[发明专利]销孔式防落梁装置

说明书

技术领域：

本发明涉及一种桥梁用防落梁装置，特别是一种销孔式防落梁装置。

背景技术：

地震是对人类生存安全危害最大的自然灾害之一，我国是世界上地震活动最强烈和地震灾害最严重的国家之一。桥梁是生命线工程，肩负着抗震救灾和灾后重建的重任。在汶川地震中，由于汶川县及其周围多座桥梁受到严重破坏，救灾人员和物资迟迟不能从陆路进入，对灾区救援产生了极大的阻碍作用。

震害调查是桥梁抗震研究的基础。历次震害调查表明：落梁是发生频次最高、破坏性最大、修复最为困难的桥梁震害形式。1989年美国洛马普里埃塔地震中，由于设计低估了相邻桥跨间相对位移，预留的支承面太窄，致使旧金山奥克兰海湾大桥引桥的一跨落梁；1995年日本阪神地震中，由于主桥和引桥间的相对位移过大，桥墩的支承面太窄，而支座、连接限位构件又失效，导致西宫港大桥引桥的一跨落梁；2008年我国汶川地震中，百花大桥和庙子坪大桥也都是因为上部结构位移过大而引起落梁破坏。

防落梁装置是指在桥梁中为防止主梁从墩台脱离或坠落而在二者间设置的限位装置。防落梁装置可以限制桥梁伸缩缝处相邻梁体或墩梁纵（横）向的相对位移，是防止落梁破坏的有效措施。日本在1968年新泻地震后就要求桥梁采用防落梁装置。美国在1971年圣费尔南多地震后就要求对存在落梁隐患的桥梁进行加固。1976年危地马拉地震中三座桥梁的地震反应充分显示了防落梁装置的有效性：本次地震中，一座没有设置防落梁装置的5跨桥梁中的3跨发生落梁，而另外两座设置防落梁装置的桥梁仅仅受到轻微的损害。但是，目前我国高烈度区的已建和在建桥梁却很少采用防落梁装置。

鉴于我国严峻的抗震形势和大规模桥梁建设的现状，有必要研发出构造简单、受力清晰、效果明显的防落梁装置，使其有效限制桥梁在地震作用下的过大位移，防止落梁等突发性破坏的发生。

发明内容：

有鉴于国内防落梁装置的匮乏，本发明公开一种销孔式防落梁装置，该装置可有效控制地震作用下桥梁上部结构与下部结构间发生的过大相对位移，降低了落梁等震害发生的概率。

本发明的销孔式防落梁装置，其包括固定端组件、活动端组件、限位组件，所述固定端组件包括固定端钢板、固定端接头；所述固定端钢板为开孔开口式槽型钢；所述开孔为2个，均为圆形；所述固定端接头为销耳式开孔连接件，其焊接在固定端钢板的一端；所述活动端组件包括活动端钢板、活动端接头；所述活动端钢板为开孔式平钢板；所述开孔为2个，均为跑道型；所述活动端接头为销耳式开孔连接件，其焊接在活动端钢板与固定端接头相对的一端；所述限位组件包括一阶抗剪销、一阶螺母、一阶垫片、二阶抗剪销、二阶螺母、二阶垫片；所述一阶抗剪销上端设有螺纹，从底部依次穿过固定端钢板的下钢板开孔、活动端钢板开孔、固定端钢板的上钢板开孔与一阶螺母连接；所述一阶螺母底面设有一阶垫片；所述二阶抗剪销上端设有螺纹，从底部依次穿过固定端钢板的下钢板开孔、活动端钢板开孔、固定端钢板的上钢板开孔与二阶螺母连接；所述二阶螺母底面设有二阶垫片；所述活动端钢板插入固定端钢板的槽口内，通过限位组件将固定端组件与活动端组件连接。

本发明的销孔式防落梁装置，一阶抗剪销的直径小于二阶抗剪销的直径；一阶螺母与一阶抗剪销拧紧后，与抗剪销的上端头焊死，二阶螺母与二阶抗剪销拧紧后，与抗剪销的上端头焊死；销孔式防落梁装置组装完成后，通过活动端接头与桥梁的上部结构相连，通过固定端接头与桥梁的下部结构相连。

本发明的工作机理是：在桥梁正常运营阶段，活动端组件可通过导向孔自由滑动，该装置不参与结构受力；在地震作用下，当装置连接两端的桥梁构件，如上、下部结构间的相对位移大于导向孔的设计滑动量时，抗剪销开始受力，依靠其抗剪能力限制相对位移的进一步增大；当一阶抗剪销所受剪力大于其抗剪承载力时，即被剪断，此时二阶抗剪销继续发挥作用；当二阶抗剪销所受剪力大于其抗剪承载力时，该装置失效。

本发明的优点在于：通过一阶抗剪销的剪断，可使地震能力得到一定释放；通过二阶抗剪销可限制桥梁地震位移的继续增大，避免了落梁和碰撞破坏的发生；同时，该装置概念清晰，原理明确，制作简单，便于应用。

附图说明：

图1为销孔式防落梁装置的剖面图。

图2为销孔式防落梁装置的俯视图。

图3为销孔式防落梁装置的A-A剖面图。

图中：1、活动端接头，2、活动端钢板，3、固定端钢板，4、固定端接头，5、一阶抗剪销，6、一阶螺母，7、一阶垫片，8、二阶抗剪销，9、二阶螺母，10、二阶垫片。

具体实施方式：