CN113152253A - 具有双重保障的简支桥防落梁连接装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种具有双重保障的简支桥防落梁连接装置，包括：预制混凝土箱梁、桥梁伸缩装置、钢筋混凝土盖梁、橡胶支座、固定于预制混凝土箱梁中的防落梁阻尼器、钢索、通过卡位钢板固定的限位阻尼器。左右箱梁中的防落梁缩阻尼器通过钢索连接；下部卡位钢板的卡槽钢板预埋在钢筋混凝土盖梁中，通过卡位钢板与限位阻尼器连接。固定限位阻尼器，架设预制混凝土箱梁，安装防落梁阻尼器并完成混凝土浇筑。本发明解决了现有桥梁连接技术抗震性能差、地震作用后落梁现象发生的问题，具有防落梁阻尼器和限位阻尼器双重安全保障，并且可实现震后的自主复位。
Description
技术领域
本发明涉及桥梁结构技术领域，具体涉及一种具有双重保障的简支桥防落梁连接装置。
背景技术
随着桥梁工程的高速发展，大量的桥梁被建成并投入使用，桥梁工程是火车与公路的必须工程。地震发生后，桥梁工程遭到严重破坏，震区交通生命线被切断，给救灾工作带来巨大困难，致使次生灾害更加严重，从而导致了巨大的经济损失，因而桥梁抗震设防越来越受到人们的重视。
桥梁工程投入巨大，造价高，预制构件现场运输不便，另外我国处于地震高发地带，桥梁的抗震设防除了要满足“小震不坏，中震可修，大震不倒”的规范要求外，还应考虑震后节点处的自复位性和可修复性。
目前我国大部分简支桥的盖梁与预制混凝土箱梁结构上不采用任何连接，一般箱梁直接放置在橡胶座上面，靠简支桥盖梁上挡块来防止发生落梁，这种方式使得桥梁在地震作用下存在落梁风险。地震现场发现，大部分落桥的盖梁混凝土挡块碎裂，部分挡块钢筋被切断，且剧烈撞击还造成了梁体与盖梁混凝土破损，盖梁上挡块不能充分发挥其作用。
在桥梁伸缩缝处，直接将预制混凝土箱梁放置在钢筋混凝土桥墩上的做法存在落梁风险。在桥梁伸缩缝处安装防落梁阻尼器，可有效防止预制箱梁脱落，并在变形拉伸过程中耗散能量。
限位阻尼器由记忆合金材料和弹簧组成，不占用外部空间。其中记忆合金是一种新型功能材料，具有自主复位、耐腐耐磨、耗能能力强、无磁性、无毒性等优点，应用广泛，是优质的减震材料；弹簧可以有效减小震动的冲击力，且价格低廉；因此使用记忆合金材料和弹簧作为限位阻尼器可达到最佳的耗能效果。
发明内容
由于现有技术存在上述不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种具有双重保障的简支桥防落梁连接装置。
为实现上述目的，本发明采用下述方案：
具有双重保障的简支桥防落梁连接装置，包括：预制混凝土箱梁、桥梁伸缩装置、钢筋混凝土盖梁、橡胶支座、固定于预制混凝土箱梁中的防落梁阻尼器、钢索、通过卡位钢板固定的限位阻尼器。其中，左右箱梁中的防落梁缩阻尼器通过钢索连接；下部卡位钢板的卡槽钢板预埋在钢筋混凝土盖梁中，通过卡位钢板与限位阻尼器连接，且预制混凝土箱梁下部预留放置限位阻尼器的凹槽。
与现有技术相比，本发明具有以下优点和效果：
1、本发明对阻尼器的密封效果好，两种阻尼器操作、安装方便，且不占用外部空间。
2、本发明具有双重安全保障，第一重：防落梁阻尼器中记忆合金球发生变形耗散能量，且防落梁记忆合金柱增加梁节点承压能力，保护两梁体不会发生过大错位，内置钢索提供拉力防止两梁发生掉落；第二重：
通过限位阻尼器中的弹簧和记忆合金丝网耗能，震后通过限位阻尼器可实现自主复位。
3、本发明对防落梁阻尼器后浇部分预留了凹凸槽，在安装好防落梁阻尼器后浇筑混凝土，可以有效实现后浇混凝土与预制混凝土箱梁之间的连接，更好的发挥防落梁阻尼器的作用。
4、相比于传统预制混凝土箱梁与盖梁的连接方式，在垂直于预制混凝土箱梁的水平地震力作用下，限位阻尼器可以有效减少挡块碎裂，防止落梁，避免重大安全事故的发生。
5、本发明的防落梁阻尼器中设置薄壁固定套筒来约束防落梁记忆合金柱，增大承压能力，防止防落梁记忆合金柱受压失稳变形，出现过早破坏；(。)防落梁记忆合金柱均采用梅花状布置，充分发挥记忆合金柱的耗能作用，避免材料的浪费。
6、抗压缩阻尼器中设置弹簧约束套筒，可以有效防止弹簧发生变位，最大程度发挥弹簧的减震作用。
7、限位阻尼器安装在卡位钢板上，上部卡位钢板与下部卡位钢板可以沿着箱梁的方向移动，为梁体的温度变形预留足够的空间。
附图说明
图1为具有双重保障的简支桥防落梁连接装置平面示意图；
图2为图1沿1-1剖面图；
图3为防落梁阻尼器平面示意图；
图4为图3沿3-3剖面图；
图5为防落梁阻尼器卡扣示意图；
图6为图1沿2-2剖面图；
图7为限位阻尼器平面示意图
图8为图7沿4-4剖面图；
图9为防落梁阻尼器卡扣钢板三维示意图
图10为上部卡位钢板三维示意图
图11为下部卡位钢板三维示意图
图中：1、预制混凝土左箱梁，2、预制混凝土右箱梁，3、钢筋混凝土盖梁，4、钢筋混凝土挡块，5、橡胶支座，6、桥梁伸缩装置，7、防落梁阻尼器，8、钢索，9、预留凹凸槽，10、卡扣钢板，11、记忆合金球，12、刚性套管，13、卡扣，14、限位阻尼器，15、软钢保护罩，16、弹簧，17、弹簧约束套筒，18、记忆合金丝网，19、上部卡位钢板，20、下部卡位钢板，21、卡槽钢板，22、防落梁记忆合金柱，23、薄壁固定套筒。
具体实施方式
如图1至图11所示，具有双重保障的简支桥防落梁连接装置，包括：分别固定于预制混凝土左箱梁1和预制混凝土右箱梁2的防落梁阻尼器7、钢筋混凝土挡块4、桥梁伸缩装置6、分别固定于钢筋混凝土盖梁3的橡胶支座5和限位阻尼器14；其中，左右箱梁中防落梁阻尼器14通过钢索8连接，限位阻尼器14与上部卡位钢板19焊接，通过下部卡位钢板20与钢筋混凝土盖梁3连接固定。
防落梁阻尼器7，包括：卡扣钢板10、记忆合金球11、刚性套管12、卡扣13、防落梁记忆合金柱22、薄壁固定套筒23；卡扣钢板10，分别预埋在预制混凝土左箱梁1和预制混凝土右箱梁2内，刚性套管12端部与卡扣13固定，卡扣13与卡扣钢板10固定，通过卡扣13连接成整体，钢索8与刚性套管12固定的卡扣13连接；防落梁记忆合金柱22由记忆合金材料编制成圆柱体，五根为一组，按梅花状排列，两端分别焊接于刚性套管12的内壁，防落梁记忆合金柱22外侧安装薄壁固定套筒23，薄壁固定套筒23采用抗压性能较好的钢材，且长度略短于防落梁记忆合金柱22的长度，以免防落梁记忆合金柱22在运输过程中受损；钢索8由多根钢丝按照一定规则捻制而成，在钢索8与刚性套管12、薄壁固定套筒26之间空隙处填充记忆合金球11；在左右箱梁架设完成后，将防落梁阻尼器7分别安装在左右箱梁预留凹凸槽9中并与卡扣钢板10固定，卡扣钢板10预先埋设在左右箱梁中，钢索8两端分别连接在两个防落梁阻尼器7中固定的卡扣13上。
限位阻尼器14，包括：软钢保护罩15、弹簧16、弹簧约束套筒17、记忆合金丝网18、上部卡位钢板19、下部卡位钢板20、卡槽钢板21；弹簧采用SAE6150铬钒钢制作；弹性约束套筒17材质为软钢，长度略短于弹簧16长度，以保证充分发挥弹簧16性能；记忆合金丝网18填充在软钢保护罩15与弹簧约束套筒17之间；在力作用下，弹簧16压缩，减小震动，再通过记忆合金丝网18耗散能量，震动结束后，通过弹簧16的弹力和记忆合金丝网18可实现自主复位。上部卡位钢板19与软钢保护罩15焊接固定，下部卡位钢板20通过卡槽钢板21预埋在钢筋混凝土盖梁3中。
完成限位阻尼器14的安装之后，架设预制混凝土箱梁，在预制凹凸槽9中安装防落梁阻尼器7并完成钢索8的连接，完成安装后浇筑混凝土。
Claims (4)
1.一种具有双重保障的简支桥防落梁连接技术，包括：预制混凝土左右箱梁、桥梁伸缩装置、钢筋混凝土盖梁、橡胶支座、固定于预制混凝土箱梁中的防落梁阻尼器、钢索、通过卡位钢板固定的限位阻尼器。其中，左右箱梁中的防落梁缩阻尼器通过钢索连接；限位阻尼器与上部卡位钢板焊接，通过下部卡位钢板与钢筋混凝土盖梁连接固定
2.根据权利要求1所述的具有双重保障的简支桥防落梁连接技术，其特征在于，防落梁阻尼器，包括：卡扣钢板、记忆合金球、刚性套管、卡扣、防落梁记忆合金柱、薄壁固定套筒；卡扣钢板，分别预埋在预制混凝土箱梁中，刚性套管端部与卡扣固定，卡扣与卡扣钢板固定，通过卡扣连接成整体，钢索与刚性套管固定的卡扣连接；防落梁记忆合金柱由记忆合金材料编制成圆柱体，五根为一组，按梅花状排列，两端分别焊接于刚性套管的内壁，防落梁记忆合金柱外侧安装薄壁固定套筒，薄壁固定套筒采用抗压性能较好的钢材，且长度略短于防落梁记忆合金柱的长度，以免防落梁记忆合金柱在运输过程中受损；钢索由多根钢丝按照一定规则捻制而成，在钢索与刚性套管、薄壁固定套筒之间空隙处填充记忆合金球。在左右箱梁架设完成后，将防落梁阻尼器分别安装在左右箱梁预留凹凸槽中并与卡扣钢板固定，卡扣钢板预先埋设在箱梁中，钢索两端分别连接在两个防落梁阻尼器中固定的卡扣上。
3.根据权利要求1-2所述的具有双重保障的简支桥防落梁连接技术，其特征在于，限位阻尼器，包括：软钢保护罩、弹簧、弹簧约束套筒、记忆合金丝网、上部卡位钢板、下部卡位钢板、卡槽钢板；弹簧采用SAE6150铬钒钢制作；弹性约束套筒，材质为软钢，长度略短于弹簧长度；记忆合金丝网填充在软钢保护罩与弹簧约束套筒之间；上部卡位钢板与软钢保护罩焊接固定，下部卡位钢板通过卡槽钢板预埋在钢筋混凝土盖梁中。
4.根据权利要求1-3所述的具有双重保障的简支桥防落梁连接技术，其特征在于，在完成限位阻尼器的安装之后，架设预制混凝土箱梁，在预制凹凸槽中安装防落梁阻尼器并完成钢索的连接，完成安装后浇筑混凝土。
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