自复位减震装置和桥梁自复位系统

申请号 CN202311865000.3 申请日 2023-12-29 公开(公告)号 CN117802917A 公开(公告)日 2024-04-02
申请人 中国铁路经济规划研究院有限公司; 北京交通大学; 中国国家铁路集团有限公司; 发明人 陈良江; 周勇政; 江辉; 高策; 李新; 孙宗磊; 赵会东; 卢文良; 张宇墨; 任阳; 蔡欣爽;
摘要 本 发明 提出一种自复位减震装置和 桥梁 自复位系统,自复位减震装置连接在主梁与桥墩之间,其包括:外管,其一端与所述主梁连接,所述外管内具有复位段和耗能段,所述复位段内设有弹性件,所述耗能段内设有阻尼件;内管,其一端与所述桥墩相连,所述内管的另一端穿设在所述弹性件和所述阻尼件中;其中,在所述内管与所述外管相互靠近或相互远离的状态下,所述弹性件在所述复位段内被压缩。本发明所述的自复位减震装置能够解决目前 铁 路桥梁存在的主体结构震时内 力 大、位移响应显著,震后残余位移大的问题。
权利要求

1.一种自复位减震装置,连接在主梁与桥墩之间,其特征在于,包括:
外管,其一端与所述主梁连接,所述外管内具有复位段和耗能段,所述复位段内设有弹性件,所述耗能段内设有阻尼件;
内管,其一端与所述桥墩相连,所述内管的另一端穿设在所述弹性件和所述阻尼件中;
其中,在所述内管与所述外管相互靠近或相互远离的状态下,所述弹性件在所述复位段内被压缩。
2.根据权利要求1所述的自复位减震装置,其特征在于,所述外管内具有两个所述复位段,两个所述复位段分别位于所述外管的两端,所述耗能段位于两个所复位段之间。
3.根据权利要求1或2所述的自复位减震装置,其特征在于,所述内管在所述复位段的两端分别设有一个第一环形挡板,所述弹性件的两端分别抵靠在两个所述第一环形挡板上;所述内管上至少固定有一对内管挡板,所述弹性件位于两个所述内管挡板之间。
4.根据权利要求3所述的自复位减震装置,其特征在于,所述弹性件为碟簧,所述碟簧的两端设有碟簧挡板,所述碟簧挡板与所述第一环形挡板或者所述内管挡板相抵接。
5.根据权利要求1或2所述的自复位减震装置,其特征在于,所述阻尼件为铅挤压阻尼器,所述铅挤压阻尼器包括位于所述耗能段内的铅筒和挤压,所述铅筒位于所述内管和所述外管之间,所述挤压凸块固定在所述内管的外侧壁上且与所述铅筒的内侧壁挤压接触
6.根据权利要求5所述的自复位减震装置,其特征在于,所述内管在所述耗能段的两端分别设有一个第二环形挡板,所述内管、所述第二环形挡板和所述外管之间形成有容置腔,所述铅筒位于所述容置腔内。
7.根据权利要求1所述的自复位减震装置,其特征在于,所述外管的一端连接有滑块,所述主梁底部设有滑槽,所述滑块位于所述滑槽内以实现所述外管与所述主梁滑动连接;
所述内管的一端设有连接铰,所述桥墩上设有座铰,所述连接铰与所述座铰相连以实现所述内管与所述桥墩铰接。
8.一种桥梁自复位系统,设置在主梁和桥墩之间,其特征在于,包括至少一个如权利要求1‑7中任一项所述的自复位减震装置和至少一个多向活动型支座,所述多向活动型支座为双曲面球型减隔震支座。
9.根据权利要求8所述的桥梁自复位系统,其特征在于,沿垂直所述主梁的延伸方向,所述桥墩分为固定侧和活动侧,所述固定侧和所述活动侧均为设有两个所述多向活动型支座,所述固定侧设有四个所述自复位减震装置,所述活动侧设有两个所述自复位减震装置。
10.根据权利要求9所述的桥梁自复位系统,其特征在于,所述外管的一端连接有滑块,所述主梁底部设有滑槽,所述滑块位于所述滑槽内以实现所述外管与所述主梁滑动连接;
位于所述活动侧的两个所述自复位减震装置的所述滑槽的延伸方向与所述主梁的延伸方向相垂直;位于所述固定侧的两个相对的所述自复位减震装置的所述滑槽的延伸方向与所述主梁的延伸方向相垂直,另两个相对的所述自复位减震装置的所述滑槽的延伸方向与所述主梁的延伸方向相平行。

说明书全文

自复位减震装置和桥梁自复位系统

技术领域

[0001] 本发明涉及桥梁技术领域,尤其涉及一种自复位减震装置和桥梁自复位系统。

背景技术

[0002] 路桥梁作为重要的生命线工程,在地震中一旦发生损伤,不仅会影响结构安全性,更会阻碍铁路干线运营和抢险救灾工作,造成严重的经济损失。对铁路桥梁而言,传统抗震设计理论大多面向“震前预防”和“震时保护”,较少关注震后功能恢复,从而导致桥梁震后维修困难、功能中断时间长,成为“站立的废墟”,造成严重经济损失。
[0003] 现有的铁路桥梁抗震体系主要分为延性抗震体系和减隔震体系。
[0004] 其中,延性抗震体系的桥墩主筋配筋率介于0.5%~4%之间,将固定型支座与活动型支座组合使用,并设置挡。正常运营期间与小震作用下,利用固定支座的抗剪能承担列车荷载、荷载等活载作用,利用活动支座适应温度变形,降低温度应力。中、强震作用下,支座和挡块共同抵抗主梁惯性力,从而有效防止落梁,此时桥墩可进入塑性状态,耗散地震能量。对于延性抗震体系,强震作用下桥墩内力显著增加,并逐渐进入塑性,导致桥墩底部严重损伤,易发生支座与挡块剪断等震害;震后,桥梁使用功能长时间中断,支座需及时更换,桥墩需予以修补甚至拆除重建。
[0005] 减隔震体系的桥墩基本不参与耗能,其截面尺寸和配筋率可适当降低,支座采用固定型减隔震支座与活动型减隔震支座多向活动型支座组合使用,可加设阻尼器增强耗能能力。正常运营期间与小震作用下,利用固定支座的抗剪能力承担列车荷载、风荷载等活载作用,利用活动支座适应温度变形,降低温度应力。中、强震作用下,固定支座剪力销剪断,转为活动支座,从而延长结构周期,隔绝地震作用,并利用支座摩擦机制协同阻尼器共同耗散地震能量。对于减隔震体系,强震作用下固定支座剪断,墩,梁相对位移显著增加,易发生梁间碰撞并产生位移累积,尤其是近断层地震动与主余震序列地震动作用下落梁概率较大;震后,桥梁使用功能较长时间中断,支座与阻尼器均需更换,墩梁之间存在较大的残余位移,甚至发生落梁,复位困难。
[0006] 值得一提的是,当前针对建筑和公路桥梁提出了多种自复位减震装置或体系,有助于结构震后快速恢复,但是仍存在以下问题:
[0007] (1)由于铁路桥梁存在上部结构自重大、桥墩刚度大和列车荷载大等显著特点,既有的自复位体系难以适用于铁路桥梁,特别是目前尚缺乏专针对铁路桥梁的自复位体系及其设计方法,阻碍了铁路桥梁韧性结构体系的发展,为铁路桥梁长周期地震安全运营与灾后重建埋下了潜在的风险。
[0008] (2)虽然现有的自复位减震装置与体系能够显著减小结构残余位移,但震后仍需更换支座、耗能装置等主要构件,尚不能实现震后基本无损伤的性能目标,并且应尽量进一步减小装置体积,以便于施工安装,因此小体积、大耗能、强韧性的无损伤自复位减震装置的结构仍有待进一步设计。
[0009] (3)现有的自复位减震装置均需施加初始预应力以满足桥梁刚度与复位需求,但较大的初始预应力使其难以适应温度效应产生的桥梁纵向变形,从而使桥梁内力显著提升,降低结构耐久性,有必要提出相应解决方案。

发明内容

[0010] 本发明的目的是提供一种自复位减震装置和桥梁自复位系统,解决目前铁路桥梁存在的主体结构震时内力大、位移响应显著,震后残余位移大的问题。
[0011] 一方面,本发明提供一种自复位减震装置,连接在主梁与桥墩之间,其包括:
[0012] 外管,其一端与所述主梁连接,所述外管内具有复位段和耗能段,所述复位段内设有弹性件,所述耗能段内设有阻尼件;
[0013] 内管,其一端与所述桥墩相连,所述内管的另一端穿设在所述弹性件和所述阻尼件中;
[0014] 其中,在所述内管与所述外管相互靠近或相互远离的状态下,所述弹性件在所述复位段内被压缩。
[0015] 在本发明的一个较佳的实施方式中,所述外管内具有两个所述复位段,两个所述复位段分别位于所述外管的两端,所述耗能段位于两个所复位段之间。
[0016] 在本发明的一个较佳的实施方式中,所述内管在所述复位段的两端分别设有一个第一环形挡板,所述弹性件的两端分别抵靠在两个所述第一环形挡板上。
[0017] 在本发明的一个较佳的实施方式中,所述内管上至少固定有一对内管挡板,所述弹性件位于两个所述内管挡板之间。
[0018] 在本发明的一个较佳的实施方式中,所述弹性件为碟簧,所述碟簧的两端设有碟簧挡板,所述碟簧挡板与所述第一环形挡板或者所述内管挡板相抵接。
[0019] 在本发明的一个较佳的实施方式中,所述阻尼件为铅挤压阻尼器,所述铅挤压阻尼器包括位于所述耗能段内的铅筒和挤压凸块,所述铅筒位于所述内管和所述外管之间,所述挤压凸块固定在所述内管的外侧壁上且与所述铅筒的内侧壁挤压接触
[0020] 在本发明的一个较佳的实施方式中,所述内管在所述耗能段的两端分别设有一个第二环形挡板,所述内管、所述第二环形挡板和所述外管之间形成有容置腔,所述铅筒位于所述容置腔内。
[0021] 在本发明的一个较佳的实施方式中,所述外管的一端连接有滑块,所述主梁底部设有滑槽,所述滑块位于所述滑槽内以实现所述外管与所述主梁滑动连接。
[0022] 在本发明的一个较佳的实施方式中,所述内管的一端设有连接铰,所述桥墩上设有座铰,所述连接铰与所述座铰相连以实现所述内管与所述桥墩铰接。
[0023] 另一方面,本发明还提供一种桥梁自复位系统,设置在主梁和桥墩之间,其包括至少一个如上所述的自复位减震装置和至少一个多向活动型支座。
[0024] 在本发明的一个较佳的实施方式中,所述多向活动型支座为双曲面球型减隔震支座。
[0025] 在本发明的一个较佳的实施方式中,沿垂直所述主梁的延伸方向,所述桥墩分为固定侧和活动侧,所述固定侧和所述活动侧均为设有两个所述多向活动型支座,所述固定侧设有四个所述自复位减震装置,所述活动侧设有两个所述自复位减震装置。
[0026] 在本发明的一个较佳的实施方式中,所述外管的一端连接有滑块,所述主梁底部设有滑槽,所述滑块位于所述滑槽内以实现所述外管与所述主梁滑动连接;位于所述活动侧的两个所述自复位减震装置的所述滑槽的延伸方向与所述主梁的延伸方向相垂直;位于所述固定侧的两个相对的所述自复位减震装置的所述滑槽的延伸方向与所述主梁的延伸方向相垂直,另两个相对的所述自复位减震装置的所述滑槽的延伸方向与所述主梁的延伸方向相平行。
[0027] 与现有技术相比,本发明所述的技术方案具有以下特点和优点:
[0028] 1、本发明所述的自复位减震装置在震时由铅挤压阻尼器耗散地震能量,尤其是施加初始预应力的铅挤压阻尼器具有更为优异的耗能能力和耗能稳定性;震后碟簧初始预应力与弹性恢复力推动墩梁复位,铅挤压阻尼器由于自身的动态恢复与再结晶特性,可重复使用而不发生性能退化,因此本发明所述的自复位减震装置具有高耗能、自复位、无损伤的优点。
[0029] 2、本发明所述的桥梁自复位系统中的自复位减震装置承担正常运营期间的列车平荷载等活荷载,多向活动型支座仅承担竖向荷载,不存在抗震体系的震时固定状态与减隔震体系的剪力键退出机制,使其在地震过程中处于受控运动状态,其位移、内力响应相比于其他结构体系更为均衡。另一方面,水平与竖向承载功能的分离使得多向活动型支座基本不发生损伤,结合所提出的无损伤的自复位减震装置,可实现桥梁结构体系震后基本无损伤的性能目标,从而为轨道列车系统提供即时通行能力,从而有效解决了铁路减隔震桥梁易落梁、难修复的问题。
[0030] 3、本发明所述的自复位减震装置与主梁和桥墩之间采用的一端铰接、一端滑动连接方案,滑动连接可使自复位减震装置适应铁路梁桥的温度变形、降低体系内力,解决了既有自复位减震装置难以适应温度变形的问题,铰接可避免沉降、竖向地震动作用等导致的节点处弯矩过大的问题。附图说明
[0031] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其它的附图。在附图中:
[0032] 在此描述的附图仅用于解释目的,而不意图以任何方式来限制本发明公开的范围。另外,图中的各部件的形状和比例尺寸等仅为示意性的,用于帮助对本发明的理解,并不是具体限定本发明各部件的形状和比例尺寸。本领域的技术人员在本发明的教导下,可以根据具体情况选择各种可能的形状和比例尺寸来实施本发明。
[0033] 图1为本发明所述自复位减震装置的第一状态的结构示意图;
[0034] 图2为本发明所述自复位减震装置的第二状态的结构示意图;
[0035] 图3为本发明所述自复位减震装置的第三状态的结构示意图;
[0036] 图4为本发明所述自复位减震装置与主梁和桥墩的连接结构示意图;
[0037] 图5为本发明所述主梁上的连接结构示意图;
[0038] 图6为本发明所述桥墩上的连接结构示意图;
[0039] 图7为本发明所述桥梁自复位系统的结构示意图;
[0040] 图8为本发明所述桥梁自复位系统分布位置示意图。
[0041] 附图标号说明:
[0042] 1、自复位减震装置;2、多向活动型支座;3、主梁;4、桥墩;
[0043] 10、外管;11、复位段;12、弹性件;121、碟簧挡板;13、耗能段;14、阻尼件;141、挤压凸块;142、铅筒;15、第一环形挡板;16、第二环形挡板;17、滑块;
[0044] 20、内管;21、内管挡板;22、连接铰;
[0045] 30、固定螺栓;31、预埋板;32、滑槽;33、座铰;
[0046] A、固定侧;B、活动侧。

具体实施方式

[0047] 为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例,都应当属于本发明保护的范围。
[0048] 需要说明的是,当元件被称为“设置于”另一个元件,它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的,并不表示是唯一的实施例。
[0049] 除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
[0050] 实施方式一:
[0051] 如图1至图6所示,本发明提供一种自复位减震装置1,连接在主梁3与桥墩4之间,其包括:外管10,其一端与主梁3连接,外管10内具有复位段11和耗能段13,复位段11内设有弹性件12,耗能段13内设有阻尼件14;内管20,其一端与桥墩4相连,内管20的另一端穿设在弹性件12和阻尼件14中;其中,在内管20与外管10相互靠近或相互远离的状态下,弹性件12在复位段11内被压缩。
[0052] 本发明所述的自复位减震装置1应用在铁路桥梁的主梁3和桥墩4之间,其能够在震时吸收主梁3和桥墩4之间的相对位移和地震能量,并能够在震后恢复主梁3和桥墩4的相对位置,进而避免铁路桥梁在地震时发生不可逆转的破坏。
[0053] 具体的,如图1所示,本发明所述的自复位减震装置1主要包括套设在一起且能够相对移动的内管20和外管10,外管10的远离内管20的一端与主梁3的相连,内管20远离外管10的一端与桥墩4相连,内管20穿设在外管10内且能够沿外管10的轴线方向移动。在本实施例中,内管20和外管10均为一段中空的管状结构,内管20和外管10的截面形状并不局限于圆形,也可以为矩形等其他形状,内管20和外管10的截面形状和大小可以根据实际需要进行设计。
[0054] 进一步的,沿外管10的轴线方向,其内部可分复位段11和耗能段13,设置在复位段11内的弹性件12能够提供沿外管10的轴线方向的弹性力,设置在耗能段13内的阻尼件14能够提供沿外管10的轴线方向的阻力。内管20穿设在弹性件12和阻尼件14内且能够与弹性件
12和阻尼件14之间产生相互作用。
[0055] 如图2所示,当内管20和外管10在桥墩4和主梁3的带动下相互远离的情况下,位于耗能段13内的阻尼件14能够提供沿外管10的轴向向右的阻力,吸收震时瞬间产生的巨大能量,避免内管20和外管10之间的位移过大,同时位于复位段11内的弹性件12随着内管20和外管10的相互远离而被压缩,震后在弹性件12的弹性回复力的作用下,内管20和外管10之间的相对位置能够从图2所示的状态恢复至图1所示的状态。
[0056] 如图3所示,当内管20和外管10在桥墩4和主梁3的带动下相互靠近的情况下,位于耗能段13内的阻尼件14能够提供沿外管10的轴向向左的阻力,吸收震时瞬间产生的巨大能量,避免内管20和外管10之间的位移过大,同时位于复位段11内的弹性件12随着内管20和外管10的相互靠近而被压缩,震后在弹性件12的弹性回复力的作用下,内管20和外管10之间的相对位置能够从图3所示的状态恢复至图1所示的状态。
[0057] 下文将对本发明所述的自复位减震装置1较佳的实施方式的结构和技术效果作进一步的说明。
[0058] 根据本发明的一个实施方式,如图1至图3所示,外管10内具有两个复位段11,两个复位段11分别位于外管10的两端,耗能段13位于两个复位段11之间。
[0059] 内管20的两端分别设有一个复位段11,每个复位段11内设有一个弹性件12,耗能段13设置在两个复位段11之间,上述设置方式,一方面能够避免单个弹性件12的长度过长,进而导致内力分布不均匀,另一方面也能够保证内管20与外管10在相对移动过程中的受力平衡。
[0060] 根据本发明的一个实施方式,如图1至图3所示,内管20在复位段11的两端分别设有一个第一环形挡板15,弹性件12的两端分别抵靠在两个第一环形挡板15上。
[0061] 具体的,如图1所示,第一环形挡板15为成型在外管10内侧面上的环形板,其沿外管10的径向方向朝向内管20延伸设置,第一环形挡板15中间形成有通孔,内管20从该通孔中穿过。复位段11的两端且轴向相对的两个第一环形挡板15之间形成有弹性件12的容置空间,弹性件12的两端分别抵靠在两个第一环形挡板15上,由于第一环形挡板15在弹性件12两端的限位作用,使得弹性件12仅能够在该容置空间内被压缩或者恢复。
[0062] 较佳的,对设置在两个第一环形挡板15之间的弹性件12施加一定的预应力,也即在弹性件12的两端分别抵靠在第一环形挡板15的状态下,弹性件12处于被压缩的状态;换而言之,复位段11内的弹性件12仅能够被进一步压缩或者从被进一步压缩的状态恢复至压缩的状态。
[0063] 进一步的,如图1至图3所示,内管20上至少固定有一对内管挡板21,弹性件12位于两个内管挡板21之间。
[0064] 具体的,内管挡板21在内管20上的轴向位置固定,一对内管挡板21与两个第一环形挡板15相互配合以实现内管20与外管10相互远离或靠近时压缩弹性件12。一对内管挡板21中的两个内管挡板21的轴向距离与两个第一环形挡板15的轴向距离相同,内管挡板21的外径小于或者等于第一环形挡板15的内径。如图1所示,在内管20与外管10未发生相对位移的状态下,内管挡板21位于第一环形挡板15的通孔内,弹性件12的两端均与第一环形挡板
15和内管挡板21相抵接。
[0065] 在本实施例中,外管10的两端分别设有一个弹性件12,相应的,内管20的两端分别设有一对内管挡板21与两个弹性件12相对应。
[0066] 如图2所示,在内管20与外管10相互远离的状态下,左侧的内管挡板21在内管20的带动下与弹性件12的左端相分离,弹性件12的左端抵靠在左侧的第一环形挡板15上,同时弹性件12的右端在右侧的内管挡板21的推动下与右侧的第一环形挡板15相分离,弹性件12被压缩。
[0067] 如图3所示,在内管20与外管10相互靠近的状态下,右侧的内管挡板21在内管20的带动下与弹性件12的右端相分离,弹性件12的右端抵靠在右侧的第一环形挡板15上,同时弹性件12的左端在左侧的内管挡板21的推动下与左侧的第一环形挡板15相分离,弹性件12被压缩。
[0068] 根据本发明的一个实施方式,如图1至图3所示,弹性件12为碟簧,碟簧的两端设有碟簧挡板121,碟簧挡板121与第一环形挡板15或者内管挡板21相抵接。
[0069] 碟簧经过预压后两两对合串联在一起,在每组碟簧的两端分别设有一个碟簧挡板121,碟簧挡板121为一个圆形的板件,碟簧挡板121的直径大于第一环形挡板15的内径且小于外管10的内径,保证碟簧能够在两个第一环形挡板15之间移动并能够被两个第一环形挡板15限位。
[0070] 根据本发明的一个实施方式,如图1至图3所示,阻尼件14为铅挤压阻尼器,铅挤压阻尼器包括位于耗能段13内的铅筒142和挤压凸块141,铅筒142位于内管20和外管10之间,挤压凸块141固定在内管20的外侧壁上且与铅筒142的内侧壁挤压接触。
[0071] 铅筒142是由铅制成的筒状结构,其设置在外筒的耗能段13内,内管20从铅筒142的中部穿过,且内管20的外侧壁上形成有能够与铅筒142的内侧壁挤压接触的挤压凸块141,挤压凸块141为形成在内管20外侧壁上且径向向外延伸的环形凸起,挤压凸块141直接与铅筒142的内侧壁挤压并在铅筒142的内侧壁上形成相应的挤压环槽。为了提高铅挤压阻尼器的耗能作用,沿内管20的轴线方向,内管20的外侧壁上间隔设有多个挤压凸块141。
[0072] 在内管20与外管10发生相对错动的过程中,内管20带动挤压凸块141运动,挤压铅筒142产生塑性流动,进而耗散地震能量;由于铅具有动态恢复和再结晶特性,基本不会产生疲劳破坏,震后通过碟簧复位后无需更换,可实现震后基本无损伤的性能。另外值得注意的是,铅筒142在加工制作过程中,由于温度变化效应,极易产生较大孔隙率(8%~13%),从而显著降低其耗能能力及稳定性,并增大体积,针对这一问题,对铅筒142施加初始预应力,以压缩铅筒142体积,降低内部孔隙率,进一步提升铅挤压阻尼器的耗能能力与耗能稳定性。
[0073] 根据本发明的一个实施方式,如图1至图3所示,内管20在耗能段13的两端分别设有一个第二环形挡板16,内管20、第二环形挡板16和外管10之间形成有容置腔,铅筒142位于容置腔内。
[0074] 第二环形挡板16为成型在外管10内侧面上的环形板,其沿外管10的径向方向朝向内管20延伸设置,第二环形挡板16中间形成有通孔,内管20从该通孔中穿过,通孔内径与内管20的外径相同,进而在内管20、第二环形挡板16和外管10之间形成相对密闭且呈环柱状的容置腔,铅筒142设置在该容置腔内。
[0075] 根据本发明的一个实施方式,如图4至图5所示,外管10的一端连接有滑块17,主梁3底部设有滑槽32,滑块17位于滑槽32内以实现外管10与主梁3滑动连接。
[0076] 如图5所示,主梁3的底部预埋有钢板,通过固定螺栓30在钢板上连接滑槽32,滑槽32用于与外管10上的滑块17滑动连接,滑块17在滑槽32内滑动以适应温度变化所引起主梁
3在纵向方向(沿垂直于主梁3延伸方向的水平方向)上的位移。
[0077] 根据本发明的一个实施方式,如图4至图6所示,内管20的一端设有连接铰22,桥墩4上设有座铰33,连接铰22与座铰33相连以实现内管20与桥墩4铰接。
[0078] 如图6所示,桥墩4的顶部预埋有钢板,通过固定螺栓30在钢板上连接座铰33,座铰33用于与内管20上的连接铰22铰接,通过座铰33与连接铰22的铰接避免节点处弯矩增加导致的自复位减震装置1的损伤。
[0079] 实施方式二:
[0080] 如图7和图8所示,本发明还提供一种桥梁自复位系统,设置在主梁3和桥墩4之间,其包括至少一个如实施方式一中所述的自复位减震装置1和至少一个多向活动型支座2。
[0081] 主梁3可根据所选用的桥梁类型,可以选择简支梁或连续梁;桥墩4采用低配筋率重力式桥墩,配筋率低于0.5%。自复位减震装置1连接在主梁3桥墩4之间用于吸收水平面上的纵向或者横向的位移,多向活动型支座2为双曲面球型减隔震支座其用于承担竖向支撑。主梁3和桥墩4之间的自复位减震装置1和多向活动型减震支座的设置位置和数量可以根据实际的减震需要进行确定。
[0082] 根据本发明的一个实施方式,如图8所示,沿垂直主梁3的延伸方向,桥墩4分为固定侧A和活动侧B,固定侧A和活动侧B均为设有两个多向活动型支座2,固定侧A设有四个自复位减震装置1,四个自复位减震装置1围设在两个多向活动型支座2的外侧,活动侧B设有两个自复位减震装置1,两个自复位减震装置1分别位于两个多向活动型支座2的相对两侧。
[0083] 进一步的,位于活动侧B的两个自复位减震装置1的滑槽32的延伸方向与主梁3的延伸方向相垂直;位于固定侧A的两个相对的自复位减震装置1的滑槽32的延伸方向与主梁3的延伸方向相垂直,另两个相对的自复位减震装置1的滑槽32的延伸方向与主梁3的延伸方向相平行。
[0084] 本发明所述的桥梁自复位系统基于“功能分离”原则,在正常运营期间,多向活动型支座2承担竖向荷载,自复位减震装置1承担主要的水平荷载,取消了既有铁路桥梁常用的固定支座与剪力键,可在中、强地震作用下使多向活动型支座2免于损伤。
[0085] 通过自复位减震装置1中碟簧的初始预应力和铅挤压阻尼器的阻尼力协同工作,可满足列车荷载、风荷载等活动载荷所需的强度和刚度需求,通过主梁3上的滑槽32适应温度变化所引起的主的纵向位移。
[0086] 地震作用下,主梁3和桥墩4之间由于初始预应力的施加,发生受控的相对位移,在这一过程中多向活动型支座2发挥隔震功能和一定的减震功能,自复位减震装置1利用铅挤压阻尼器耗能,由于铅挤压阻尼器的初始预应力,可提供相比其他减隔措施更高且更为稳定的耗能能力;震后碟簧的初始预应力与弹性恢复力推动主梁3与桥墩4复位,多向活动型支座2和自复位减震装置1均恢复至初始位置,铅挤压阻尼器由于动态回复与再结晶特性,可免于损伤,震后仅需检修、无需更换,本发明所述的桥梁自复位系统可实现铁路桥梁震后无损伤的目标。
[0087] 以上的具体实施例,对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明,所应理解的是,以上仅为本发明的具体实施例而已,并不用于限定本发明的保护范围,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
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