CN203320395U - 适用于桥梁结构具有限位能力的x形金属减震装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种适用于桥梁结构具有限位能力的X形金属减震装置，即本装置包括上顶板、下底板、至少三片高强软钢板和若干钢索，上顶板和下底板分别与桥梁主梁底面和桥墩顶面锚固连接，至少三片高强软钢板间隔垂直均布于上顶板与下底板之间，每片高强软钢板顶端连接上顶板、底端连接下底板，上顶板和下底板在相邻X形高强软钢板之间分别均布开有若干索孔，若干钢索两端分别穿入上顶板和下底板的若干索孔并通过若干定位帽固定。本装置克服了传统金属型阻尼器缺陷，其不影响桥梁结构正常使用，在地震作用下能通过滞回耗能减小桥梁结构的地震反应，同时具有对桥梁结构的限位能力，避免出现落梁等震害。

Description

适用于桥梁结构具有限位能力的X形金属减震装置

技术领域

本实用新型涉及一种适用于桥梁结构具有限位能力的X形金属减震装置。

背景技术

桥梁作为交通生命线工程中的重要组成部分，有着不可替代的作用。近年来全球地震频发，防震减灾形势异常严峻。震区桥梁的破坏不仅直接阻碍了及时救灾行动，使得次生灾害加重，导致生命财产以及间接经济损失巨大，而且给灾后的恢复与重建带来困难。在各类大地震中，桥梁破坏均十分严重，因此对桥梁进行抗震设计显得尤为必要。减隔震技术从被引入到桥梁抗震工程中以来取得了良好的效果，减隔震装置具有足够的柔性，以延长桥梁结构位移周期、减小地震反应，但与此同时，采用减隔震装置的桥梁结构在地震作用下往往会产生较大的位移，可能导致桥梁落梁。由于地震的复杂性和不确定性，这一位移很难准确估计，因此为了防止地震下发生落梁和碰撞震害，就需要设置专门的限位措施，避免桥梁落梁。

目前桥梁上常用的阻尼器包括粘滞液压型、粘弹性型、摩擦型和金属型。其中金属型阻尼器因制作安装方便，成本低廉，滞回稳定性能好而得到广泛的应用。金属型阻尼器利用钢材提前于桥梁结构进入塑性屈服状态，通过其稳定的滞回耗能性能来提供结构的附加阻尼。金属型阻尼器中的X型金属阻尼器沿高度范围内全截面同时屈服，在地震作用下的截面耗能利用率可以达到最大化，但是金属型阻尼器进入塑性后的屈后刚度很小，无法有效地限制桥梁结构位移，容易出现落梁等震害，这对桥梁抗震十分不利。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种适用于桥梁结构具有限位能力的X形金属减震装置，本装置克服了传统金属型阻尼器的缺陷，其不影响桥梁结构的正常使用，在地震作用下能通过滞回耗能减小桥梁结构的地震反应，同时具有桥梁结构的限位能力，避免出现落梁等震害。

为解决上述技术问题，本实用新型适用于桥梁结构具有限位能力的X形金属减震装置包括上顶板、下底板、至少三片高强软钢板和若干钢索，所述上顶板和下底板分别与桥梁主梁底面和桥墩顶面锚固连接，所述至少三片高强软钢板间隔垂直均布于所述上顶板与下底板之间，每片高强软钢板顶端连接所述上顶板、底端连接所述下底板，所述上顶板和下底板在相邻X形高强软钢板之间分别均布开有若干索孔，所述若干钢索两端分别穿入所述上顶板和下底板的若干索孔并通过若干定位帽固定。

进一步，上述上顶板和下底板周边分别间隔开有若干通孔，所述上顶板和下底板分别通过若干锚栓穿入所述若干通孔后固定于所述桥梁主梁底面和桥墩顶面。

进一步，上述下底板预埋于所述桥墩顶面并通过锚栓固定于桥墩上。

进一步，上述至少三片X形高强软钢板的顶端和底端分别通过焊接连接所述上顶板和下底板。

进一步，上述上顶板和下底板分别至少开有三条贯通矩形槽，所述至少三片X形高强软钢板的顶端和底端分别位于所述上顶板和下底板的贯通矩形槽内，所述贯通矩形槽的正反面两侧采用角焊缝焊接。    

由于本实用新型适用于桥梁结构具有限位能力的X形金属减震装置采用了上述技术方案，即本装置包括上顶板、下底板、至少三片高强软钢板和若干钢索，上顶板和下底板分别与桥梁主梁底面和桥墩顶面锚固连接，至少三片高强软钢板间隔垂直均布于上顶板与下底板之间，每片高强软钢板顶端连接上顶板、底端连接下底板，上顶板和下底板在相邻X形高强软钢板之间分别均布开有若干索孔，若干钢索两端分别穿入上顶板和下底板的若干索孔并通过若干定位帽固定。本装置克服了传统金属型阻尼器的缺陷，其不影响桥梁结构的正常使用，在地震作用下能通过滞回耗能减小桥梁结构的地震反应，同时具有桥梁结构的限位能力，避免出现落梁等震害。

附图说明

下面结合附图和实施方式对本实用新型作进一步的详细说明：

图1为本实用新型X形金属减震装置的结构示意图；

图2为图1的侧视图；

图3为本装置中上顶板或下底板的结构示意图；

图4为本装置在桥梁的安装示意图。

具体实施方式

如图1至图4所示，本实用新型适用于桥梁结构具有限位能力的X形金属减震装置包括上顶板1、下底板2、至少三片高强软钢板3和若干钢索4，所述上顶板1和下底板2分别与桥梁主梁6底面和桥墩7顶面，所述至少三片高强软钢板3间隔垂直均布于所述上顶板1与下底板2之间，每片高强软钢板顶端连接所述上顶板1、底端连接所述下底板2，所述上顶板1和下底板2在相邻X形高强软钢板之间分别均布开有若干索孔11、21，所述若干钢索4两端分别穿入所述上顶板1和下底板2的若干索孔11、21并通过若干定位帽5固定。

进一步，上述上顶板1和下底板2周边分别间隔开有若干通孔12、22，所述上顶板1和下底板2分别通过若干锚栓12、23穿入所述若干通孔12、22后固定于所述桥梁主梁6底面和桥墩7顶面。

进一步，上述下底板2预埋于所述桥墩7顶面并通过锚栓固定于桥墩7上。

进一步，上述至少三片X形高强软钢板3的顶端和底端分别通过焊接连接所述上顶板1和下底板2。

进一步，上述上顶板1和下底板2分别至少开有三条贯通矩形槽14、24，所述至少三片X形高强软钢板3的顶端和底端分别位于所述上顶板1和下底板2的贯通矩形槽14、24内，所述贯通矩形槽14、24的正反面两侧采用角焊缝焊接。

本装置安装方便、震后修复快捷，X形高强软钢板采用桥梁上常使用的二级软钢，成本低廉，制作工艺简便，工厂制作现场安装即可。而地震作用后，如果本装置发生破坏，也能够迅速对本装置的基本构件进行更换，为抗震救灾赢得宝贵时间。本装置提供金属阻尼器所需的限位能力，对地震作用下的结构位移起到有效的控制作用，强震作用下本装置超过容许位移时，通过若干钢索拉紧，有效限制桥梁结构上部位移，防止落梁灾害的发生。本装置可利用的滞回耗能能力达到最大化，多片X形高强软钢板作为金属阻尼器的基本构件，在沿高度范围内每个高度截面内的曲率基本保持一致，使整个装置在地震荷载作用下都同时进入塑性状态，从而使材料的屈服耗能利用率达到最大化。

本装置中上顶板1和下底板2均为矩形大尺寸金属板，多片高强软钢板3间隔布置于上顶板1与下底板2之间，高强软钢板3数量和钢索4数量根据可接受的预期地震动输入作用下所允许的地震响应确定，相邻高强软钢板之间的距离必须考虑钢板在反复荷载作用下的受力性能不受残余应力的影响，并沿着提供滞回耗能方向平行布置，相邻高强软钢板之间可根据需要以相同间隔布置多根钢索4，钢索4的刚度、长度和数量根据所需要的恢复力和可允许的最大地震位移确定，钢索4与定位帽5可采用施工设施液压压接连接，上顶板1和下底板2的索孔11、12为外大内小的通孔，定位帽5位于该索孔11、12内连接钢索4，以确保钢索4锚接的牢固可靠，在地震荷载作用下需保证钢索4端头连接不发生破坏，以确保钢索4在地震作用下的正常工作。

如图4所示，本装置可设置于连接桥墩7与桥梁主梁6的滑动支座8外侧，并与滑动支座8配合，兼顾桥梁正常使用功能，满足各类桥梁的抗震需求，滑动支座8可能在地震荷载作用下产生很大的位移，从而无法满足抗震需要，在其一侧设置本装置后，本装置能够提供初始刚度，不仅能满足桥梁正常使用功能下的刚度需求，地震作用下还能通过滞回耗能减少传递到桥梁下部结构的地震力，控制桥墩7与主梁6之间相对位移，避免落梁。本装置具有代替桥梁的横向挡块、限制主梁横向位移的功能，可根据桥墩构造，设置在盖梁或者墩顶横系梁与桥梁主梁之间，不局限于在桥梁的墩梁之间。

Claims (5)

1.一种适用于桥梁结构具有限位能力的X形金属减震装置，其特征在于：本装置包括上顶板、下底板、至少三片X形高强软钢板和若干钢索，所述上顶板和下底板分别与桥梁主梁底面和桥墩顶面锚固连接，所述至少三片高强软钢板间隔垂直均布于所述上顶板与下底板之间，每片高强软钢板顶端连接所述上顶板、底端连接所述下底板，所述上顶板和下底板在相邻X形高强软钢板之间分别均布开有若干索孔，所述若干钢索两端分别穿入所述上顶板和下底板的若干索孔并通过若干定位帽固定。

2.根据权利要求1所述的适用于桥梁结构具有限位能力的X形金属减震装置，其特征在于：所述上顶板和下底板周边分别间隔开有若干通孔，所述上顶板和下底板分别通过若干锚栓穿入所述若干通孔后固定于所述桥梁主梁底面和桥墩顶面。

3.根据权利要求1所述的适用于桥梁结构具有限位能力的X形金属减震装置，其特征在于：所述下底板预埋于所述桥墩顶面并通过锚栓固定于桥墩上。

4.根据权利要求1、2或3所述的适用于桥梁结构具有限位能力的X形金属减震装置，其特征在于：所述至少三片X形高强软钢板的顶端和底端分别通过焊接连接所述上顶板和下底板。

5.根据权利要求4所述的适用于桥梁结构具有限位能力的X形金属减震装置，其特征在于：所述上顶板和下底板分别至少开有三条贯通矩形槽，所述至少三片X形高强软钢板的顶端和底端分别位于所述上顶板和下底板的贯通矩形槽内，所述贯通矩形槽的正反面两侧采用角焊缝焊接。

Images