[发明专利]减震榫、弹塑性防落梁限位装置及其安装方法

说明书

本发明公开了一种减震榫、弹塑性防落梁限位装置及其安装方法，该减震榫是沿轴心线方向为变截面的榫体；所述弹塑性防落梁限位装置包括梁底预埋套筒组件、墩顶预埋套筒组件及安装于二者之间的减震榫，所述梁底预埋套筒组件埋设于梁底板混凝土内，所述墩顶预埋套筒组件埋设于墩顶混凝土内。本发明构造简单、受力明确、具有减隔震效果，其在桥梁正常工作阶段能自由释放温度力、在地震作用下具有限制桥梁过大位移、减震耗能、防止落梁的功能，安装操作简单。

技术领域

本发明涉及桥梁减隔震技术领域，尤其涉及一种减震榫、弹塑性防落梁限位装置及其安装方法。

背景技术

落梁是桥梁震害的主要形式之一，不但发生频次高、破坏性大，而且修复也极为困难。桥梁抗震设计的通常做法是针对不同桥梁结构形式采取各种约束装置以防止桥梁结构在地震作用下发生落梁破坏。

目前，常用的防落梁装置有两类：一类是梁与下部结构间相互作用的限位装置，如阻挡型限位装置，包括挡块式限位装置和锚固钢棒式限位装置，该类限位装置直接把主梁的地震力传递到桥墩或桥台；另一类为梁体间直接连接的连梁装置，如预应力钢绞线连接式、缆索连接式、钢板连接式、阻尼器连接式等，该类连梁装置是通过连接各个分离的梁段，使其在地震中各个梁段之间实现地震力的传递。

连梁装置不适合铁路桥梁使用，主要原因是采用连梁装置后与梁上的无缝线路形成一个复杂的结构体系，在正常的制动力、温度力作用下，无缝线路的受力复杂化，甚至对轨道扣件产生影响。特别是高速铁路采用整体道床结构，难以把控轨道结构与桥梁梁体之间的相对位移。

挡块式限位装置经常用作桥梁包括铁路桥梁的防落梁限位装置，但是这种限位装置的纵向和横向是分开的，由型钢制成，体积偏大。挡块式限位装置的不足表现为：

（1）其工作性能受挡块与支承垫石之间的间隙控制。当间隙小时不能有效释放梁体的温度力，当间隙大时在地震发生时会出现挡块与支承垫石的碰撞，从而影响防落梁功能；

（2）地震时挡块的受力变形无法准确计算，碰撞效应及其损伤难以估算；

（3）梁体位移时，只有一侧的挡块发挥作用，且挡块为各向异性构件，存在明显的弱轴方向。

在桥梁抗震或减隔震设计中，梁体与墩身的最大相对水平位移的控制十分重要，一方面是需要限制上部结构不产生过大的震后位移，防止落梁，减少震后修复的难度；另一方面是需要保证减隔震装置不致超过其所容许的最大极限位移，造成减隔震装置的失效或破坏。

发明内容

本发明的目的在于提供一种减震榫、弹塑性防落梁限位装置及其安装方法，其构造简单、受力明确、具有减隔震效果，其在桥梁正常工作阶段能自由释放温度力、在地震作用下具有限制桥梁过大位移、减震耗能、防止落梁的功能，安装操作简单。

为了实现上述目的，本发明提供一种减震榫，其中该减震榫是沿轴心线方向为变截面的榫体。

优选地，该减震榫由低合金结构钢LY345FLL制成。

优选地，所述减震榫由上向下依次由上坎固段、变形段及下坎固段连接组成，所述上坎固段为横截面沿轴心线方向由上向下呈渐扩的锥形体，所述变形段为上、下部粗、中部细的凹腰鼓形，所述下坎固段为横截面沿轴心线方向由上向下呈渐缩的倒锥形体。

优选地，该减震榫的横截面为圆形。

一种弹塑性防落梁限位装置，其中包括梁底预埋套筒组件、墩顶预埋套筒组件及弹性安装于二者之间的所述的减震榫，所述梁底预埋套筒组件埋设于梁底板混凝土内，所述墩顶预埋套筒组件埋设于墩顶混凝土内。

优选地，所述梁底预埋套筒组件包括上套筒和下套筒，所述上套筒套接于下套筒的上端，所述下套筒的上端安装有上限位环，所述减震榫的上端抵在上限位环上，所述上限位环与减震榫之间设置有用于释放温度力水平位移的第一间隙。