CN219032908U - 一种具有多功能减震耗能型连梁装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种具有多功能减震耗能型连梁装置，包括耗能型钢单元和立柱，耗能型钢单元在水平面为框架结构，框架结构一侧用于连接纵桥向相邻的第一梁体的侧面和第二梁体的侧面、另一侧连接立柱，立柱竖向锚固于桥墩的顶部沿横桥向的一侧。通过在桥墩的顶部沿横桥向的一侧锚固竖向的立柱，使得能够将耗能型钢单元固定在立柱和梁体之间，使得耗能型钢单元能够在梁体的侧面设置并同时连接第一梁体、第二梁体和桥墩，实现竖向上的抗拉；且耗能型钢单元在水平面为框架结构，能够实现横桥向和纵桥向的塑性变形，实现横桥向和纵桥向的减震耗能，使得其耐久性更好，可以实现横桥向、纵桥向和竖向的抗拉，限位方向更多，适用性更好。

Description

一种具有多功能减震耗能型连梁装置

技术领域

本实用新型涉及连梁装置技术领域，特别是一种具有多功能减震耗能型连梁装置。

背景技术

我国是一个地震多发国家，分布有较多的地震带，且地震带很多都处于高寒高海拔等恶劣的环境，如西藏、四川、云南等地。因此，不论铁路桥还是公路桥，抗震性是桥梁设计时需要考虑的重要因素之一。减隔震设计方法是一种用于桥梁抗震设计的有效方法。通过该方法通常能够有效提高桥梁的设防水准，降低工程造价，减小震后维修的费用。

桥梁作为交通系统的重要元件，一旦遭到破坏和崩塌，直接导致交通线瘫痪，不利于抗震救灾工作的开展，使衍生灾害加重，对社会造成严重的损失。因此，如何对桥梁结构采取灾前防灾体系，保障灾后救援以及重建工作的开展，是当前值得重点研究的课题。为了防止落梁破坏的发生，国外大多采用纵向防落梁装置来对桥梁进行加固。连梁装置作为防落梁系统中的第二道约束装置，是为了防止在预期地震作用下发生落梁，在防落梁系统中起到了非常重要的作用。

目前应用于桥梁工程的连梁装置类型主要有：连接板式、杆式、拉索式。连接板式连梁装置主要通过螺栓将连接板与分别安装在梁体和桥墩(梁体)的构件相连，同时螺栓与构件在顺桥向预留一定的设计间隙，保证在预期地震下，支座最大限度发挥作用，这种结构主要在于刚性限位，其寿命短，且可靠性差，且限位方向单一。杆式连梁装置是较早采用的一种加固措施，中间连接杆主要采用的是大直径钢筋，一般采用梁梁连接式并主要用于纵向防落梁，其限位方向单一，且也是刚性限位，维护费用高、耐久性差。拉索式连梁装置采用具有柔性大的索缆材料配合缓冲部件，实现连接梁体的方式，其结构复杂，且耐久性差，无法实现多向抗拉，限位方向单一。

实用新型内容

本实用新型的目的在于：针对现有技术的连梁装置存在耐久性差、无法实现多向抗拉且限位方向单一的问题，提供一种具有多功能减震耗能型连梁装置。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

一种具有多功能减震耗能型连梁装置，包括耗能型钢单元和立柱，所述耗能型钢单元在水平面为框架结构，所述框架结构一侧用于连接纵桥向相邻的第一梁体的侧面和第二梁体的侧面、另一侧连接所述立柱，所述立柱竖向锚固于桥墩的顶部沿横桥向的一侧。

本方案所述具有多功能减震耗能型连梁装置，通过在桥墩的顶部沿横桥向的一侧锚固竖向的立柱，使得能够将耗能型钢单元固定在立柱和梁体之间，使得耗能型钢单元能够在梁体的侧面设置并同时连接第一梁体、第二梁体和桥墩，实现竖向上的抗拉；且耗能型钢单元在水平面为框架结构，故其具有足够的变形空间和变形能力，能够实现横桥向和纵桥向的塑性变形，变形位移大、进而实现横桥向和纵桥向的减震耗能，能够有效控制梁体因地震时引起的过渡位移，使得其耐久性更好，可以实现横桥向、纵桥向和竖向的抗拉，限位方向更多，适用性更好。

优选的，所述耗能型钢单元在水平面为长方形框架结构、跑道型框架结构、椭圆形框架结构或圆形框架结构。

横桥向和纵桥向的塑性变形能力更强，更好的实现横桥向和纵桥向的减震耗能。

优选的，所述立柱在水平面为圆形、方形或矩形；

和/或，

所述立柱竖向为变截面结构。

优选的，所述耗能型钢单元包括两个对称拼装单元，两个所述对称拼装单元沿纵桥向分布，两个所述对称拼装单元对称设置，两个所述对称拼装单元可拆卸连接，便于安装、拆卸和更换。

优选的，所述第一梁体的侧面和第二梁体的侧面分别和所述耗能型钢单元之间连接有调平垫板，所述调平垫板为侧立的平板或楔形板；

当所述调平垫板为侧立的楔形板时，所述楔形板的斜面用于适应所述第一梁体的侧面的斜度或所述第二梁体的侧面的斜度。

当所述调平垫板为侧立的平板时，主要用于增加耗能型钢单元的横桥向变形空间，避免耗能型钢单元横桥向变形后与第一梁体和第二梁体接触进而造成相互的破坏。当所述调平垫板为侧立的楔形板时，也具有侧立的平板相同的作用，同时能够适配梁体侧面的斜度，进而实现减小风阻对梁体的影响等。

优选的，所述第一梁体的侧面和第二梁体的侧面分别和对应的所述调平垫板之间连接有梁侧预埋钢板，所述梁侧预埋钢板内侧连接有梁体锚固组件，所述梁侧预埋钢板和所述梁体锚固组件整体预埋于对应的所述第一梁体内或所述第二梁体内。

第一梁体和第二梁体内预埋梁侧预埋钢板和梁体锚固组件，能够增加耗能型钢单元与第一梁体的侧面和第二梁体的侧面连接的刚度及硬度。

优选的，所述耗能型钢单元连接所述第一梁体的一侧的内侧具有连接垫板一，所述连接垫板一沿纵桥向的一端通过锚固螺栓一依次穿过所述耗能型钢单元、对应的所述调平垫板、对应的所述梁侧预埋钢板连接所述第一梁体内的所述梁体锚固组件；所述连接垫板一沿纵桥向的另一端通过锚固螺栓一依次穿过对应的所述调平垫板、对应的所述梁侧预埋钢板连接所述第二梁体内所述梁体锚固组件，连接方便，便于安装、拆卸和更换，且通过连接垫板一使得耗能型钢单元、调平垫板、第一梁体和第二梁体形成整体构造。

优选的，所述耗能型钢单元设有供所述锚固螺栓一穿过的通过孔，与所述第一梁体对应的所述通过孔和与所述第二梁体对应的所述通过孔中至少一种采用沿纵桥向设置的条形孔。

第一梁体和第二梁体之间具有伸缩缝，能够适应纵向的温度变形位移，通过设置条形孔，能够用于适应桥梁不同温度位移需求，使得在第一梁体和第二梁体因温度变化发生位移时，主要由锚固螺栓一在条形孔内滑动至不同位置进行释放，使得能够保留耗能型钢单元的纵桥向变形能力用于地震等自然灾害的纵桥向耗能。

优选的，所述立柱外侧设有竖向设置的限位连接板，所述限位连接板具有与所述立柱形状适配的限位凹槽，所述限位凹槽卡于所述立柱外，所述立柱与所述限位凹槽之间具有耗能间隙，所述限位连接板的槽口两侧分别通过连接螺栓连接所述耗能型钢单元连接所述桥墩一侧的内侧的连接垫板二，所述立柱和所述限位连接板通过水平设置的限位螺栓连接。

通过这种连接方式，限位连接板的限位凹槽朝向耗能型钢单元，限位连接板槽口两侧与耗能型钢单元连接，使得立柱位于限位凹槽内，耗能型钢单元能够借助立柱实现水平方向的限位，同时通过水平设置的限位螺栓连接立柱和所述限位连接板，使得耗能型钢单元的竖向被限位，能够实现竖向的抗拉。且立柱与所述限位凹槽之间具有耗能间隙，使得能够形成横桥向和纵桥向的耗能，进一步提高连梁装置的耗能能力。

优选的，所述立柱底部连接有连接底板，所述连接底板和所述桥墩顶面之间设有墩顶预埋板，所述墩顶预埋板底面连接有竖向设置的墩侧锚固组件，所述墩顶预埋板和所述墩侧锚固组件整体预埋于所述桥墩内，所述连接底板通过锚固螺栓二依次穿过所述连接底板、所述墩顶预埋板后连接所述墩侧锚固组件。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型所述具有多功能减震耗能型连梁装置，通过在桥墩的顶部沿横桥向的一侧锚固竖向的立柱，使得能够将耗能型钢单元固定在立柱和梁体之间，使得耗能型钢单元能够在梁体的侧面设置并同时连接第一梁体、第二梁体和桥墩，实现竖向上的抗拉；且耗能型钢单元在水平面为框架结构，故其具有足够的变形空间和变形能力，能够实现横桥向和纵桥向的塑性变形，进而实现横桥向和纵桥向的减震耗能，使得其耐久性更好，可以实现横桥向、纵桥向和竖向的抗拉，限位方向更多，适用性更好；且其结构紧凑，空间占用小。

2、耗能型钢单元采用长方形框架结构，控制长方形框架结构的塑性变形位置，使得横桥向和纵桥向的塑性变形能力更强，更好的实现横桥向和纵桥向的减震耗能，同时增加耐久性。

3、通过在耗能型钢单元设置供所述锚固螺栓一穿过的条形孔，能够用于适应桥梁不同温度位移需求，使得在第一梁体和第二梁体因温度变化发生位移时，主要由锚固螺栓一在条形孔内滑动至不同位置进行释放，能够释放日常梁体的温度位移，而不给连梁装置引起附加的内力，使得能够保留耗能型钢单元的纵桥向变形能力用于地震等自然灾害的纵桥向耗能。

4、通过限位连接板这种连接方式，即能够借助立柱实现水平方向的限位，同时通过水平设置的限位螺栓连接立柱和所述限位连接板，能够实现竖向的抗拉。且立柱与所述限位凹槽之间具有耗能间隙，使得能够形成横桥向和纵桥向的耗能，进一步提高连梁装置的耗能能力。

附图说明

图1实施例1中所述具有多功能减震耗能型连梁装置的侧立结构示意图；

图2是图1的左侧示意图；

图3是图1的俯视示意图；

图4是图3中A-A处的其中一种剖视图；

图5是纵桥向变形示意图；

图6是横桥向变形示意图；

图7是耗能型钢单元的一种俯视示意图；

图8是图7的对称拼装单元示意图；

图9是耗能型钢单元的另一种俯视示意图；

图10是图9的对称拼装单元示意图；

图11是耗能型钢单元的另一种俯视示意图；

图12是调平垫板的一种结构示意图；

图13-图18是耗能型钢单元的不同水平截面；

图19-图23是立柱的不同水平截面。

图标：101-第一梁体；102-第二梁体；103-桥墩；1-梁体锚固组件；2-锚固螺栓一；22-条形孔；3-梁侧预埋钢板；4-调平垫板；5-连接垫板一；6-耗能型钢单元；61-对称拼装单元；7-立柱；71-连接底板；8-限位连接板：9-连接垫板二；10-连接螺栓；11-墩顶预埋板；12-墩侧锚固组件；13-锚固螺栓二；14-限位螺栓。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型作详细的说明。

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例1

本实施例提供一种具有多功能减震耗能型连梁装置，参见图1-3，包括耗能型钢单元6和立柱7，所述耗能型钢单元6在水平面为框架结构，所述框架结构一侧用于连接纵桥向相邻的第一梁体101的侧面和第二梁体102的侧面、另一侧连接所述立柱7，所述立柱7竖向锚固于桥墩103的顶部沿横桥向的一侧。比如立柱7设置在桥梁的横向左侧或横向右侧，桥梁的两侧均需要设置本方案所述具有多功能减震耗能型连梁装置。

本方案所述具有多功能减震耗能型连梁装置，通过在桥墩103的顶部沿横桥向的一侧锚固竖向的立柱7，使得能够将耗能型钢单元6固定在立柱7和梁体之间，参见图2，使得耗能型钢单元6能够在梁体的侧面设置并同时连接第一梁体101、第二梁体102和桥墩103，实现竖向上的抗拉；且耗能型钢单元6在水平面为框架结构，故其具有足够的变形空间和变形能力，能够实现横桥向和纵桥向的塑性变形，变形位移大、进而实现横桥向和纵桥向的减震耗能，使得其耐久性更好，可以实现横桥向、纵桥向和竖向的抗拉，限位方向更多，适用性更好。

其中，所述耗能型钢单元6在水平面可以采用矩形框架，如图13-15所示，所述耗能型钢单元6在水平面还可以采用跑道型框架结构、椭圆形框架结构或圆形框架结构等，也可以是图16-18的闭合框架结构，均能够实现横桥向和纵桥向的塑性变形耗能。本实施例中，适宜采用长方形框架结构，主要在于纵向上所需耗能能力更强，且所述耗能型钢单元6在水平面为长方形框架结构，横桥向和纵桥向的塑性变形能力更强，更好的实现横桥向和纵桥向的减震耗能。

如图3所示，本实施例中，所述第一梁体101的侧面和第二梁体102的侧面分别和所述耗能型钢单元6之间连接有调平垫板4，所述调平垫板4为侧立的平板或楔形板；调平垫板4可以根据梁体结构的侧面斜度分别设置不同的斜度来调整连梁装置的耗能型钢单元安装时的方向始终保持水平。当所述调平垫板4为侧立的楔形板时，如图12所示，所述楔形板的斜面用于适应所述第一梁体101的侧面的斜度或所述第二梁体102的侧面的斜度。

从图3可以看出，所述第一梁体101的侧面和第二梁体102的侧面分别和对应的所述调平垫板4之间连接有梁侧预埋钢板3，所述梁侧预埋钢板3内侧连接有梁体锚固组件1，所述梁侧预埋钢板3和所述梁体锚固组件1整体预埋于对应的所述第一梁体101内或所述第二梁体102内。所述耗能型钢单元6连接所述第一梁体101的一侧的内侧具有连接垫板一5，所述连接垫板一5沿纵桥向的一端通过锚固螺栓一2依次穿过所述耗能型钢单元6、对应的所述调平垫板4、对应的所述梁侧预埋钢板3连接所述第一梁体101内的所述梁体锚固组件1；所述连接垫板一5沿纵桥向的另一端通过锚固螺栓一2依次穿过对应的所述调平垫板4、对应的所述梁侧预埋钢板3连接所述第二梁体102内所述梁体锚固组件1，连接方便，便于安装、拆卸和更换，且通过连接垫板一5使得耗能型钢单元6、调平垫板4、第一梁体101和第二梁体102形成整体构造。

本实施例中，所述耗能型钢单元6设有供所述锚固螺栓一2穿过的通过孔，与所述第一梁体101对应的所述通过孔和与所述第二梁体102对应的所述通过孔中至少一种采用沿纵桥向设置的条形孔22。第一梁体101和第二梁体102之间具有伸缩缝，伸缩缝如图3中的间距F，能够适应纵向的温度变形位移，通过设置条形孔22，能够用于适应桥梁不同温度位移需求，使得在第一梁体101和第二梁体102因温度变化发生位移时，主要由锚固螺栓一2在条形孔22内滑动至不同位置进行释放，使得能够保留耗能型钢单元6的纵桥向变形能力用于地震等自然灾害的纵桥向耗能。参见图4，即左侧与第二梁体102对应的通过孔采用条形孔，右侧与第一梁体101对应的通过孔采用适配的圆孔；当然，也可以左侧设置圆孔，右侧设置条形孔22。或者两侧均采用条形孔，适应桥梁的温度变形能力更强。如果不考虑桥梁的温度变形对连梁装置的影响，甚至可以左右两侧均设置为圆孔形式。

本实施例中，如图2-4所示，所述立柱7与所述耗能型钢单元6不直接采用连接的形式。所述立柱7外侧设有竖向设置的限位连接板8，所述限位连接板8具有与所述立柱7形状适配的限位凹槽，所述限位凹槽卡于所述立柱7外，所述立柱7与所述限位凹槽之间具有耗能间隙，所述限位连接板8的槽口两侧分别通过连接螺栓10连接所述耗能型钢单元6连接所述桥墩103一侧的内侧的连接垫板二9，所述立柱7和所述限位连接板8通过水平设置的限位螺栓14连接。本实施例中，立柱7可以为空心或者实心，且立柱7的截面形式可选，如图3中的方形截面立柱7，对应的，限位凹槽应该是U型，比如限位连接板8为U型板。通过这种连接方式，限位连接板8的限位凹槽朝向耗能型钢单元6，限位连接板8槽口两侧与耗能型钢单元6连接，使得立柱7位于限位凹槽内，耗能型钢单元6能够借助立柱7实现水平方向的限位，同时通过水平设置的限位螺栓14连接立柱7和所述限位连接板8，使得耗能型钢单元6的竖向被限位，能够实现竖向的抗拉。且立柱7与所述限位凹槽之间具有耗能间隙，使得能够形成横桥向和纵桥向的耗能，进一步提高连梁装置的耗能能力。

且所述立柱7底部连接有连接底板71，所述连接底板71和所述桥墩103顶面之间设有墩顶预埋板11，所述墩顶预埋板11底面连接有竖向设置的墩侧锚固组件12，所述墩顶预埋板11和所述墩侧锚固组件12整体预埋于所述桥墩103内，所述连接底板71通过锚固螺栓二13依次穿过所述连接底板71、所述墩顶预埋板11后连接所述墩侧锚固组件12。如图19-23所示，立柱7的水平面可以为圆形、方形、矩形，或者如图22和图23为变截面型，即竖向中间小，两端大，可以采用圆形、方向和/或矩形的组合形式。

采用本实施例所述具有多功能减震耗能型连梁装置，可参考图5，因地震引起的连梁装置沿纵桥向变形方向耗散地震能量，能够有效限位第一梁体101和第二梁体102因地震作用产生的过渡位移，防止纵向落梁。可参考图6，因地震引起的连梁装置沿横桥向变形方向上耗散地震能量。达到极限位移后，立柱7提供足够的横向刚度，能够有效的防止横向落梁。

参见图7和图9，本实施例所述耗能型钢单元可以是一个整体。也可以采用图8、图10和图11，所述耗能型钢单元6包括两个对称拼装单元61，两个所述对称拼装单元61沿纵桥向分布，两个所述对称拼装单元61对称设置，两个所述对称拼装单元61可拆卸连接，便于安装、拆卸和更换。

本实施例所述具有多功能减震耗能型连梁装置，采用耗能型钢单元6，耗能型钢单元6为金属材料，应用金属的塑性变形消耗地震能力，限位梁体横桥向、纵桥向和竖向三个方形的过渡位移，保护桥梁及建筑结构；即能够实现横桥向和纵桥向两个方向变形，耗能能力强，变形位移大、结构紧凑、并且具有竖向抗拉的功能。耗能型钢单元6可以设置条形槽22作为锚固螺栓一2的滑槽，能够释放日常梁体的温度位移，而不给耗能型钢单元6引起附加的内力。能在横桥向和纵桥向两个方向变形耗能，受力均匀，且两个方向性能差异小。全部材料均为金属，在工程上使用时力学性能受环境影响小、性能稳定、耐久性好、维护费用低。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种具有多功能减震耗能型连梁装置，其特征在于，包括耗能型钢单元(6)和立柱(7)，所述耗能型钢单元(6)在水平面为框架结构，所述框架结构一侧用于连接纵桥向相邻的第一梁体(101)的侧面和第二梁体(102)的侧面、另一侧连接所述立柱(7)，所述立柱(7)竖向锚固于桥墩(103)的顶部沿横桥向的一侧。

2.根据权利要求1所述的具有多功能减震耗能型连梁装置，其特征在于，所述耗能型钢单元(6)在水平面为长方形框架结构、跑道型框架结构、椭圆形框架结构或圆形框架结构。

3.根据权利要求1所述的具有多功能减震耗能型连梁装置，其特征在于，所述立柱(7)在水平面为圆形、方形或矩形；

和/或，

所述立柱(7)竖向为变截面结构。

4.根据权利要求1所述的具有多功能减震耗能型连梁装置，其特征在于，所述耗能型钢单元(6)包括两个对称拼装单元(61)，两个所述对称拼装单元(61)沿纵桥向分布，两个所述对称拼装单元(61)对称设置，两个所述对称拼装单元(61)可拆卸连接。

5.根据权利要求1所述的具有多功能减震耗能型连梁装置，其特征在于，所述第一梁体(101)的侧面和第二梁体(102)的侧面分别和所述耗能型钢单元(6)之间连接有调平垫板(4)，所述调平垫板(4)为侧立的平板或楔形板；

当所述调平垫板(4)为侧立的楔形板时，所述楔形板的斜面用于适应所述第一梁体(101)的侧面的斜度或所述第二梁体(102)的侧面的斜度。

6.根据权利要求5所述的具有多功能减震耗能型连梁装置，其特征在于，所述第一梁体(101)的侧面和第二梁体(102)的侧面分别和对应的所述调平垫板(4)之间连接有梁侧预埋钢板(3)，所述梁侧预埋钢板(3)内侧连接有梁体锚固组件(1)，所述梁侧预埋钢板(3)和所述梁体锚固组件(1)整体预埋于对应的所述第一梁体(101)内或所述第二梁体(102)内。

7.根据权利要求6所述的具有多功能减震耗能型连梁装置，其特征在于，所述耗能型钢单元(6)连接所述第一梁体(101)的一侧的内侧具有连接垫板一(5)，所述连接垫板一(5)沿纵桥向的一端通过锚固螺栓一(2)依次穿过所述耗能型钢单元(6)、对应的所述调平垫板(4)、对应的所述梁侧预埋钢板(3)连接所述第一梁体(101)内的所述梁体锚固组件(1)；所述连接垫板一(5)沿纵桥向的另一端通过锚固螺栓一(2)依次穿过对应的所述调平垫板(4)、对应的所述梁侧预埋钢板(3)连接所述第二梁体(102)内所述梁体锚固组件(1)。

8.根据权利要求7所述的具有多功能减震耗能型连梁装置，其特征在于，所述耗能型钢单元(6)设有供所述锚固螺栓一(2)穿过的通过孔，与所述第一梁体(101)对应的所述通过孔和与所述第二梁体(102)对应的所述通过孔中至少一种采用沿纵桥向设置的条形孔(22)。

9.根据权利要求1-8任一所述的具有多功能减震耗能型连梁装置，其特征在于，所述立柱(7)外侧设有竖向设置的限位连接板(8)，所述限位连接板(8)具有与所述立柱(7)形状适配的限位凹槽，所述限位凹槽卡于所述立柱(7)外，所述立柱(7)与所述限位凹槽之间具有耗能间隙，所述限位连接板(8)的槽口两侧分别通过连接螺栓(10)连接所述耗能型钢单元(6)连接所述桥墩(103)一侧的内侧的连接垫板二(9)，所述立柱(7)和所述限位连接板(8)通过水平设置的限位螺栓(14)连接。

10.根据权利要求9所述的具有多功能减震耗能型连梁装置，其特征在于，所述立柱(7)底部连接有连接底板(71)，所述连接底板(71)和所述桥墩(103)顶面之间设有墩顶预埋板(11)，所述墩顶预埋板(11)底面连接有竖向设置的墩侧锚固组件(12)，所述墩顶预埋板(11)和所述墩侧锚固组件(12)整体预埋于所述桥墩(103)内，所述连接底板(71)通过锚固螺栓二(13)依次穿过所述连接底板(71)、所述墩顶预埋板(11)后连接所述墩侧锚固组件(12)。

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