[发明专利]近断层桥梁用减震耗能三向限位金属阻尼装置及安装方法

说明书

本发明公开了一种近断层桥梁用减震耗能三向限位金属阻尼装置及安装方法，该装置包括弹塑性限位减震耗能杆和可调式连接板，可调式连接板上设有内孔，弹塑性限位减震耗能杆各横截面可同时进入屈服状态实现最大的延性变形，弹塑性限位减震耗能杆底部连接于桥墩或者桥塔横梁或者拱肋横梁的顶部，弹塑性限位减震耗能杆顶部伸入内孔，且其顶部周缘顺桥向相对的两侧抵接于内孔壁，其顶部横桥向相对的两侧与内孔壁之间具有间距n，n≥0，可调式连接板上连接有上部连接件，弹塑性限位减震耗能杆顶部设有吊耳，内孔对应的上部连接件底部设有抗拔拉环，吊耳顶端与抗拔拉环底端之间具有间隙，抗拔拉环和吊耳通过抗拔拉索连接。

技术领域

本发明涉及桥梁领域，特别涉及一种近断层桥梁用减震耗能三向限位金属阻尼装置及安装方法。

背景技术

现有大跨度桥梁结构，在高速列车行驶过程中，由于列车牵引制动力较大使得主梁承受了较大的水平力，牵引制动力会导致主梁发生较大的水平位移(尤其是对于全漂浮体系的中承式钢管混凝土拱桥、大跨钢桁斜拉桥等)，位移过大会引起钢轨拉伸，列车牵引制动荷载与其它运营荷载(如温度荷载等)共同作用下引起的主梁变形过大时将会发生断轨破坏，直接影响行车安全，因此需要采用限位装置来限制正常运营状态下的主梁位移，大跨度桥梁通常采用黏滞阻尼器来限制位移，但其主要是用来防止地震作用下位移过大且耗散地震能量，阻尼器一般设置在主梁与桥塔横梁、拱桥横梁、或者连续梁墩梁之间，但由于列车过桥时，列车引起主梁的速度变化值往往较小，阻尼器无法识别该速度变化值，所以无法很好的发挥阻尼限位的作用，即阻尼器的限位功能将失效，此外阻尼器造价较高，对于中小跨度桥梁来讲性价比很差。

此外，由于近场地震中竖向地震强度较大，上部主梁容易发生跳梁现象，一旦发生跳梁，首先会直接影响桥梁支座性能(支座的摩擦耗能能力会受到影响)，严重时会使支座发生脱空破坏，上部主梁出现落梁的震害，其次跳梁现象会直接影响列车的行车安全，极易造成列车脱轨现象并发生严重的人员伤亡，因此需要解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中所存在的问题，即现有的桥梁阻尼器无法识别列车过桥时引起主梁的速度变化值，所以无法发挥阻尼限位的作用，即阻尼器的限位功能将失效，同时在近场地震中竖向地震强度较大，上部主梁容易出现落梁震害的上述不足，提供一种近断层桥梁用减震耗能三向限位金属阻尼装置及安装方法。

为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：

一种近断层桥梁用减震耗能三向限位金属阻尼装置，包括弹塑性限位减震耗能杆和可调式连接板，所述可调式连接板上设有内孔，所述弹塑性限位减震耗能杆各横截面可同时进入屈服状态实现最大的延性变形，所述弹塑性限位减震耗能杆底部连接于桥墩或者桥塔横梁或者拱肋横梁的顶部，所述弹塑性限位减震耗能杆顶部伸入所述内孔，且其顶部周缘顺桥向相对的两侧抵接于所述内孔壁，其顶部横桥向相对的两侧与所述内孔壁之间具有间距n，n≥0，所述可调式连接板上连接有上部连接件，所述弹塑性限位减震耗能杆顶部设有吊耳，所述内孔对应的所述上部连接件底部设有抗拔拉环，所述吊耳顶端与所述抗拔拉环底端之间具有间隙，所述抗拔拉环和所述吊耳通过抗拔拉索连接。

其中，所述弹塑性限位减震耗能杆为钢材质的结构件，其各横截面沿高度方向按照“等强度梁”的设计原则，即通过改变耗能杆截面的尺寸使构件在较大范围内同时进入屈服，在满足水平刚度需求的前提下，可保证用钢量最省，得到最优设计尺寸，可计算得到杆件直径变化曲线为高次非线性曲线，这样设计可以为所述弹塑性限位减震耗能杆在外荷载作用下将同时进入屈服，实现最大的延性变形；所述间隙用于保护地震作用下，梁和墩发生较大的相对位移时所述上部连接件和所述弹塑性限位减震耗能杆不卡死。