CN208167494U - 适用于斜拉桥、悬索桥的横向减隔震组合装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及桥梁减震技术领域，尤其涉及一种适用于斜拉桥、悬索桥的横向减隔震组合装置。包括主梁、桥塔、桥塔横梁，所述桥塔之间设置桥塔横梁，所述桥塔横梁上方设置主梁，所述主梁和桥塔横梁之间设置双向活动球型钢支座、横向锁定装置和横向金属阻尼器，所述双向活动球型钢支座、横向锁定装置和横向金属阻尼器在顺桥向是共线的。本实用新型采用的双向活动球型钢支座、横向锁定装置和横向金属阻尼器都具有顺桥向活动功能，在正常使用状态下可同时保证主梁顺桥向活动和横桥向固定。地震作用下将地震力缓慢消耗，减小结构地震响应，避免横向地震力直接传递给金属阻尼器而将其冲断，建造成本较低。

Description

适用于斜拉桥、悬索桥的横向减隔震组合装置

技术领域

本实用新型涉及桥梁减震技术领域，尤其涉及一种适用于斜拉桥、悬索桥的横向减隔震组合装置。

背景技术

地震是威胁人类生命财产安全的一大自然灾害，具有突发性和毁灭性的特点。我国处于环太平洋地震带和地中海－喜马拉雅两大地震带之间，地壳极不稳定，是世界上的多震国家之一，自唐山地震以来，我国的抗震防灾减灾工作正日益受到重视。

近年来，我国大跨桥梁建设成就举世瞩目，目前拥有各类斜拉桥、悬索桥三百余座。斜拉桥、悬索桥由于其良好的美观、力学和经济性能，是大跨度桥梁常用桥型。各类大跨度斜拉桥、悬索桥在路网分布中往往属于关键性枢纽工程，一旦地震中发生破坏，极易导致区域交通联系中断，带来很大的直接、间接经济损失，因此其结构地震安全性影响十分重大。为确保结构安全及使用性能良好，斜拉桥、悬索桥的抗震性能研究是工程设计中不容忽视的问题，也是一项富有挑战性的工作。

对于纵桥向，斜拉桥、悬索桥普遍采用飘浮或半漂浮体系，可在塔、梁间设置粘滞阻尼器等减隔震装置控制桥梁地震响应，但是对于横桥向，由于考虑风荷载等静力作用，塔-梁连接处需要采用强大的约束、具备足够的刚度以满足正常使用要求，目前塔梁横向常采用抗风支座形成固定约束体系。刚性的连接会把上部结构的惯性力传到下部结构，可能造成塔、墩、基础等的地震内力响应非常大；当地震作用较小时可以通过增加配筋等方式满足抗震需求，但是当地震作用较强，尤其当桥址为近断层、跨断层等极端强震发生区域，这种体系就很难满足要求。

实用新型内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本实用新型的技术目的在于提供一种提高顺桥向抗震性能、减小结构地震响应、降低建造成本的适用于斜拉桥、悬索桥的横向减隔震组合装置。

为实现上述技术目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种适用于斜拉桥、悬索桥的横向减隔震组合装置，包括主梁、桥塔、桥塔横梁，其所述桥塔之间设置桥塔横梁，所述桥塔横梁上方设置主梁，所述主梁和桥塔横梁之间设置双向活动球型钢支座、横向锁定装置和横向金属阻尼器，所述双向活动球型钢支座、横向锁定装置和横向金属阻尼器在顺桥向是共线的。

上述的一种适用于斜拉桥、悬索桥的横向减隔震组合装置，其所述横向锁定装置包括液压缓冲器本体、固定端钢套筒、活动端钢套筒和熔断环，所述液压缓冲器本体包括缸体和活塞杆，所述缸体与固定端钢套筒焊接，所述活塞杆与活动端钢套筒焊接，所述固定端钢套筒与活动端钢套筒之间采用熔断环连接，所述缸体通过固定端连接组件连接于所述桥塔横梁，所述活塞杆通过活动端连接组件连接于所述主梁。

上述的一种适用于斜拉桥、悬索桥的横向减隔震组合装置，其所述固定端连接组件包括水平放置的固定端双耳叉，所述固定端双耳叉与缸体形成整体，所述固定端双耳叉通过固定端销轴与固定端水平单耳叉连接，所述固定端水平单耳叉焊接于固定端加劲钢板底座，所述固定端加劲钢板底座锚固于所述桥塔横梁。

上述的一种适用于斜拉桥、悬索桥的横向减隔震组合装置，其活动端连接组件包括水平放置的活动端双耳叉，所述活动端双耳叉与活塞杆形成整体，所述活动端双耳叉通过活动端销轴与活动端水平单耳叉连接，所述活动端水平单耳叉焊接于活动端加劲钢板底座，所述活动端加劲钢板底座与主梁进行焊接。

上述的一种适用于斜拉桥、悬索桥的横向减隔震组合装置，其所述横向金属阻尼器包括上顶板和下底板，所述上顶板和下底板分别连接于所述主梁和桥塔横梁，所述上顶板设置两个上顶板挡块，所述上顶板挡块之间设置滑动导棒，若干个E形软钢板沿顺桥方向平行设置于所述上顶板和下底板之间。

上述的一种适用于斜拉桥、悬索桥的横向减隔震组合装置，其所述E形软钢板上侧开设长圆孔，所述滑动导棒置于所述长圆孔内。

上述的一种适用于斜拉桥、悬索桥的横向减隔震组合装置，其所述E形软钢板下侧焊接于所述下底板上。

上述的一种适用于斜拉桥、悬索桥的横向减隔震组合装置，其所述上顶板、上顶板挡块和滑动导棒通过焊接方式连接。

上述的一种适用于斜拉桥、悬索桥的横向减隔震组合装置，其所述桥塔横梁的顶部设置垫石，所述双向活动球型钢支座和横向金属阻尼器置于所述垫石上。

本实用新型的有益效果：

本实用新型采用的双向活动球型钢支座、横向锁定装置和横向金属阻尼器都具有顺桥向活动功能，在正常使用状态下可同时保证主梁顺桥向活动和横桥向固定。地震作用下，横向锁定装置的熔断环熔断，液压缓冲装置发挥作用，将地震力缓慢地传递给横向金属阻尼器，避免横向地震力直接传递给金属阻尼器而将其冲断，横向金属阻尼器屈服耗能，减小结构地震响应，降低下部结构工程造价。本实用新型尤其适用于桥塔处主梁横向受力较大的高烈度区曲线斜拉桥。

附图说明

图1为本实用新型的结构图。

图2为横向锁定装置的结构示意图。

图3为横向金属阻尼器的主视图。

图4为图3的左视图。

具体实施方式

以下将结合附图对本实用新型的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本实用新型的目的、特征和效果。

实施例：

参照图1，本实用新型包括主梁3、桥塔4、桥塔横梁5，所述桥塔4之间设置桥塔横梁5。所述桥塔横梁5的顶部设置垫石7，所述桥塔横梁5上方设置主梁3，双向活动球型钢支座6和横向金属阻尼器2的一端置于所述垫石7上，另一端连接所述主梁3。所述主梁3和桥塔横梁5之间设置横向锁定装置1，所述双向活动球型钢支座6、横向锁定装置1和横向金属阻尼器2在顺桥向是共线的。双向活动球型钢支座6仅对主梁提供竖向支撑，纵桥向及横桥向均可活动。

参照图2，所述横向锁定装置1包括液压缓冲器本体、固定端钢套筒13、活动端钢套筒14、熔断环15等装置组成。所述液压缓冲器本体由缸体11、活塞杆12组成，所述缸体11与固定端钢套筒13焊接，所述活塞杆12与活动端钢套筒14焊接，所述固定端钢套筒13与活动端钢套筒14之间采用熔断环15进行连接。所述缸体11与固定连接件16形成整体，所述固定连接件16为水平放置双耳叉。所述固定连接件16通过固定端销轴110与固定端水平单耳叉18进行连接。所述固定端水平单耳叉18焊接于固定端加劲钢板底座112，所述固定端加劲钢板底座112锚固于桥塔横梁5。所述活塞杆12与活动连接件17形成整体，所述活动连接件17为水平放置双耳叉。所述活动连接件17通过活动端销轴111与活动端水平单耳叉19进行连接。所述活动端水平单耳叉19焊接于活动端加劲钢板底座113，所述活动端加劲钢板底座113与主梁3进行焊接。固定连接件16、活动连接件17水平设计，可视为横向锁定装置在水平面上与主梁及桥塔下横梁铰接，即使在主梁同侧并排设置多个横向锁定装置时，也可适应塔梁之间顺桥向相对位移。

参照图3和图4，所述横向金属阻尼器2包括上顶板21和下底板22，所述上顶板21和下底板22分别连接于所述主梁3和桥塔横梁2，所述上顶板21下底面的两端焊接方式连接两个上顶板挡块23，所述上顶板挡块23之间焊接方式连接滑动导棒25，若干个E形软钢板24沿顺桥方向平行设置于所述上顶板21和下底板22之间。所述E形软钢板24上侧开设长圆孔，所述滑动导棒25置于所述长圆孔内。所述E形软钢板24下侧焊接于所述下底板22上。

在正常使用状态下，横向锁定装置锁死，代替横向抗风支座，对主梁提供横向支撑，保证主梁横向受力安全。横向锁定装置的静力承载能力为熔断环的熔断力，熔断力的大小根据主梁横向受力进行设计，所有锁定装置熔断力之和略大于桥塔处主梁最大横向受力即可。横向金属阻尼器可随塔梁相对纵向位移活动而不发挥作用。

在地震作用下，当锁定装置受力大于熔断环熔断力时，熔断环精确熔断，液压缓冲器发挥作用，随主梁横向位移变形，将地震力缓慢地传递给横向金属阻尼器。普通横向限位装置，如横向固定支座等，在破坏时会产生会不可预计的冲击力，本实用新型所采用的横向锁定装置可避免这种冲击力，保证横向金属阻尼器的安全而不被冲断。横向锁定装置熔断后，E形软钢板横向变形屈服而滞回耗能，起到减小结构地震响应的作用。

本实用新型采用的双向活动球型钢支座、横向锁定装置和横向金属阻尼器都具有顺桥向活动功能，在正常使用状态下可同时保证主梁顺桥向活动和横桥向固定。地震作用下，当横向锁定装置受力超过其承载力以后，熔断环熔断，液压缓冲装置发挥作用，将地震力缓慢地传递给横向金属阻尼器，横向金属阻尼器屈服耗能，减小结构地震响应，避免横向地震力直接传递给金属阻尼器而将其冲断。与常见约束体系相比，采用本实用新型的横向减隔震组合装置以后，不仅可以满足斜拉桥、悬索桥正常使用状态下静力设计要求，同时可以实现地震作用下桥梁横向减隔震要求。经验算，采用本实用新型的横向减隔震组合装置以后，桥塔横向地震响应较塔梁横向固定约束体系可减小15％—30％，大大降低了桥塔塔柱及基础的建造成本。尤其适用于斜拉桥、悬索桥结构，特别是桥塔处主梁横向受力较大的高烈度区曲线斜拉桥。

以上详细描述了本实用新型的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本实用新型的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本实用新型的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (9)

1.一种适用于斜拉桥、悬索桥的横向减隔震组合装置，包括主梁、桥塔、桥塔横梁，其特征在于，所述桥塔之间设置桥塔横梁，所述桥塔横梁上方设置主梁，所述主梁和桥塔横梁之间设置双向活动球型钢支座、横向锁定装置和横向金属阻尼器，所述双向活动球型钢支座、横向锁定装置和横向金属阻尼器在顺桥向是共线的。

2.根据权利要求1所述的一种适用于斜拉桥、悬索桥的横向减隔震组合装置，其特征在于，所述横向锁定装置包括液压缓冲器本体、固定端钢套筒、活动端钢套筒和熔断环，所述液压缓冲器本体包括缸体和活塞杆，所述缸体与固定端钢套筒焊接，所述活塞杆与活动端钢套筒焊接，所述固定端钢套筒与活动端钢套筒之间采用熔断环连接，所述缸体通过固定端连接组件连接于所述桥塔横梁，所述活塞杆通过活动端连接组件连接于所述主梁。

3.根据权利要求2所述的一种适用于斜拉桥、悬索桥的横向减隔震组合装置，其特征在于，所述固定端连接组件包括水平放置的固定端双耳叉，所述固定端双耳叉与缸体形成整体，所述固定端双耳叉通过固定端销轴与固定端水平单耳叉连接，所述固定端水平单耳叉焊接于固定端加劲钢板底座，所述固定端加劲钢板底座锚固于所述桥塔横梁。

4.根据权利要求2所述的一种适用于斜拉桥、悬索桥的横向减隔震组合装置，其特征在于，活动端连接组件包括水平放置的活动端双耳叉，所述活动端双耳叉与活塞杆形成整体，所述活动端双耳叉通过活动端销轴与活动端水平单耳叉连接，所述活动端水平单耳叉焊接于活动端加劲钢板底座，所述活动端加劲钢板底座与主梁进行焊接。

5.根据权利要求1所述的一种适用于斜拉桥、悬索桥的横向减隔震组合装置，其特征在于，所述横向金属阻尼器包括上顶板和下底板，所述上顶板和下底板分别连接于所述主梁和桥塔横梁，所述上顶板设置两个上顶板挡块，所述上顶板挡块之间设置滑动导棒，若干个E形软钢板沿顺桥方向平行设置于所述上顶板和下底板之间。

6.根据权利要求5所述的一种适用于斜拉桥、悬索桥的横向减隔震组合装置，其特征在于，所述E形软钢板上侧开设长圆孔，所述滑动导棒置于所述长圆孔内。

7.根据权利要求5所述的一种适用于斜拉桥、悬索桥的横向减隔震组合装置，其特征在于，所述E形软钢板下侧焊接于所述下底板上。

8.根据权利要求5所述的一种适用于斜拉桥、悬索桥的横向减隔震组合装置，其特征在于，所述上顶板、上顶板挡块和滑动导棒通过焊接方式连接。

9.根据权利要求1所述的一种适用于斜拉桥、悬索桥的横向减隔震组合装置，其特征在于，所述桥塔横梁的顶部设置垫石，所述双向活动球型钢支座和横向金属阻尼器置于所述垫石上。