CN219840022U - 一种高烈度区内河架空直立式框架码头的减震伸缩缝结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种高烈度区内河架空直立式框架码头的减震伸缩缝结构，包括填充设置在相邻悬臂梁之间伸缩缝内的弹性填充料，通过所述弹性填充料可为相邻所述悬臂梁有效提供扩大式的位移形变空间；所述弹性填充料下方设置刚性的跨缝板；所述跨缝板与所述悬臂梁之间具有防破坏间隔，所述悬臂梁底部设置滑轨，而所述跨缝板上固定设置转盘，并在所述转盘的转向活动部分上安装与所述跨缝板移动配合的滑轮。本实用新型通过使用高强度的弹性填充料作为伸缩缝的填充料，不仅可形成阻尼为码头结构提供良好的减震性能，还可大幅减小地震作用对码头结构的影响。

Description

一种高烈度区内河架空直立式框架码头的减震伸缩缝结构

技术领域

本实用新型涉及水运工程技术领域，具体涉及一种高烈度区内河架空直立式框架码头的减震伸缩缝结构。

背景技术

港口水工建筑物作为重要的交通基础设施，在地震中遭受着严峻的考验。架空直立式框架码头是内河码头常见的结构形式，适用于内河深覆盖层地基，广泛应用于内河港口建设。对于内河架空直立式框架码头，为了防止其上部结构因温度变化而产生过大的温度应力，通常将码头分为若干结构段，结构段之间设置结构缝(即伸缩缝)，以适应温度变化引起的位移。

而对于位于高烈度区的内河架空直立式框架码头，其伸缩缝不仅需要考虑温度应力的影响，还需要具有良好的抗震性能，以避免或减轻码头结构在地震作用下的损伤。

在现有的内河架空直立式框架码头工程中，常见的伸缩缝主要有悬臂梁板式伸缩缝和简支梁板式伸缩缝。悬臂梁板式伸缩缝即在结构段边缘设置悬臂梁，伸缩缝位于两结构段悬臂梁之间。悬臂梁板式伸缩缝可以更好地适应不均匀沉降，但会导致伸缩缝所在跨的跨度变小，增加框架结构的立柱数量，从而提高了码头建设成本。简支梁板式伸缩缝即在结构段之间设置简支梁，再在简支梁两端设置伸缩缝。简支梁板式伸缩缝所在跨的跨度可与其他跨相等，施工也较为方便。但简支梁板式伸缩缝支座结构较为复杂，抵抗竖向荷载的能力较弱，不宜作为位于高烈度区内河架空直立式框架码头的伸缩缝。现有两种结构形式的伸缩缝均存在一定的不足，不能满足高烈度区内河架空直立式框架码头的抗震安全性要求。因此，采用有效的伸缩缝减震措施对提高码头的抗震性能具有重要意义。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，提供一种减弱地震作用对码头结构影响的伸缩缝结构。

为此，本实用新型采用以下技术方案：

一种高烈度区内河架空直立式框架码头的减震伸缩缝结构，包括填充设置在相邻悬臂梁之间伸缩缝内的弹性填充料，通过所述弹性填充料可为相邻所述悬臂梁有效提供扩大式的位移形变空间；所述弹性填充料下方设置刚性的跨缝板；所述跨缝板与所述悬臂梁之间具有防破坏间隔，所述悬臂梁底部设置滑轨，而所述跨缝板上固定设置转盘，并在所述转盘的转向活动部分上安装与所述跨缝板移动配合的滑轮，以此在地震作用下形成可万向位移的防损坏状态；所述伸缩缝下方设置对相邻所述悬臂梁形成直接连接的第一缓冲活动部分，或对单侧所述悬臂梁形成连接的第二缓冲活动部分。

进一步地：所述弹性填充料上表面形成防下落阻挡。

进一步地：所述滑轨沿所述悬臂梁的轴向方向铺设；且所述滑轨的长度大于所述伸缩缝的宽度。

进一步地：所述滑轨嵌入式设置于所述悬臂梁内，并与所述悬臂梁内的钢筋连接。

进一步地：所述弹性填充料上部为倾斜状部分，其倾斜状部分与所述悬臂梁上方的表面层相配合。

进一步地：所述弹性填充料与所述表面层齐平。

进一步地：所述悬臂梁的底部设置与所述弹性填充料连接的橡胶垫。

进一步地：所述第一缓冲活动部分包括设置于所述悬臂梁下方的第一支座、以及第一伸缩套筒；所述第一伸缩套筒设置于相邻所述第一支座之间，所述第一伸缩套筒内部连接有第一弹性元件，同时在所述第一伸缩套筒的端部与所述第一支座之间连接第一万向节；所述第一伸缩套筒与所述跨缝板之间具有间隔。

进一步地：所述第二缓冲活动部分包括外部式连接组件或内部式连接组件；所述外部式连接组件包括设置于所述悬臂梁下方的第二支座、以及第二伸缩套筒，所述第二伸缩套筒设置于所述第二支座与所述跨缝板之间，所述第二伸缩套筒内部连接有第二弹性元件，同时在所述第二伸缩套筒的端部与所述第二支座之间连接第二万向节。

进一步地：所述内部式连接组件包括设置于所述滑轨内部的第三弹性元件；所述第三弹性元件将所述滑轮与所述滑轨轨迹方向的内壁形成连接。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型通过使用高强度的弹性填充料作为伸缩缝的填充料，不仅可形成阻尼为码头结构提供良好的减震性能，还可通过伸缩缝为结构段的位移和变形留出更多的空间，以避免两侧悬臂梁在强震作用下因相对位移过大而发生挤压破坏，从而大幅减小地震作用对码头结构的影响。

附图说明

图1为本实用新型实施例一的结构示意图；

图2为本实用新型实施例二的结构示意图；

图3为本实用新型实施例三的结构示意图；

图4为本实用新型实施例一、二中滑轨的结构示意图；

图5为本实用新型实施例一的结构示意图。

附图中的标记为：1悬臂梁；2表面层；3弹性填充料；4钢筋；5第一牛腿；6第一牛腿底座；7第一万向节；8第一伸缩套筒；9第一弹性元件；10滑轨；11滑轮；12转盘；13跨缝板；14橡胶垫；15第二牛腿；16第二牛腿底座；17第二万向节；18第一伸缩套筒；19第二弹性元件；20第三弹性元件。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明，但并不作为对本实用新型限制的依据。

如图1-3所示，本实施例提供一种码头结构，该码头结构包括在悬臂梁1的下方内部铺设钢筋层，以此可通过钢筋4为所需安装的部件提供稳定连接，同时钢筋4与悬臂梁1的底部之间具有装配其他部件所需的安装间隔；悬臂梁1的上方铺设表面层2.

如图1-5所示，本实施例还提供一种适用于高烈度区内河架空直立式框架码头的伸缩缝结构，通过该伸缩缝结构可避免伸缩缝两侧悬臂梁1在强震作用下因相对位移过大而发生挤压破坏，并且可有效防止地震作用下悬臂梁1之间发生撞击。

该伸缩缝结构包括填充设置在相邻悬臂梁1之间伸缩缝内的弹性填充料3，通过弹性填充料3可为相邻悬臂梁1有效提供扩大式的位移形变空间；弹性填充料3下方设置刚性的跨缝板13；跨缝板13与悬臂梁1之间具有防破坏间隔，悬臂梁1底部设置滑轨10，而跨缝板13上固定设置转盘12，并在转盘12的转向活动部分上安装与跨缝板13移动配合的滑轮11，以此在地震作用下形成可万向位移的防损坏状态；伸缩缝下方设置对相邻悬臂梁1形成直接连接的第一缓冲活动部分，或对单侧悬臂梁1形成连接的第二缓冲活动部分。

其中，弹性填充料3上表面形成防下落阻挡。同时由于刚性的跨缝板13设置在伸缩缝的底部，与传统伸缩缝相比，由于不存在竖直方向即与悬臂梁1轴向方向垂直，且在表面层2与悬臂梁1之间的方向上的通缝，可防止码头作业面杂物和伸缩缝填充料填充时由通缝向下掉落而污染水库水源。

其中，弹性填充料3所采用的填充料为具有高强度的弹性填充料，以此作为伸缩缝的填充料，优选并且优先使用聚脲高分子弹性材料。该材料不仅具有一定的弹性，能在一定范围内适应温度变化和地震引起的伸缩缝宽度变化，而且强度高，在码头作业面的各种荷载作用下不易破坏。因此，可以增大伸缩缝的宽度，为结构段位移和变形留出更多的空间，以避免两侧悬臂梁1在强震作用下因相对位移过大而发生挤压破坏。

具体的，弹性填充料3上部为倾斜状部分，其倾斜状部分与悬臂梁1上方的表面层2相配合。弹性填充料3设置于两侧悬臂梁1和两侧表面层2之间的区域内，该弹性填充料3上部为倒梯形，下部为矩形，填充高度与表面层2上表面相平，伸缩缝填充宽度根据结构整体自振频率、阻尼系数等结构动力学参数确定。同时，弹性填充料3上部的倒梯形设计，有利于伸缩缝上方竖向荷载向悬臂梁1传递，减小跨缝板13、转盘12、滑轮11和滑轨10承受的竖向荷载，有利于延长机构的使用寿命。

其中，弹性填充料3具有一定的阻尼作用，通过调整弹性填充料3的宽度，可以改变码头结构整体的自振频率，避开地震动的主频，从而减弱地震作用对码头结构的影响。当悬臂梁1在地震荷载作用下，发生垂直于悬臂梁1轴线方向的相对位移时，高强度的弹性填充料3发生剪切变形，能够起到吸能和阻尼作用。

具体的，滑轨10沿悬臂梁1的轴向方向铺设，同时滑轨10嵌入悬臂梁1内，并通过焊接等方式与悬臂梁1内的钢筋4有效连接，使滑轨10可以承受一定的荷载；且滑轨10的长度大于伸缩缝的宽度，以防止伸缩缝变形过程中因滑轨10行程不足导致挤压破坏。

具体的，悬臂梁1的底部设置与弹性填充料3连接的橡胶垫14。橡胶垫14安装位于悬臂梁1贴近伸缩缝的下角边，防止跨缝板13在竖直面内转动时与悬臂梁1下角边发生碰撞。

具体的，设置于弹性填充料3下方的跨缝板13，沿悬臂梁1轴向方向的两侧进行延伸，并延伸至悬臂梁1的下方。

其中，滑轮11连接至跨缝板13两端的转盘12上，不仅可使跨缝板13和悬臂梁1可以在滑轨10的定向轨迹方向上发生相对移动，还可。同时，滑轮11的初始位置最佳位于滑轨10的中央。滑轮11和转盘12可保证跨缝板13随悬臂梁1的变形而小幅度转动。

如图4-5所示，本实施例中，滑轨10内呈倒凸字型开设移动轨道，而滑轮11配对设置在移动轨道的两侧，同时由于与滑轮11配合的移动轨道尺寸大于或略大于滑轮11的尺寸，以此可使得滑轮11在移动轨道的径向方向上进行一定程度上的多方位位移空隙，进一步确保在地震作用下滑轮11进行与移动轨道的配合，避免过于刚性的碰触导致滑轮11损坏。

实施例一：

如图1和4所示，该实施例提供一种直接与悬臂梁配合提供抗震缓冲的连接结构形式，该连接结构形式适用于设置在梁高较大、梁下空间充裕的框架码头伸缩缝处；该实施例中未提及的参数为非关键参数，可根据工程实际情况适当选取。

该实施例中，在该连接结构形式下的伸缩缝两侧悬臂梁1的高度为1000mm，并且在浇筑悬臂梁1时预留伸缩缝的宽度为300mm。其中，橡胶垫14的截面宽度、高度均为80mm；滑轨10的长度为350mm、高度为60mm，滑轨10的截面如图4所示。并且跨缝板13的厚度为100mm，沿悬臂梁1轴向方向的长度为700mm。

该连接结构形式通过第一缓冲活动部分实现相邻悬臂梁1的连接配合，第一缓冲活动部分包括设置于悬臂梁1下方的第一支座、以及第一伸缩套筒8；第一伸缩套筒8设置于相邻第一支座之间，第一伸缩套筒8内部连接有第一弹性元件9，同时在第一伸缩套筒8的端部与第一支座之间连接第一万向节7；第一伸缩套筒8与跨缝板13之间具有间隔。

其中，第一万向节7可保证第一伸缩套筒8与第一弹性元件9始终沿中轴线受力，防止偏心受压导致第一伸缩套筒8或第一弹性元件9失稳。同时第一弹性元件9可当伸缩缝在地震作用下挤压变形时起到缓冲作用。

具体的，第一支座包括第一牛腿底座6和第一牛腿5，第一牛腿底座6焊接于钢筋4的下方，且位于跨缝板13沿悬臂梁1轴向方向的侧边处，第一牛腿底座6与跨缝板13之间具有可活动空间。第一牛腿5焊接、螺栓连接等方式固定安装在第一牛腿底座6的下方为第一伸缩套筒8和第一弹性元件9提供水平反力。第一万向节7通过螺栓连接的方式安装在第一牛腿5上，使其可以在水平和竖直方向转动。

如图1所示，具体的，第一伸缩套筒8的剩余行程大于伸缩缝的宽度，防止伸缩缝变形过程中第一伸缩套筒8行程不足导致挤压破坏。

其中，在两侧第一万向节7之间安装第一伸缩套筒8和第一弹性元件9。第一伸缩套筒8总长为1300mm，重叠部分长度为700mm，剩余行程为400mm。并且第一弹性元件9可采用弹簧，与第一伸缩套筒8的内壁两端同时连接。

请参阅图1和4，在进行伸缩缝结构施工以及作业时，具体施工方式如下：

在施工时，在悬臂梁1浇筑前预埋第一牛腿底座6、滑轨10和橡胶垫14，将第一牛腿底座6和滑轨10焊接在钢筋4下方；待浇筑悬臂梁1施工后，对伸缩缝进行预留。并且在浇筑表面层2时，在靠近伸缩缝处预留斜面，来以此配合后期对弹性填充料3的浇筑，并将弹性填充料3填充高度与表面层2上表面相平。

当悬臂梁1承受地震荷载的作用时，发生沿悬臂梁1轴线方向的相对位移时，第一弹性元件9被压缩或拉伸，起到缓冲和减震作用；高强度的弹性填充料3被压缩，起到吸能和阻尼作用；上述二者共同防止两侧悬臂梁1发生刚性碰撞。

实施例二：

如图2和4所示，该实施例提供一种分段式与单侧悬臂梁配合提供抗震缓冲的连接结构形式，该连接结构形式适用于设置适用于梁高适中、梁下空间紧张的框架码头伸缩缝处；该实施例中未提及的参数为非关键参数，可根据工程实际情况适当选取。

该实施例中，在该连接结构形式下的伸缩缝两侧悬臂梁1的高度为800mm，并且在浇筑悬臂梁1时预留伸缩缝的宽度为300mm。其中，橡胶垫14的截面宽度、高度均为80mm；滑轨10的长度为350mm、高度为60mm，滑轨10的截面如图4所示。并且跨缝板13的厚度为100mm，沿悬臂梁1轴向方向的长度为700mm。

该连接结构形式通过第二缓冲活动部分的外部式连接组件实现同时对两侧悬臂梁1的支撑连接配合；外部式连接组件包括设置于悬臂梁1下方的第二支座、以及第二伸缩套筒18，第二伸缩套筒18设置于第二支座与跨缝板13之间，第二伸缩套筒18内部连接有第二弹性元件19，同时在第二伸缩套筒18的端部与第二支座之间连接第二万向节17。

其中，第二万向节17同样可如实施例一保证第二伸缩套筒18与第二弹性元件19始终沿中轴线受力，防止偏心受压导致第二伸缩套筒18或第二弹性元件19失稳。第二弹性元件19同样可当伸缩缝在地震作用下挤压变形时起到缓冲作用。

具体的，第二支座包括第二牛腿15和第二牛腿底座16；第二牛腿底座16焊接于钢筋4的下方，且位于跨缝板13沿悬臂梁1轴向方向的侧边处，第二牛腿底座16与跨缝板13之间具有可活动空间。第二牛腿15焊接、螺栓连接等方式固定安装在第二牛腿底座16的下方为第二伸缩套筒18和第二弹性元件19提供水平反力。第二万向节17通过螺栓连接的方式安装在第二牛腿15上，使其可以在水平和竖直方向转动。

如图2所示，具体的，第二伸缩套筒18的剩余行程需大于伸缩缝的宽度，防止伸缩缝变形过程中第二伸缩套筒18行程不足导致挤压破坏。

其中，在第二万向节17和跨缝板1之间安装第二伸缩套筒18，第二伸缩套筒18的总长为600mm，重叠部分长度为400mm，单侧剩余行程为200mm，总剩余行程为400mm。并且第二弹性元件19可采用弹簧，与第二伸缩套筒18的内壁两端同时连接。

请参阅图2和4，在进行伸缩缝结构施工以及作业时，具体施工方式如下：

在施工时，同实施例一中的施工方式将第二牛腿底座16进行预埋，并进行其余结构的施工，最终通过第二伸缩套筒18将悬臂梁1与跨缝板13形成连接。

当悬臂梁1承受地震荷载的作用时，发生沿悬臂梁1轴线方向的相对位移时，第二弹性元件19被压缩或拉伸，起到缓冲和减震作用；弹性填充料3起到吸能和阻尼作用；上述二者共同防止两侧悬臂梁1发生刚性碰撞。

实施例三：

如图3和5所示，该实施例提供一种分段式与单侧悬臂梁配合提供抗震缓冲的连接结构形式，该连接结构形式适用于抗震设防烈度相对较低但有必要设防地区的梁高较小、梁下空间紧张的框架码头伸缩缝处；该实施例中未提及的参数为非关键参数，可根据工程实际情况适当选取。

该实施例中，在该连接结构形式下的伸缩缝两侧悬臂梁1的高度为600mm，并且在浇筑悬臂梁1时预留伸缩缝的宽度为200mm。其中，橡胶垫14的截面宽度、高度均为80mm；滑轨10的长度为350mm、高度为60mm，滑轨10的截面如图5所示。并且跨缝板13的厚度为50mm，沿悬臂梁1轴向方向的长度为500mm。

该连接结构形式通过第二缓冲活动部分的内部式连接组件进行对两侧悬臂梁1同时连接配合，内部式连接组件包括设置于滑轨10内部的第三弹性元件20；第三弹性元件20将滑轮11与滑轨10轨迹方向的内壁形成连接。

其中，第三弹性元件20采用弹簧，进行滑轮11与滑轨10移动轨道内壁之间的连接。

请参阅图3和5，在进行伸缩缝结构施工以及作业时，具体施工方式如下：

在施工时，同实施例一中的施工方式将滑轨10进行预埋，并将第三弹性元件20进行安装连接。

当悬臂梁1承受地震荷载的作用时，发生沿悬臂梁1轴线方向的相对位移时，第三弹性元件20被压缩或拉伸，起到缓冲和减震作用；弹性填充料3起到吸能和阻尼作用；上述二者共同防止两侧悬臂梁1发生刚性碰撞。

以上实施例仅为本实用新型的一种较优技术方案，本领域的技术人员应当理解，在不脱离本实用新型的原理和本质情况下可以对实施例中的技术方案或参数进行修改或者替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种高烈度区内河架空直立式框架码头的减震伸缩缝结构，其特征在于：包括填充设置在相邻悬臂梁(1)之间伸缩缝内的弹性填充料(3)，通过所述弹性填充料(3)可为相邻所述悬臂梁(1)有效提供扩大式的位移形变空间；

所述弹性填充料(3)下方设置刚性的跨缝板(13)；

所述跨缝板(13)与所述悬臂梁(1)之间具有防破坏间隔，所述悬臂梁(1)底部设置滑轨(10)，而所述跨缝板(13)上固定设置转盘(12)，并在所述转盘(12)的转向活动部分上安装与所述跨缝板(13)移动配合的滑轮(11)；

所述伸缩缝下方设置对相邻所述悬臂梁(1)形成直接连接的第一缓冲活动部分，或对单侧所述悬臂梁(1)形成连接的第二缓冲活动部分。

2.根据权利要求1所述的一种高烈度区内河架空直立式框架码头的减震伸缩缝结构，其特征在于：所述弹性填充料(3)上表面形成防下落阻挡。

3.根据权利要求1所述的一种高烈度区内河架空直立式框架码头的减震伸缩缝结构，其特征在于：所述滑轨(10)沿所述悬臂梁(1)的轴向方向铺设；

且所述滑轨(10)的长度大于所述伸缩缝的宽度。

4.根据权利要求1所述的一种高烈度区内河架空直立式框架码头的减震伸缩缝结构，其特征在于：所述滑轨(10)嵌入式设置于所述悬臂梁(1)内，并与所述悬臂梁(1)内的钢筋(4)连接。

5.根据权利要求1所述的一种高烈度区内河架空直立式框架码头的减震伸缩缝结构，其特征在于：所述弹性填充料(3)上部为倾斜状部分，其倾斜状部分与所述悬臂梁(1)上方的表面层(2)相配合。

6.根据权利要求5所述的一种高烈度区内河架空直立式框架码头的减震伸缩缝结构，其特征在于：所述弹性填充料(3)与所述表面层(2)齐平。

7.根据权利要求1所述的一种高烈度区内河架空直立式框架码头的减震伸缩缝结构，其特征在于：所述悬臂梁(1)的底部设置与所述弹性填充料(3)连接的橡胶垫(14)。

8.根据权利要求1所述的一种高烈度区内河架空直立式框架码头的减震伸缩缝结构，其特征在于：所述第一缓冲活动部分包括设置于所述悬臂梁(1)下方的第一支座、以及第一伸缩套筒(8)；

所述第一伸缩套筒(8)设置于相邻所述第一支座之间，所述第一伸缩套筒(8)内部连接有第一弹性元件(9)，同时在所述第一伸缩套筒(8)的端部与所述第一支座之间连接第一万向节(7)；

所述第一伸缩套筒(8)与所述跨缝板(13)之间具有间隔。

9.根据权利要求1所述的一种高烈度区内河架空直立式框架码头的减震伸缩缝结构，其特征在于：所述第二缓冲活动部分包括外部式连接组件或内部式连接组件；

所述外部式连接组件包括设置于所述悬臂梁(1)下方的第二支座、以及第二伸缩套筒(18)，所述第二伸缩套筒(18)设置于所述第二支座与所述跨缝板(13)之间，所述第二伸缩套筒(18)内部连接有第二弹性元件(19)，同时在所述第二伸缩套筒(18)的端部与所述第二支座之间连接第二万向节(17)。

10.根据权利要求9所述的一种高烈度区内河架空直立式框架码头的减震伸缩缝结构，其特征在于：所述内部式连接组件包括设置于所述滑轨(10)内部的第三弹性元件(20)；所述第三弹性元件(20)将所述滑轮(11)与所述滑轨(10)轨迹方向的内壁形成连接。