[发明专利]一种触发式桥梁抗震双挡块装置

说明书

本发明公开一种触发式桥梁抗震双挡块装置，包括盖梁两端部向上延伸形成的混凝土挡块，混凝土挡块内侧设有预埋钢板；混凝土挡块与主梁之间的盖梁上表面固定设置有钢箱，钢箱上设有上下贯穿的开孔，开孔内插有短挡块，且短挡块上端伸出钢箱的长度大于坑槽的深度；钢箱下方偏离开孔且偏向桥梁外侧的盖梁上表面设有尺寸略大于短挡块横截面尺寸的坑槽；钢箱与主梁间均存有间隙，与预埋钢板间固定设有弹塑性变形装置。本发明能够在中小地震荷载作用下使桥梁上部结构具有自复位功能，强地震动作用下能有效地耗散地震能量并触发第二挡块参与抗震，进而降低横向落梁事故的发生，从而提高桥梁结构的抗震性能，且制造布设简洁，成本低廉。

技术领域

本发明涉及桥梁抗震和桥梁减隔震技术领域，特别涉及一种触发式桥梁抗震双挡块装置。

背景技术

我国是一个多地震的国家，地震不仅给人们带来了巨大的生命财产损失，而且还会带来较多的次生灾害。桥梁结构由于自身抗震性能的不足和抗震措施的选择不当，屡屡受到不同程度的破坏，这不仅给抗震救援增设了一些障碍，而且灾后重建工作也十分艰巨。在历次地震中，挡块由于抗震能力不足而发生破坏，甚至还发生横向落梁事故。因此在研究桥梁地震灾害破坏机理和桥梁结构抗震设计中，如何设计桥梁挡块以防止桥梁横向落梁，一直是桥梁结构抗震领域研究的重要课题。

强地震动作用下桥梁上、下部结构间在横桥向易产生较大的地震位移，主梁将与横向挡块发生碰撞而导致挡块破坏，严重时还可导致横向落梁。本申请人通过阅读大量的文献资料、桥梁挡块专利和多次实地调研后发现很多挡块的功能与适用范围相对单一，在自复位、多级设防与耗散地震能量等方面较差，为实现多种功能常需几种措施配合来完成，这样在很大程度上不仅增加了成本造价和布设空间，而且也使得整个挡块结构显得臃肿庞杂。

发明内容

针对上述问题本发明的目的在于提供一种能够实现多阶段地震设防目的，满足不同地震烈度下桥梁结构抗震需求，降低横向落梁事故，提高桥梁结构抗震性能，同时又可减小布设安装难度和降低制作成本的触发式桥梁抗震双挡块装置。技术方案如下：

一种触发式桥梁抗震双挡块装置，包括盖梁两端部向上延伸形成的混凝土挡块，混凝土挡块内侧设有预埋钢板；混凝土挡块与主梁之间的盖梁上表面固定设置有钢箱，钢箱上设有上下贯穿的开孔，开孔内插有短挡块，且短挡块上端伸出钢箱的长度大于坑槽的深度；钢箱下方偏离开孔且偏向桥梁外侧的盖梁上表面设有尺寸略大于短挡块横截面尺寸的坑槽；钢箱与主梁间均存有间隙，与预埋钢板间固定设有弹塑性变形装置。

进一步的，所述弹塑性变形装置包括两块凸起部向外且相互咬合的波形钢板，两波形钢板凸起部分别固定于钢箱和预埋钢板上，两波形钢板间还设有弹簧。

更进一步的，所述短挡块为钢格构柱、钢实心柱、钢空心柱或预制混凝土柱。

本发明的有益效果是：

1）本发明能够在中小地震荷载作用下使桥梁上部结构具有一定的自复位功能，强地震动作用下能有效地耗散巨大地震能量并触发第二挡块参与抗震，两挡块协同抗震以最大程度地约束桥梁上、下部结构间较大的横向地震位移，进而降低横向落梁事故的发生，从而提高桥梁结构的抗震性能；

2）本发明设置的弹簧在中小地震作用下，可通过弹簧的弹性变形来实现耗散地震和梁体自复位功能，进而发挥本发明的第一道抗震设防功能；

3）本发明设置有弹簧和波形钢板，在地震动强度增至一定程度后，主梁横向撞击钢箱将迫使弹簧和波形钢板发生较大的塑性变形以耗散地震能量，从而发挥本发明的第二道抗震设防功能；

4）本发明设置的弹簧和波形钢板在特别强烈的地震动作用下将产生巨大的塑性变形，从而使短挡块与盖梁预留坑槽的净间距逐渐缩短，当缩短到一定程度后短挡块依靠自重可落入坑槽内，触发第二挡块参与抗震，即发挥第三道抗震设防功能；