[发明专利]一种软钢耗能拉索限装置

说明书

本发明涉及一种可有效限制桥梁结构在地震作用下多方向位移响应并通过软钢屈服耗能的限位装置——软钢耗能拉索限位器，包括上、下预埋钢板、上连接器、硬钢基座、软钢棒、拉索、索夹、及上、下锚固螺栓等几部分组成，该新型限位装置的布置如下：拉索穿过软钢棒并在两端用索夹固定，软钢棒穿过硬钢基座底孔，硬钢基座通过下锚固锚栓固定于下预埋钢板上，拉索穿过上连接器索孔，上连接器通过上锚固螺栓固定于上预埋钢板。本发明能够在满足正常工作状态桥梁纵向位移的前提下，利用拉索将上下预埋钢板之间的相对位移在一个可控的范围之内，防止发生落梁，并通过软钢棒屈服耗能有效消耗地震能量。尺寸精确，易于组装、拆卸及更换。

技术领域

本发明属于土木工程、地震工程技术领域，具体涉及一种软钢耗能拉索限位装置。

背景技术

地震灾害是一种对人类社会影响极大的自然灾害，具有突发性和不可预测性，为保证人民的生命财产安全，如何减小土木工程结构在地震作用下的动力响应，提高土木工程结构的防灾抗灾能力，具有重大的科学意义和广阔的应用前景；传统桥梁缺少墩梁限位装置，在地震作用下支座会产生很大的位移，往往造成严重的落梁和碰撞等灾害。

目前我国常用的限位装置有钢板限位装置、预应力钢绞线限位装置和缆索限位装置三种，分别为钢板限位器、预应力钢绞线限位器和缆索限位器。其中，钢板限位器会对桥梁正常使用状态下由温度变化等引起的墩梁相对位移起到限制作用，从而导致限位装置或桥梁结构被破坏；预应力钢绞线限位装置和缆索限位装置虽然可以通过预留初始松弛量来避免这一问题，但由于这两种限位装置的工作原理是通过钢绞线或缆索绷紧产生的回复力起到限位效果的，只能限制主梁在单一方向的位移，当出现相反方向的墩梁相对位移时，钢绞线或缆索会处于松弛状态，不能产生回复力。因此，设置在同一跨桥梁两侧的缆索限位装置并不会同时起到限位的作用，这样会降低限位装置的工作效率。

传统限位器只起到限位作用，耗能效果不明显。

发明内容

本发明的目的在于提供一种不约束桥梁正常使用状态下发生的变形，地震下具有多向耗能限位作用的缆索限位装置，即软钢耗能拉索限位装置。

为达到以上目的，本发明采用的解决方案是：桥梁主梁梁体底部设置上预埋钢板，墩顶或盖梁顶设置下预埋钢板，在上预埋钢板上安装上连接器，软钢棒从底部插入硬钢底座，将拉索穿过上连接器、软钢棒后两端用索夹夹紧，硬钢底座安装于下预埋钢板上。

一种软钢耗能拉索限位器，特征是，为可有效限制桥梁结构在地震作用下多方向位移响应并通过软钢屈服耗能的限位装置；结构上包括上预埋钢板1，下预埋钢板2，上连接器3，硬钢基座4，软钢棒5、拉索6、索夹7、上锚固螺栓8、下锚固螺栓9；上预埋钢板1设置于桥梁主梁梁体底部，所述下预埋钢板2设置于墩顶或盖梁顶；上连接器3通过上锚固螺栓8或焊接固定于上预埋钢板1上，拉索6穿过上连接器3、软钢棒5并在两端用索夹7固定；软钢棒5穿过硬钢基座4底孔，硬钢基座4通过下锚固锚栓9或焊接固定于下预埋钢板2上；

基于上述结构设计，作用机制为：当地震发生时，限位器的上连接器3和下连接板2间将产生相对位移，当相对位移超过预设行程时，拉索6开始受力变形绷紧，产生回复力起到限位作用，同时软钢棒5弯曲变形，屈服耗能。

所述索夹7为刚性块，其设置于软钢棒5槽内，其另一端固结拉索6；当拉索6在地震下因相对位移超过预设行程时，拉索6受力变形绷紧，刚性块在软钢棒5槽内起到限位作用，同时刚性块作用于软钢棒5使得软钢棒5弯曲变形、屈服耗能。

本发明中，所述拉索由钢绞线、高强度钢丝绳或碳纤维束制成。

本发明中，所述软钢棒由屈服应力比软低的软钢制成。

本发明中，所述拉索长度不定，可根据需要选取不同长度。

本发明中，所述拉索直径不定，可根据需要选取不同尺寸。

本发明中，所述拉索穿过上连接器并在其两侧等长布置。