震装置

技术领域

本发明涉及公路桥梁技术领域，具体是指一种公路桥梁用抗震装置。

背景技术

作为重要交通枢纽的公路桥梁在地震中受到破坏后将严重阻隔通往受灾地区的生命线，影响救灾的及时性，给救灾及灾后重建带来极大的不便。与此同时，随着现在社会经济的不断发展，人们的生活水平也在不断提升，对于生活品质的追求也越来越高，公路桥梁建设也是日常生活中的基础设施，其分布面广，公共性强，适用性和安全性是保证其为人们提供便利的前提条件。我国作为地震多发的国家之一，桥梁的抗震性能就成为桥梁设计中举足轻重的一部分。桥梁是一种架空的人造通道，由上部结构、下部结构和附属结构三部分组成，上部结构包括桥面支撑体和桥面，地震发生时，由于地面产生的强烈加速度，公路桥梁支架系统主要承受横向以及侧向的水平力，为了抵抗水平力，必须设置对应的抗震结构，用于缓冲水平力。

除此之外，在实际工程应用中，公路桥梁往往需要同时考虑低速荷载与高速荷载的抗震。特别是高烈度区的铁路连续公路桥梁，行车制动与地震荷载都容易造成结构破坏，因此，需要提供一种适用于低速荷载与高速荷载都有抗震需求的公路桥梁用抗震装置。

发明内容

针对上述情况，为克服现有技术的缺陷，本发明提供了一种可同时实现纵向和横向双重阻尼耗能作用，且对低速荷载与高速荷载都有良好抗震效果的公路桥梁用抗震装置。

本发明采取的技术方案如下：本发明一种公路桥梁用抗震装置，包括桥面、阻尼缓震器组、桥面支撑体和底座，所述桥面支撑体设于底座上，所述阻尼缓震器组设于桥面和桥面支撑体之间，所述阻尼缓震器组包括阻尼缓震器一和阻尼缓震器二，所述阻尼缓震器一和阻尼缓震器二倾斜设置，所述阻尼缓震器一和阻尼缓震器二与桥面支撑体呈等腰三角形结构设置，所述阻尼缓震器一和阻尼缓震器二上设有加固杆一和加固杆二，所述加固杆一和加固杆二上端设于桥面底壁上，所述加固杆一和加固杆二对称设置，所述加固杆一、阻尼缓震器一和桥面呈等腰三角形结构设置，所述桥面支撑体由上至下依次包括上钢筋混凝土板层、抗震层和下钢筋混凝土板层，所述上钢筋混凝土板层由若干组钢筋混凝土板拼接而成，所述上钢筋混凝土板层的下表面存在高度差，所述下钢筋混凝土板层的上表面存在高度差，所述抗震层设于上钢筋混凝土板层和下钢筋混凝土板层之间，所述抗震层上表面和下表面均不位于同一水平面上，此种结构设置，利用抗震层与上钢筋混凝土板层和下钢筋混凝土板层之间材质的差异引起的摩擦力的差异，以及三者之间凹凸不平的表面而引起的板层之间本身的剪切力来抵抗地震移动载荷，提高了桥面支撑体的抗震性能。

进一步地，所述底座上端设有弧形缓冲件，所述弧形缓冲件包括顶板和侧板，所述顶板设于侧板上方，所述顶板设于桥面支撑体底壁下方，所述侧板设于底座上端且沿底座上表面向两侧延伸，当弧形缓冲件受到桥面支撑体施加的力时，通过侧板均匀分散至底座上。

进一步地，所述底座上端呈倒圆台结构设置，可以增加底座与桥面支撑体之间的支撑面积，提高底座对桥面支撑体的支撑稳定性。

进一步地，所述底座沿桥面支撑体底壁均匀设有若干组，相邻两组底座之间设有槽钢，所述槽钢两端对称设有固定侧壁，所述固定侧壁上设有抗震弹性件，所述抗震弹性件自由端设有抗震球，所述抗震球上端设有抗震杆，所述抗震杆上端设于桥面支撑体底壁下方，当桥面支撑体受到压力时，通过抗震杆挤压抗震球沿槽钢向两侧挤压抗震弹性件，抗震弹性件发生形变，从而提高抗震效果，另外固定侧壁增加了与底座之间的焊接面，从而能够增加槽钢的荷载力，提高抗震能力。

进一步地，所述槽钢纵截面呈凹字形结构设置，增加与固定侧壁的焊接面积。

进一步地，所述阻尼缓震器组沿桥面底壁均匀设有若干组。

采用上述结构本发明取得的有益效果如下：本方案一种公路桥梁用抗震装置通过桥面与桥面支撑体之间设置的阻尼缓震器组满足了一级抗震需求，并利用倾斜设置的阻尼缓震器一、阻尼缓震器二、加固杆一和加固杆二分别与桥面和桥面支撑体配合形成了三组等腰三角形结构，提高了桥面支撑体对于桥面的支撑稳定性，同时，通过表面凹凸不平、错位设置的上钢筋混凝土板层、抗震层和下钢筋混凝土板层相互配合，利用三者之间本身的剪切力来抵抗地震移动载荷，提高了桥面支撑体的抗震性能，进一步地，底座上设置的弧形缓冲件使桥面支撑体受到的力更加均匀的分布到底座上，与可以向两侧形变的抗震球配合，提高了底座的抗震性能，从而实现了纵向和横向双重阻尼耗能作用，且对低速荷载与高速荷载都有良好抗震效果。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明一种公路桥梁用抗震装置的整体结构示意图；

图2为本发明一种公路桥梁用抗震装置弧形缓冲件的结构示意图；

图3为本发明一种公路桥梁用抗震装置槽钢的侧向剖视图。

其中，1、桥面，2、阻尼缓震器组，3、桥面支撑体，4、底座，5、阻尼缓震器一，6、阻尼缓震器二，7、加固杆一，8、加固杆二，9、上钢筋混凝土板层，10、抗震层，11、下钢筋混凝土板层，12、弧形缓冲件，13、顶板，14、侧板，15、槽钢，16、固定侧壁，17、抗震弹性件，18、抗震球，19、抗震杆。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例；基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。

如图1～3所示，本发明一种公路桥梁用抗震装置，包括桥面1、阻尼缓震器组2、桥面支撑体3和底座4，桥面支撑体3设于底座4上，阻尼缓震器组2设于桥面1和桥面支撑体3之间，阻尼缓震器组2包括阻尼缓震器一5和阻尼缓震器二6，阻尼缓震器一5和阻尼缓震器二6倾斜设置，阻尼缓震器一5和阻尼缓震器二6与桥面支撑体3呈等腰三角形结构设置，阻尼缓震器一5和阻尼缓震器二6上设有加固杆一7和加固杆二8，加固杆一7和加固杆二8上端设于桥面1底壁上，加固杆一7和加固杆二8对称设置，加固杆一7、阻尼缓震器一5和桥面1呈等腰三角形结构设置，桥面支撑体3由上至下依次包括上钢筋混凝土板层9、抗震层10和下钢筋混凝土板层11，上钢筋混凝土板层9由若干组钢筋混凝土板拼接而成，上钢筋混凝土板层9的下表面存在高度差，下钢筋混凝土板层11的上表面存在高度差，抗震层10设于上钢筋混凝土板层9和下钢筋混凝土板层11之间，抗震层10上表面和下表面均不位于同一水平面上，此种结构设置，利用抗震层10与上钢筋混凝土板层9和下钢筋混凝土板层11之间材质的差异引起的摩擦力的差异，以及三者之间凹凸不平的表面而引起的板层之间本身的剪切力来抵抗地震移动载荷，提高了桥面支撑体3的抗震性能。

底座4上端设有弧形缓冲件12，弧形缓冲件12包括顶板13和侧板14，顶板13设于侧板14上方，顶板13设于桥面支撑体3底壁下方，侧板14设于底座4上端且沿底座4上表面向两侧延伸，当弧形缓冲件12受到桥面支撑体3施加的力时，通过侧板14均匀分散至底座4上。

底座4上端呈倒圆台结构设置，可以增加底座4与桥面支撑体3之间的支撑面积，提高底座4对桥面支撑体3的支撑稳定性。.

底座4沿桥面支撑体3底壁均匀设有若干组，相邻两组底座4之间设有槽钢15，槽钢15两端对称设有固定侧壁16，固定侧壁16上设有抗震弹性件17，抗震弹性件17自由端设有抗震球18，抗震球18上端设有抗震杆19，抗震杆19上端设于桥面支撑体3底壁下方，当桥面支撑体3受到压力时，通过抗震杆19挤压抗震球18沿槽钢15向两侧挤压抗震弹性件17，抗震弹性件17发生形变，从而提高抗震效果，另外固定侧壁16增加了与底座4之间的焊接面，从而能够增加槽钢15的荷载力，提高抗震能力。

槽钢15纵截面呈凹字形结构设置。

阻尼缓震器组2沿桥面1底壁均匀设有若干组。

具体使用时，桥面1遭遇震动时，首先通过阻尼缓震器实现初级抗震需求，同时，通过表面凹凸不平、错位设置的上钢筋混凝土板层9、抗震层10和下钢筋混凝土板层11相互配合，利用三者之间本身的剪切力来抵抗地震移动载荷，提高了桥面支撑体3的抗震性能，并在底座4上设置的弧形缓冲件12的作用下使桥面支撑体3受到的力更加均匀的分布到底座4上，配合可以向两侧形变的抗震球18，提高了底座4的抗震性能，从而实现了纵向和横向双重阻尼耗能作用，且对低速荷载与高速荷载都有良好抗震效果。

要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物料或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物料或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims

1.一种公路桥梁用抗震装置，其特征在于：包括桥面、阻尼缓震器组、桥面支撑体和底座，所述桥面支撑体设于底座上，所述阻尼缓震器组设于桥面和桥面支撑体之间，所述阻尼缓震器组包括阻尼缓震器一和阻尼缓震器二，所述阻尼缓震器一和阻尼缓震器二倾斜设置，所述阻尼缓震器一和阻尼缓震器二与桥面支撑体呈等腰三角形结构设置，所述阻尼缓震器一和阻尼缓震器二上设有加固杆一和加固杆二，所述加固杆一和加固杆二上端设于桥面底壁上，所述加固杆一和加固杆二对称设置，所述加固杆一、阻尼缓震器一和桥面呈等腰三角形结构设置，所述桥面支撑体由上至下依次包括上钢筋混凝土板层、抗震层和下钢筋混凝土板层，所述上钢筋混凝土板层由若干组钢筋混凝土板拼接而成，所述上钢筋混凝土板层的下表面存在高度差，所述下钢筋混凝土板层的上表面存在高度差，所述抗震层设于上钢筋混凝土板层和下钢筋混凝土板层之间，所述抗震层上表面和下表面均不位于同一水平面上。

2.根据权利要求1所述的一种公路桥梁用抗震装置，其特征在于：所述底座上端设有弧形缓冲件，所述弧形缓冲件包括顶板和侧板，所述顶板设于侧板上方，所述顶板设于桥面支撑体底壁下方，所述侧板设于底座上端且沿底座上表面向两侧延伸。

3.根据权利要求2所述的一种公路桥梁用抗震装置，其特征在于：所述底座沿桥面支撑体底壁均匀设有若干组，相邻两组底座之间设有槽钢，所述槽钢两端对称设有固定侧壁，所述固定侧壁上设有抗震弹性件，所述抗震弹性件自由端设有抗震球，所述抗震球上端设有抗震杆，所述抗震杆上端设于桥面支撑体底壁下方。

4.根据权利要求3所述的一种公路桥梁用抗震装置，其特征在于：所述底座上端呈倒圆台结构设置。

5.根据权利要求3所述的一种公路桥梁用抗震装置，其特征在于：所述槽钢纵截面呈凹字形结构设置。

6.根据权利要求1所述的一种公路桥梁用抗震装置，其特征在于：所述阻尼缓震器组沿桥面底壁均匀设有若干组。