CN214695117U - 一种屈曲耗能减震模数式伸缩缝 - Google Patents

Abstract

一种屈曲耗能减震模数式伸缩缝，包括支撑位移系统、边梁、中梁、焊接钢板、锚固钢筋等。其特征在于，将传统模数式伸缩缝支撑位移系统中的钢横梁替换为带屈曲约束芯材的横梁，在地震作用下，桥梁联端相对位移引起伸缩缝变形，芯材在拉伸或压缩后屈服起到减震耗能的作用，以此提高伸缩缝的减震耗能作用；通过设置预留间隙与拉索松驰度使伸缩缝在正常使用下的温度变形不受影响；一种减震耗能模数式拉索模数伸缩缝具有优异的抗震性能，起到防止梁体碰撞的作用。

Description

一种屈曲耗能减震模数式伸缩缝

技术领域

本实用新型涉及一种桥梁伸缩缝装置，具体涉及一种具有减震耗能的模数式伸缩缝。

背景技术

随着中国现代化建设的蓬勃发展，大跨度、城市高架桥的建设日益增多。模数伸缩缝由于其具有良好的三维变形能力，大位移和安装方便等优点而被广泛应用于大跨度及城市高架桥中。

传统的伸缩缝作为适应梁间伸缩变形的一种构造设施，不具备减震耗能的能力，在强震作用下，梁端相对位移过大可能导致伸缩缝变形过大，进而产生伸缩缝碰撞、主梁梁端碰撞或落梁等灾害。屈曲约束支撑BRB(Buckling-Restrained Braced)利用软钢屈服后的滞回耗能来减小结构在地震下的响应，在建筑抗震中应用广泛。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种能够有效消耗地震能量、减小梁端伸缩缝位移、防止梁端碰撞的新型模数式伸缩缝。

设计及实现原理：本实用新型在传统模数式伸缩缝的基础上，改进伸缩缝支撑位移系统，将其中钢横梁替换为带屈曲约束芯材的横梁，在地震作用下，桥梁联端相对位移超过运营阶段的允许变形后，芯材在拉伸或压缩后屈服起到屈曲耗能的作用。

本实用新型给出的技术方案:

一种屈曲耗能减震模数式伸缩缝，包括支撑位移系统5，其特征在于，还包括边梁1、中梁2、焊接钢板4、锚固钢筋3、橡胶条6；所述支撑位移系统5 由位移箱5-1、支撑横梁5-2、支撑框5-3、横梁滑动弹簧5-4、滑动弹簧钢垫板 5-5、横梁滑动支承5-6、滑动支承钢垫板5-7、横向挡块5-8、挡块钢垫板5-9、支撑框滑动弹簧5-10、支撑框滑动支承5-11、橡胶垫块5-12、钢垫板5-13、拉索5-14、锁扣5-15组成，其中：

支撑横梁5-2穿过位移箱5-1，其上表面通过横梁滑动弹簧5-4、滑动弹簧钢垫板5-5与位移箱5-1上内壁相连，其下表面通过横梁滑动支承5-6、滑动支承钢垫板5-7与位移箱5-1下内壁相连；支撑横梁5-2一侧与位移箱5-1通过锁扣5-15固接不可滑动，其另一侧可滑动，滑动端通过拉索5-14与焊于位移箱5-1内的钢垫板5-13相连，钢垫板5-13一侧粘有橡胶垫块5-12；

支撑框5-3位于中央，其穿过支撑横梁5-2，其上部通过支撑框滑动支承 5-11与支撑横梁5-2相连，其下部通过支撑框滑动弹簧5-10与支撑横梁5-2相连。

所述支撑横梁5-2外部为矩形钢箱梁5-2-1，内部有芯材5-2-2，芯材5-2-2 表面涂有无粘结可膨胀材料5-2-3，矩形钢箱梁5-2-1与芯材5-2-2间灌注砂浆 5-2-4。

所述支撑横梁5-2固定端焊接钢板5-2-5同时与位于中心的芯材5-2-2以及四周的矩形钢箱梁5-2-1焊接；

所述支撑横梁5-2滑动端焊接钢板5-2-6与芯材5-2-2焊接，在所述滑动端焊接钢板5-2-6一侧表面粘有支撑横梁橡胶垫块5-2-7。

所述芯材5-2-2分为约束非屈服段、约束屈服段、约束非屈服段、无约束非屈服段，其截面形式可为多种，非屈服段所用钢材屈服强度高于约束屈服段钢材。

为保证屈曲耗能减震模数式伸缩缝正常使用下的变形功能，支撑横梁5-2 滑动端支撑横梁橡胶垫块5-2-7与位移箱5-1滑动侧橡胶垫块5-12之间留有一定间隙，拉索5-14有一定的松驰度；为保证屈曲耗能减震模数式伸缩缝地震作用的变形耗能功能，支撑横梁5-2滑动端焊接钢板5-2-6与矩形钢箱梁5-2-1之间有一定间隙。

据此，本实用新型提出的屈曲耗能减震模数式伸缩缝装置，将传统模数式伸缩缝位移支撑系统的钢横梁替换为带屈曲约束芯材的横梁，起到耗能减震的作用。

改进后技术方案表现出的工作机理：地震作用下，支撑横梁5-2内部芯材 5-2-3的约束屈服段变形屈服后滞回耗能，减小伸缩缝在地震下的变形，起到防止梁端碰撞的作用，使伸缩缝具有很好的抗震性能，帮助结构减小地震响应。

本实用新型的优点在于：

1、不影响正常使用下结构对梁端变形的要求，具有优异的抗震性能，当遭遇高烈度地震时，梁间发生相对位移，支撑横梁芯材的约束屈服段钢材变形屈服后滞回耗能，减小横梁在箱体的移动从而控制桥梁结构相对纵向位移，实现力的调整与转移。

2、在遭遇罕遇地震时，支撑横梁与位移箱通过芯材始终相连，能够有效避免由于梁端位移过大而造成的碰撞和落梁震害。

3、本实用新型中，梁端受力明确，便于计算分析，避免了传统伸缩缝的梁端碰撞复杂难以精细化计算的缺点。

附图说明

附图为本实用新型的实施例，其中：

图1屈曲耗能减震模数式伸缩缝安装示意图；

图2屈曲耗能减震模数式伸缩缝结构示意图；

图3图2沿A-A线的横剖图；

图4支撑横梁结构示意图；

图5图4沿B-B线的横剖图；

图中标号：1边梁，2中梁，3锚固钢筋，4焊接钢板，5支撑位移系统， 6橡胶条；

5-1位移箱，5-2支撑横梁，5-3支撑框，5-4横梁滑动弹簧，5-5滑动弹簧钢垫板，5-6横梁滑动支承，5-7滑动支承钢垫板，5-8横向挡块，5-9挡块钢垫板，5-10支撑框滑动弹簧，5-11支撑框滑动支承，5-12橡胶垫块，5-13钢垫板，5-14拉索，5-15锁扣，5-2-1矩形钢箱梁，5-2-2芯材，5-2-3无粘结可膨胀材料，5-2-4砂浆，5-2-5固定端焊接钢板，5-2-6滑动端焊接钢板，5-2-7支撑横梁橡胶垫块

具体实施方式

为了使专利局的审查员尤其是公众能够更加清楚地理解本实用新型的技术实质和有益效果，申请人将在下面以实施例的方式结合附图作详细说明，但是对实施例的描述均不是对本实用新型方案的限制，任何依据本实用新型构思所作出的仅仅为形式上的而非实质性的等效变换都应视为本实用新型的技术方案范畴。

实施例1：

本实施例屈曲耗能减震模数式伸缩缝，将传统模数式伸缩缝支撑位移系统中的钢横梁替换为带屈曲约束芯材的横梁，在地震作用下，桥梁联端相对位移引起伸缩缝变形，芯材在拉伸或压缩后屈服起到减震耗能的作用，以此提高伸缩缝的减震耗能作用，减小梁端相对位移，防止伸缩缝碰撞、主梁碰撞、落梁等灾害。这样，伸缩缝从作为适应梁间伸缩变形的一种构造设施变为一种减震防碰撞的抗震装置。

请见图1、图2、图3、图4、图5，屈曲耗能减震模数式伸缩缝装置，包括支撑位移系统5、边梁1、中梁2、焊接钢板4、锚固钢筋3、橡胶条6等。

其中:

如图2、图3所示，支撑位移系统5由位移箱5-1、支撑横梁5-2、支撑框 5-3、横梁滑动弹簧5-4、滑动弹簧钢垫板5-5、横梁滑动支承5-6、滑动支承钢垫板5-7、横向挡块5-8、挡块钢垫板5-9、支撑框滑动弹簧5-10、支撑框滑动支承5-11、橡胶垫块5-12、钢垫板5-13、拉索5-14、锁扣5-15组成。支撑横梁5-2穿过位移箱5-1，其上表面通过横梁滑动弹簧5-4、滑动弹簧钢垫板5-5 与位移箱5-1相连，其下表面通过横梁滑动支承5-6、滑动支承钢垫板5-7与位移箱5-1相连，支撑横梁一侧与位移箱通过锁扣5-15固接不可滑动，另一侧可滑动，滑动端通过拉索5-14与焊于位移箱5-1内的钢垫板5-13相连，钢垫板 5-13一侧粘有橡胶垫块5-12；支撑框5-3穿过支撑横梁5-2，其上部通过支撑框滑动支承5-11与支撑横梁5-2相连，其下部通过支撑框滑动弹簧5-10与支撑横梁5-2相连；

如图4、图5所示，支撑横梁5-2外部为矩形钢箱梁5-2-1，内部有芯材5-2-2，芯材5-2-2表面涂有无粘结可膨胀材料5-2-3，矩形钢箱梁5-2-1与芯材5-2-2间灌注砂浆5-2-4；支撑横梁5-2固定端焊接钢板5-2-5四周与芯材5-2-2与矩形钢箱梁5-2-1焊接，内部与芯材5-2-2焊接；支撑横梁5-2滑动端焊接钢板5-2-6 与芯材5-2-2焊接，滑动端焊接钢板5-2-6一侧表面粘有支撑横梁橡胶垫块5-2-7。芯材5-2-2分为约束非屈服段、约束屈服段、约束非屈服段、无约束非屈服段，其截面形式可为多种，非屈服段所用钢材屈服强度高于约束屈服段钢材。

如图2所示，为保证屈曲耗能减震模数式伸缩缝正常使用下的变形功能，支撑横梁5-2滑动端支撑横梁橡胶垫块5-2-7与位移箱5-1滑动侧橡胶垫块5-12 之间留有一定间隙，拉索5-14有一定的松驰度；为保证屈曲耗能减震模数式伸缩缝地震作用的变形耗能功能，支撑横梁5-2滑动端焊接钢板5-2-6与矩形钢箱梁5-2-1之间有一定间隙。

改进后的屈曲耗能减震模数式伸缩缝，将传统模数式伸缩缝位移支撑系统的钢横梁替换为带屈曲约束芯材的横梁，地震作用下，支撑横梁5-2内部芯材 5-2-3的约束屈服段变形屈服后滞回耗能，减小伸缩缝在地震下的变形，起到防止梁端碰撞的作用，使伸缩缝具有很好的抗震性能，帮助结构减小地震响应。在遭遇罕遇地震时，支撑横梁与位移箱通过芯材始终相连，能够有效避免由于梁端位移过大而造成的碰撞和落梁震害。

Claims (3)

1.一种屈曲耗能减震模数式伸缩缝，包括支撑位移系统(5)，其特征在于，还包括边梁(1)、中梁(2)、焊接钢板(4)、锚固钢筋(3)、橡胶条(6)；所述支撑位移系统(5)由位移箱(5-1)、支撑横梁(5-2)、支撑框(5-3)、横梁滑动弹簧(5-4)、滑动弹簧钢垫板(5-5)、横梁滑动支承(5-6)、滑动支承钢垫板(5-7)、横向挡块(5-8)、挡块钢垫板(5-9)、支撑框滑动弹簧(5-10)、支撑框滑动支承(5-11)、橡胶垫块(5-12)、钢垫板(5-13)、拉索(5-14)、锁扣(5-15)组成，其中：

支撑横梁(5-2)穿过位移箱(5-1)，其上表面通过横梁滑动弹簧(5-4)、滑动弹簧钢垫板(5-5)与位移箱(5-1)上内壁相连，其下表面通过横梁滑动支承(5-6)、滑动支承钢垫板(5-7)与位移箱(5-1)下内壁相连；支撑横梁(5-2)一侧与位移箱(5-1)通过锁扣(5-15)固接不可滑动，其另一侧可滑动，滑动端通过拉索(5-14)与焊于位移箱(5-1)内的钢垫板(5-13)相连，钢垫板(5-13)一侧粘有橡胶垫块(5-12)；

支撑框(5-3)位于中央，其穿过支撑横梁(5-2)，其上部通过支撑框滑动支承(5-11)与支撑横梁(5-2)相连，其下部通过支撑框滑动弹簧(5-10)与支撑横梁(5-2)相连。

2.如权利要求1所述的屈曲耗能减震模数式伸缩缝，其特征在于，所述支撑横梁(5-2)外部为矩形钢箱梁(5-2-1)，内部有芯材(5-2-2)，芯材(5-2-2)表面涂有无粘结可膨胀材料(5-2-3)，矩形钢箱梁(5-2-1)与芯材(5-2-2)间灌注砂浆(5-2-4)。

3.如权利要求1所述的屈曲耗能减震模数式伸缩缝，其特征在于，所述支撑横梁(5-2)固定端焊接钢板(5-2-5)同时与位于中心的芯材(5-2-2)以及四周的矩形钢箱梁(5-2-1)焊接；

所述支撑横梁(5-2)滑动端焊接钢板(5-2-6)与芯材(5-2-2)焊接，在所述滑动端焊接钢板(5-2-6)一侧表面粘有支撑横梁橡胶垫块(5-2-7)。

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