CN219032909U - 一种减震耗能型防落梁装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种减震耗能型防落梁装置，包括耗能型钢单元和竖向设置的立柱，所述耗能型钢单元在水平面为框架结构，所述框架结构的横桥向一侧用于连接墩顶顶部的垫石的侧面、另一侧设有限位块，所述限位块能够用于限制所述立柱的横桥向和顺桥向的位移，所述立柱上端锚固于梁体的底部。其通过立柱、限位块和耗能型钢单元实现对梁体和垫石之间的纵桥向、横桥向的限位，使得梁体移动时框架结构能够对应的产生塑性变形消耗地震能力，限制梁体纵桥向、横桥向的过渡位移，保护桥梁及建筑结构；其通过耗能型钢单元进行减震耗能，耗能效果好，耐久性更高，且在地震时能够更好的有效限制梁体位移。

Description

一种减震耗能型防落梁装置

技术领域

本实用新型涉及防落梁技术领域，特别是一种减震耗能型防落梁装置。

背景技术

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。为了防止在预期地震作用下发生落梁，国内外大多采用纵向防落梁装置来对桥梁进行加固，防止落梁破坏的发生，防落梁装置起到了非常重要的作用。

目前应用于桥梁工程的防落梁装置类型主要有：

连接板式、连接杆式、锚栓式、钢托架式、挡块式、锚固钢棒式等。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。连接杆式防落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。锚栓式和钢托架式主要用于防止纵向落梁，这种形式被大量用于钢桥上，混凝土桥应用较少，属于“硬碰硬”的防落梁方式，安装精度高、维护成本高。挡块式是目前国内应用最广泛的一种形式，主要构造措施是在墩体上部两侧设置混凝土挡块，梁体与挡块极易产生碰撞破坏，造成防落梁装置失效，并且设计时需要足够的空间尺寸布置挡块。锚固钢棒式安装尺寸大，对预埋精度要求高，并且后期损坏后，不易修复，更换困难。上述常规的防落梁装置，存在耐久性差、无法实现耗能或耗能效果差，在地震时有效限制梁体位移的能力差。

实用新型内容

本实用新型的目的在于：针对现有技术的防落梁装置存在耐久性差、无法实现耗能或耗能效果差，在地震时有效限制梁体位移的能力差问题，提供一种减震耗能型防落梁装置。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

一种减震耗能型防落梁装置，包括耗能型钢单元和竖向设置的立柱，所述耗能型钢单元在水平面为框架结构，所述框架结构的横桥向一侧用于连接墩顶顶部的垫石的侧面、另一侧设有限位块，所述限位块能够用于限制所述立柱的横桥向和顺桥向的位移，所述立柱上端锚固于梁体的底部。

本方案中，在地震等震动影响下，梁体发生横桥向位移和/或纵桥向位移时，梁体的底部锚固的竖向向下的立柱被限位块限位，进而作用于采用框架结构的耗能型钢单元上，因耗能型钢单元的另一侧用于连接墩顶顶部的垫石的侧面，使得梁体移动时框架结构能够对应的产生塑性变形消耗地震能力，限制梁体纵桥向、横桥向的过渡位移，保护桥梁及建筑结构；其通过耗能型钢单元进行减震耗能，耗能效果好，耐久性更高，且在地震时能够更好的有效限制梁体位移。

优选的，所述耗能型钢单元在水平面为长方形框架结构、正方形框架结构、跑道型框架结构、椭圆形框架结构或圆形框架结构，采用上述形状的框架结构，均有较好减震耗能效果。

优选的，当所述耗能型钢单元在水平面为长方形框架结构或正方形框架结构时，所述耗能型钢单元的四个角部具有加强部，所述加强部用于加强对应角部。通过加强四个角部来控制长方形框架结构或正方形框架结构的塑性变形位置在横桥向或纵桥向，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。

优选的，所述限位块上设有限位槽，所述限位槽开口向上，所述立柱插入所述限位槽内，所述限位槽能够对所述立柱的横桥向和顺桥向进行限位。

优选的，所述限位槽替换为竖向贯穿的限位孔，所述立柱的下端向下伸出所述限位孔，使得能够适应梁体的竖向移动，且不会影响限位块对梁体的横桥向和纵桥向的限位，保证耗能型钢单元能够正常对梁体进行减震耗能。

优选的，所述限位孔沿纵桥向的长度大于所述立柱沿纵桥向的长度，所述立柱能够在所述限位孔内沿纵桥向移动，能够适应梁体的纵向温度位移，避免梁体的纵向温度位移对耗能型钢单元的耗能能力造成影响。

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。

优选的，所述耗能型钢单元和所述垫石之间设有垫块一，所述垫块一用于调节所述耗能型钢单元相对于所述垫石的安装位置，能够对耗能型钢单元在垫石侧面的安装位置进行垫平。

优选的，所述耗能型钢单元的横桥向相对内侧设有垫块二和垫块三，所述耗能型钢单元通过所述垫块二和所述垫块三分别连接所述限位块和所述垫石，便于耗能型钢单元分别和限位块、所述垫石之间的连接安装。

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、本实用新型所述减震耗能型防落梁装置，通过立柱、限位块和耗能型钢单元实现对梁体和垫石之间的纵桥向、横桥向的限位，使得梁体移动时框架结构能够对应的产生塑性变形消耗地震能力，限制梁体纵桥向、横桥向的过渡位移，保护桥梁及建筑结构；其通过耗能型钢单元进行减震耗能，耗能效果好，耐久性更高，且在地震时能够更好的有效限制梁体位移。

2、当所述耗能型钢单元在水平面为长方形框架结构或正方形框架结构时，通过加强四个角部来控制长方形框架结构或正方形框架结构的塑性变形位置在横桥向或纵桥向，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、所述限位块具有竖向贯穿的限位孔，所述立柱的下端向下伸出所述限位孔，使得能够适应梁体的竖向移动，且不会影响限位块对梁体的横桥向和纵桥向的限位，保证耗能型钢单元能够正常对梁体进行减震耗能。

4、所述限位孔沿纵桥向的长度大于所述立柱沿纵桥向的长度，所述立柱能够在所述限位孔内沿纵桥向移动，能够适应梁体的纵向温度位移，避免梁体的纵向温度位移对耗能型钢单元的耗能能力造成影响。

附图说明

图1是实施例1中所述减震耗能型防落梁装置的正视图；

图2是实施例1中所述减震耗能型防落梁装置的侧视图；

图3是实施例1中所述减震耗能型防落梁装置的俯视图；

图4是实施例1中所述减震耗能型防落梁装置的纵桥向变形图一；

图5是实施例1中所述减震耗能型防落梁装置的纵桥向变形图二；

图6是实施例1中所述减震耗能型防落梁装置的横桥向变形图一；

图7是实施例1中所述减震耗能型防落梁装置的横桥向变形图二；

图8是实施例1中耗能型钢单元通过对称拼装单元拼装示意图；

图9是实施例1中对称拼装单元示意图；

图10-图17是实施例1中耗能型钢单元的框架结构水平截面示意图；

图18-图22是立柱的水平截面示意图。

图标：1、立柱；2、螺栓一；3、梁底预埋板；41、锚杆一；42、锚杆二；5、限位块；51、限位孔；6、螺栓二；7、耗能型钢单元；71、加强部；72、对称拼装单元；8、垫块一；9、垫石侧预埋板；101、垫块二；102、垫块三；11、螺栓三；12、墩顶；13、垫石；14、梁体。

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

本实施例提供一种减震耗能型防落梁装置，参见图1-3，包括耗能型钢单元7和竖向设置的立柱1，所述耗能型钢单元7在水平面为框架结构，所述框架结构的横桥向一侧用于连接墩顶12顶部的垫石13的侧面、另一侧设有限位块5，所述限位块5能够用于限制所述立柱1的横桥向和顺桥向的位移，所述立柱1上端锚固于梁体14的底部。

如图1所示，本实施例的减震耗能型防落梁装置是安装于墩顶12和梁体14的底部之间的，且位于垫石13的侧面，一般为垫石13对应横桥向的侧面。其中，所述立柱1上端锚固于梁体14的底部，一般在梁体14的底部对应位置内预埋有竖向的锚杆一41，锚杆一41的底部连接于梁底预埋板3，立柱1的上端有连接板，通过螺栓一2进入对应锚杆一41锚固将连接板固定在锚杆一41底部的梁底预埋板3上，形成锚固。

且框架结构的横桥向一侧用于连接墩顶12顶部的垫石13的侧面，一般在垫石13预埋有水平设置的锚杆二42，锚杆二42外端连接于垫石侧预埋板9，如图3所示，通过螺栓三11深入锚杆二42将框架结构右侧和垫石13进行连接。本实施例中，如图3所示，所述耗能型钢单元7和所述垫石13之间设有垫块一8，所述垫块一8用于调节所述耗能型钢单元7相对于所述垫石13的安装位置，能够对耗能型钢单元7在垫石13侧面的安装位置进行垫平。如图3所示，所述耗能型钢单元7的横桥向右侧的内侧设有垫块三102，螺栓三11依次穿过垫块三102、耗能型钢单元7右侧、垫块一8、垫石侧预埋板9后进入锚杆二42进行螺纹连接，其安装方便，且锚固效果好。且所述耗能型钢单元7的横桥向左侧的内侧设有垫块二101，通过螺栓二6依次穿过垫块二101、耗能型钢单元7左侧后连接于限位块5右侧的连接凸块内。

本实施例中，耗能型钢单元7可整体制作，也可分段制作。如图8-9所示，所述耗能型钢单元7包括两个对称拼装单元72，两个所述对称拼装单元72沿纵桥向分布，两个所述对称拼装单元72对称设置，两个所述对称拼装单元72可拆卸连接，可以通过垫块二101和垫块三102将两个所述对称拼装单元72拼装。

如图10-11所示，根据具体的减震耗能需求，可以改变耗能型钢单元7的水平截面尺寸。

其中，所述耗能型钢单元7在水平面可以采用矩形框架，如图8-11所示。所述耗能型钢单元7在水平面还可以采用跑道型框架结构、圆形框架结构、椭圆形框架结构或方形框架结构等，如图12-15所示。也可以是图16-17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7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，当所述耗能型钢单元7在水平面为长方形框架结构或正方形框架结构时，所述耗能型钢单元7的四个角部具有加强部71，所述加强部71用于加强对应角部。通过加强四个角部来控制长方形框架结构或正方形框架结构的塑性变形位置在横桥向或纵桥向，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。

如图18-22所示，立柱1的水平面可以为方形、圆形、矩形，或者如图20和图22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，整体强度高，抗疲劳性能优异。

本方案中，限位块5对立柱1的限位也可以是锚固限位。或所述限位块5上可以设有限位槽，所述限位槽开口向上，所述立柱1插入所述限位槽内，所述限位槽能够对所述立柱1的横桥向和顺桥向进行限位。本实施例中，如图3-5所示，所述限位块5上设置竖向贯穿的限位孔51，所述立柱1的下端向下伸出所述限位孔51，使得能够适应梁体14的竖向移动，且不会影响限位块5对梁体14的横桥向和纵桥向的限位，保证耗能型钢单元7能够正常对梁体14进行减震耗能。且所述限位孔51沿纵桥向的长度大于所述立柱1沿纵桥向的长度，如图3所示，所述立柱1能够在所述限位孔51内沿纵桥向移动，能够适应梁体14的纵向温度位移，避免梁体14的纵向温度位移对耗能型钢单元7的耗能能力造成影响。即能够释放日常梁体14或结构热胀冷缩引起的温度位移，而不给结构引起附加的内力。

采用本实施例所述减震耗能型防落梁装置，在地震等震动影响下，梁体14发生横桥向位移和/或纵桥向位移时，梁体14的底部锚固的竖向向下的立柱1被限位块5限位，进而作用于采用框架结构的耗能型钢单元7上，因耗能型钢单元7的另一侧用于连接墩顶12顶部的垫石13的侧面，使得梁体14移动时框架结构能够对应的产生塑性变形消耗地震能力，限制梁体14纵桥向、横桥向的过渡位移，保护桥梁及建筑结构；其通过耗能型钢单元7进行减震耗能，耗能效果好，耐久性更高，且在地震时能够更好的有效限制梁体14位移。

如图3变化到图4或图5时，当梁体14的纵向温度位移时，通过立柱1在限位孔51内沿纵桥向移动的方式适应。当地震时，立柱1在限位孔51内沿纵桥向移动到达边界后，通过耗能型钢单元7沿纵桥向变形进行减震耗能。即因地震引起的减震耗能型防落梁装置沿纵桥向变形方向上耗散地震能量，能够有效限制梁体14在纵桥向上因地震作用产生的过渡位移，防止纵向落梁。如图3变化到图6或图7时，当地震时，通过耗能型钢单元7沿横桥向变形进行减震耗能。即因地震引起的减震耗能型防落梁装置沿横桥向变形方向上耗散地震能量。横桥向达到极限位移后，立柱1提供足够的横向刚度，具备二级“硬抗”的限位能力，能够有效的防止横向落梁。

本实施例所述减震耗能型防落梁装置，耗能型钢单元7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、抗疲劳性能强，整体寿命长，而一般的防落梁装置没有。横桥向和纵桥向两个方向受力均匀，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。安装方便快捷，减震耗能防落梁装置具有横桥向、顺桥向、竖向三向调节安装位置的功能，在一定施工误差范围内，均可快捷、方便地安装到位。其具有能够适应桥梁不同温度位移需求，具有变形能力大、耗能能力强、结构紧凑等优点。其解决了普通防落梁装置“硬碰硬”、寿命短，可靠性差，维护困难等缺点。解决了杆式防落梁装置，方向单一、维护费用高、耐久性差等缺点。解决了拉索式防落梁装置结构复杂，耐久性差，无法实现多向抗拉等缺点。解决了锚固钢棒式安装尺寸大，对预埋精度要求高，并且后期损坏后，不易修复，更换困难等缺点。

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)

1.一种减震耗能型防落梁装置，其特征在于，包括耗能型钢单元(7)和竖向设置的立柱(1)，所述耗能型钢单元(7)在水平面为框架结构，所述框架结构的横桥向一侧用于连接墩顶(12)顶部的垫石(13)的侧面、另一侧设有限位块(5)，所述限位块(5)能够用于限制所述立柱(1)的横桥向和顺桥向的位移，所述立柱(1)上端锚固于梁体(14)的底部。

2.根据权利要求1所述的减震耗能型防落梁装置，其特征在于，所述耗能型钢单元(7)在水平面为长方形框架结构、正方形框架结构、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2所述的减震耗能型防落梁装置，其特征在于，当所述耗能型钢单元(7)在水平面为长方形框架结构或正方形框架结构时，所述耗能型钢单元(7)的四个角部具有加强部(71)，所述加强部(71)用于加强对应角部。

4.根据权利要求1所述的减震耗能型防落梁装置，其特征在于，所述限位块(5)上设有限位槽，所述限位槽开口向上，所述立柱(1)插入所述限位槽内，所述限位槽能够对所述立柱(1)的横桥向和顺桥向进行限位。

5.根据权利要求4所述的减震耗能型防落梁装置，其特征在于，所述限位槽替换为竖向贯穿的限位孔(51)，所述立柱(1)的下端向下伸出所述限位孔(51)。

6.根据权利要求5所述的减震耗能型防落梁装置，其特征在于，所述限位孔(51)沿纵桥向的长度大于所述立柱(1)沿纵桥向的长度，所述立柱(1)能够在所述限位孔(51)内沿纵桥向移动。

7.根据权利要求1-6任一所述的减震耗能型防落梁装置，其特征在于，所述立柱(1)在水平面为圆形、方形或矩形；

和/或，

所述立柱(1)竖向为变截面结构。

8.根据权利要求1-6任一所述的减震耗能型防落梁装置，其特征在于，所述耗能型钢单元(7)包括两个对称拼装单元(72)，两个所述对称拼装单元(72)沿纵桥向分布，两个所述对称拼装单元(72)对称设置，两个所述对称拼装单元(72)可拆卸连接。

9.根据权利要求1-6任一所述的减震耗能型防落梁装置，其特征在于，所述耗能型钢单元(7)和所述垫石(13)之间设有垫块一(8)，所述垫块一(8)用于调节所述耗能型钢单元(7)相对于所述垫石(13)的安装位置。

10.根据权利要求1-6任一所述的减震耗能型防落梁装置，其特征在于，所述耗能型钢单元(7)的横桥向相对内侧设有垫块二(101)和垫块三(102)，所述耗能型钢单元(7)通过所述垫块二(101)和所述垫块三(102)分别连接所述限位块(5)和所述垫石(13)。

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