[发明专利]一种桥梁抗震防撞一体式自复位保护装置

说明书

本发明提供一种桥梁抗震防撞一体式自复位保护装置，属于桥梁结构安全防护的技术领域，包括上部防护装置、弹簧消能组件和下部防护装置；上部防护装置包括主梁锚固组件、缆索锚固组件和防落梁缆索；弹簧消能组件包括内环套、外环套、竖向弹簧和水平向弹簧；下部防护装置包括形状记忆合金网、连接索、套设在桥墩外的安装环以及连接于承台的地锚组件；多个连接索沿着桥墩的周向设置；形状记忆合金网安装在连接索、安装环以及地锚组件上，将桥墩包裹在内。该装置将桥梁抗震与抗车辆撞击结合起来，减少施工难度及工程量，同时该装置本身具有较强的自复位能力，在震后或车辆撞击后无需或只需少量修复，即可继续正常使用。

技术领域

本发明涉及桥梁结构安全防护的技术领域，特别是涉及一种桥梁抗震防撞一体式自复位保护装置。

背景技术

地震作为一种突发性的自然灾害，对人民的生命财产造成严重威胁。桥梁结构作为生命线工程的重要组成部分，对抗震救灾及灾后恢复具有重要意义。然而早期桥梁的抗震设计不足且随着服役时间的增长，其抗震性能不断退化，需要采取一定措施改善既有桥梁的抗震性能。随着城市的发展以及交通量的增加，为提高交通效率和交通安全，大量的立交桥梁、人行天桥不断涌现，然而由于车流量的增加及车速的提高，车辆撞击桥梁结构的风险不断增加。车辆撞击桥梁不仅给乘车人员带来严重的生命财产损失，严重的还会造成桥梁破坏甚至倒塌，给桥上、桥下的行人以及交通安全带来严重威胁。为此，针对城市中大量的人行桥梁以及立交桥梁，设置一定的安全防撞保护设施保证其抗震及抗车辆撞击能力十分必要。

桥梁的常用抗震加固方法有：增大截面尺寸和配筋、粘贴钢板、粘贴高强复合纤维材料、更换减隔震支座以及采用阻尼器等。常见的防撞措施有：增加桥墩截面尺寸、设置混凝土防撞块以及钢管防撞墩等。以上措施虽能有效减少地震及车辆撞击对桥墩结构造成的破坏，但其建造设置成本较高，易破坏，使用效率较低；拆除重建的过程势必会对既有的交通造成干扰，严重影响既有交通线路的正常运行。

发明内容

本发明的目的在于提供一种桥梁抗震防撞一体式自复位保护装置，将桥梁抗震与抗车辆撞击结合起来，减少施工难度及工程量，同时该保护装置本身具有较强的自复位能力，在震后或车辆撞击后无需或只需少量修复，即可继续正常使用。

为实现上述目的，本发明提供一种桥梁抗震防撞一体式自复位保护装置，包括上部防护装置、弹簧消能组件和下部防护装置；上部防护装置包括设置在主梁上的主梁锚固组件、设置在弹簧消能组件上的缆索锚固组件以及两端分别与主梁锚固组件和缆索锚固组件连接的防落梁缆索；弹簧消能组件包括内环套、外环套、竖向弹簧和水平向弹簧；内环套包裹在桥墩外，且能沿着桥墩转动和上下滑动，通过竖向弹簧和水平向弹簧与外环套连接；下部防护装置包括形状记忆合金网、多个连接索、套设在桥墩外的多个安装环以及连接于承台的地锚组件；多个连接索沿着桥墩的周向设置，两端分别与弹簧消能组件和地锚组件连接；形状记忆合金网安装在连接索、安装环以及地锚组件上，将桥墩包裹在内。

进一步地，竖向弹簧和水平向弹簧均为形状记忆合金超弹性弹簧；超弹性弹簧的超弹性系数应大于60%。

进一步地，连接索为高强钢丝索。

进一步地，形状记忆合金网为形状记忆合金钢丝网。

进一步地，地锚组件包括地脚螺栓、螺母以及包裹在桥墩外的环形连接件；地脚螺栓的底端埋入承台内，顶端通过螺母与环形连接件连接，在车辆行驶方向地脚螺栓距离桥墩底部的距离小于在车辆行驶的垂直方向地脚螺栓距离桥墩底部的距离。

进一步地，安装环包括环形固定板和限位环；弹簧消能组件和环形固定板之间、相邻两个环形固定板之间以及环形固定板和环形连接件之间均设置有限位环。

进一步地，外环套的外侧板或内环套的下侧板上设置有耳板；连接索的顶端连接在耳板上，底端通过连接器连接在环形连接件上；连接器对连接索施加初应力。

进一步地，形状记忆合金网通过扣件固定在连接索、环形固定板和限位环上。