CN203782546U - 空心高墩自减震装置 - Google Patents

Abstract

空心高墩自减震装置，以有效减小柔性桥墩（塔）结构在地震荷载作用下的振动，保证桥梁结构安全，以及有效减小结构在风、海浪、列车制动力等荷载作用下的振动。它包括具有墩内空腔的墩身（10），所述墩内空腔内设置有附加质量块（20），附加质量块（20）通过支座（22）安装于支撑平台（11）上，附加质量块（20）的侧面通过弹性构件（21）与对应的墩内空腔腔壁相连接。

Description

空心高墩自减震装置

技术领域

本实用新型涉及桥梁，特别涉及一种用于控制或减少柔性空心高墩或高塔的振动的自减震装置。

背景技术

近几十年来，随着全国乃至世界各地范围内的地震频繁发生，作为交通基础设施之一的桥梁结构遭到了不同程度的破坏，一些桥梁地段列车需限速运行，甚至中断行车，给抗震救灾、设备运输带来了极大的困难，直接或间接造成了较大的生命财产损失。

传统的桥梁抗震设计理念以抗为主：地震力由地基直接传到结构目前桥梁减震措施，依靠增加结构的刚度、强度的方法来抵抗地震力的作用。而一味地采用这种硬碰硬的方式，付出的代价较大，且增加结构的刚度强度也势必会加大结构的地震响应。随着人们对地震认识的深入，结构控制技术成为工程抗震研究的重点。其中，在桥梁结构上应用较为广泛的是减隔震技术。减隔震技术是利用减隔震装置延长结构的周期，消耗地震输入能量，从而降低结构地震响应。

目前常用的减震装置有粘滞阻尼器、速度锁定器、粘弹性阻尼器、软钢阻尼器、摩擦阻尼器等。在桥梁结构上，应用最为广泛的减振装置主要是速度锁定器和粘滞阻尼器。这两种装置均设置在梁部和墩身之间，通过销轴将梁底与桥墩侧面或顶面连接在一起，实现桥梁的纵向或横向抗震。其中，速度锁定器是一种类似速度开关的限位装置，常用于简支或连续梁。在温度和制动力荷载下可自由变形，但在地震或风荷载下，便会自动锁定，使得结构由正常状况下的一个固定墩变成两个或更多的固定墩，将上部结构的荷载有效的分布到多个墩子上去，使得结构的受力更均匀。对于大跨特殊桥梁结构，较为常用的耗能减震装置是粘滞阻尼器。当地震发生时，粘滞阻尼器可以产生较大的阻尼，很大程度的消耗地震传来的能量，使得桥梁结构避免出现过大的变形，同时使得结构的速度、加速度、位移等动力反应迅速减少，从而最大程度的减少了结构的破坏，确保结构在大地震中能够正常使用。但由于粘滞阻尼器制造较为复杂，造价偏高。同时，由于自身没有刚度，在较大地震荷载下，容易下出现不能自动复位的现象。且伴随着使用时间的推移，容易发生液体泄漏，这些情况严重影响了粘滞阻尼器的使用寿命，为桥梁结构的安全埋下了隐患。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种空心高墩自减震装置，以有效减小柔性桥墩（塔）结构在地震荷载作用下的振动，保证桥梁结构安全，以及有效减小结构在风、海浪、列车制动力等荷载作用下的振动。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案如下：

本实用新型的空心高墩自减震装置，包括具有墩内空腔的墩身，其特征是：所述墩内空腔内设置有附加质量块，附加质量块通过支座安装于支撑平台上，附加质量块的侧面通过弹性构件与对应的墩内空腔腔壁相连接。

本实用新型的有益效果是，既能有效减小柔性桥墩（塔）结构在地震荷载作用下的振动，保证桥梁结构安全，又能有效减小结构在风、海浪、列车制动力等荷载作用下的振动；构造简单，一次性安装无须维修或更换的优点，能有效地节省桥梁工程造价。

附图说明

本说明书包括如下两幅附图：

图1是本实用新型空心高墩自减震装置的顺桥向立面图；

图2是本实用新型空心高墩自减震装置的横桥向立面图；

图中示出构件位名称及所对应的标记：墩身10、支撑平台11、附加质量块20、弹性构件21、支座22。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

参照图1和图2，本实用新型的空心高墩自减震装置，包括具有墩内空腔的墩身10，墩内空腔内设置有附加质量块20，附加质量块20通过支座22安装于支撑平台11上，附加质量块20的侧面通过弹性构件21与对应的墩内空腔腔壁相连接。当桥墩（塔）在地震（风）荷载作用下发生振动时，附加质量块20由于惯性力将反作用力作用于主墩（塔）上，从而减小了主墩（塔）的地震响应。

参照图1和图2，所述附加质量块20可以采用混凝土预制构件或者钢质构件。所述支撑平台11为墩内横隔板或者与墩体固定连接的钢支架平台。弹性构件21通常采用弹簧。

对于柔性墩塔，在考虑不影响结构功能和内部维修检查的条件下，通过增加墩内横隔板或钢支架平台将附加质量块20尽量设置于墩塔顶。在附加质量块20位置确定后，通过调整其与主墩（塔）的质量比、频率比、阻尼比等参数，使结构吸收较多的能量，从而达到较好的减震效果。在实际工程应用中，可根据实际需要，选择在纵向或横向设置弹性构件21来抵消纵向或横向的地震响应。

以上所述只是用图解说明本实用新型空心高墩自减震装置的一些原理,并非是要将本实用新型局限在所示和所述的具体结构和适用范围内，故凡是所有可能被利用的相应修改以及等同物，均属于本实用新型所申请的专利范围。

Claims (3)

1.空心高墩自减震装置，包括具有墩内空腔的墩身（10），其特征是：所述墩内空腔内设置有附加质量块（20），附加质量块（20）通过支座（22）安装于支撑平台（11）上，附加质量块（20）的侧面通过弹性构件（21）与对应的墩内空腔腔壁相连接。

2.如权利要求1所述的空心高墩自减震装置，其特征是：所述附加质量块（20）为混凝土预制构件或者钢质构件。

3.如权利要求1所述的空心高墩自减震装置，其特征是：所述支撑平台（11）为墩内横隔板或者与墩体固定连接的钢支架平台。