[发明专利]一种摇摆式缓冲耗能型桥梁抗震挡块结构

说明书

本发明属于桥梁抗震技术领域，具体涉及一种摇摆式缓冲耗能型桥梁抗震挡块结构，包括钢牛腿和挡块结构，所述钢牛腿固定在活动支座附近的桥墩顶部的侧面，所述挡块结构固定在钢牛腿顶部，包括钢底板、耗能型低屈服点钢板、限位块、摇摆杆以及固定钢板。本发明桥梁抗震挡块结构能有效限制梁体和桥墩之间的较大位移，防止梁体发生顺桥向和横桥向落梁危害以及梁体竖向脱离支座危害，减小活动支座和伸缩缝的损坏，同时该抗震挡块结构布置在每一活动支座附近，碰撞位置分散，数量多，能有效减小作用在每一挡块结构上的地震力。挡块块体包含一块耗能型低屈服点钢板，通过塑性变形消耗部分地震能量。

技术领域

本发明属于桥梁抗震技术领域，具体涉及一种用于桥梁的摇摆式缓冲耗能型桥梁抗震挡块结构及布置方法。

背景技术

为了提高公路的运输效率，保护公路沿线的生态环境，节省土地资源，以桥代路的思想将会引领未来的基础设施建设。但是我国位于多个地震带之间，又是一个地震多发的国家。当地震到来时，首先是人们的生命财产安全受到巨大威胁，另一方面是地震对震区的桥梁工程造成了严重的破坏，切断了地震受灾区的对外交通，造成孤岛效应，给震后的救灾工作造成了巨大困难，导致了后续的次生灾害，间接的经济损失更加严重。

因此开展桥梁抗震、减震技术的研究工作，对于提高其抗震能力，特别是抗大震的能力，提高整个国家对地震等大自然灾害的抵御能力具有至关重要的现实意义和理论价值。在过去几十年里发生的大地震中，桥梁的震害形式主要包括：支座损坏；梁式桥的上部梁体位移如果超出了桥墩的支撑面，则会引起落梁震害（含横桥向和顺桥向）；上部梁体发生落梁时如果撞击桥墩，引起下部结构很大的碰撞破坏；伸缩缝处相邻梁体碰撞引起的局部损坏；伸缩缝处相对较大的碰撞力还会把该处的碰撞力效应，传到桥墩底部，引起桥墩底部的损坏；桥梁抗震挡块自身的局部损坏，从而丧失挡块的抗震功能。

在地震中桥梁的倒塌会带来许多危害，而我国仍有许多按原先设计标准设计的，或者已经有一定损伤的桥梁，他们都无法满足当今车辆数量多，运输重量大的社会需求，加固或者改造这些桥梁都需要花费大量的人力物力。

为了限制桥梁上部梁体横桥向发生较大的位移，常在在桥墩盖梁顶部两侧安装钢筋混凝土挡块，但是普通的钢筋混凝土挡块和梁体间的碰撞是刚性碰撞，撞击力很大，容易对梁体和混凝土挡块造成局部破坏，且地震中钢筋混凝土挡块的水平剪力通常不足，挡块容易发生不可修复的破坏，不能很好地限制梁体的位移。同时地震波有三个方向，单方向限制梁体的位移具有较大局限性。

针对上述缺陷，需要设计和开发一种新型的可以多向限位的抗震挡块结构，既能在横桥向、顺桥向和竖桥向限制上部梁体的位移，又能缓冲耗能，在限制梁体大幅度位移的同时减少挡块自身受损。

发明内容

鉴于现有技术的上述缺陷，本发明设计和开发了一种摇摆式缓冲耗能型桥梁抗震挡块结构，在桥梁顺桥向、横桥向限制上部主梁和下方桥墩之间过大的位移，防止梁体在横桥向和顺桥向的落梁震害；将伸缩缝处相邻梁间的碰撞转移到多个桥梁抗震挡块上，减小伸缩缝处的伸缩冲击损伤和相邻梁体之间碰撞区域的局部损伤，达到保护伸缩缝的目的；增加并分散梁体和挡块之间的碰撞位置，大大减小作用在每一挡块结构的碰撞力，减小挡块结构的局部损坏；尽可能多地消耗掉地震能量。本发明也能防止梁体和支座的竖向碰撞损坏，使支座在与梁体发生竖向碰撞时，其自身的损伤更小。

为了实现本发明的目的,本发明采用的技术方案为：

一种摇摆式缓冲耗能型桥梁抗震挡块结构，包括钢牛腿和挡块结构，所述钢牛腿通过钢牛腿侧板螺栓固定在桥墩的侧壁上方；所述挡块结构包括钢底板、耗能型低屈服点钢板和摇摆杆，所述钢底板固定于所述钢牛腿的顶部，所述摇摆杆由上杆和下杆组成，所述上杆与下杆之间铰接，所述上杆的顶端固定于主梁或第二主梁的底部，所述下杆的底端固定于所述钢地板上；所述耗能型低屈服点钢板设置于所述摇摆杆的两侧用于限制上杆的摆动范围。