一种连续梁桥分级控制、双向抗震的连接减震装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种连续梁桥分级控制、双向抗震的连接减震装置，其包括上滑块、下滑块、2个以上的倒F形构件以及底板；上滑块顶端固定安装在梁体底端，下滑块位于上滑块下部内，下滑块底端与底板顶端固定，下滑块底端与底板顶端之间设置摩擦层，本发明专利技术构造简单、经济耐用、便于检查与维护的新型大吨位连续梁桥减震装置；利用本发明专利技术，可为新桥设计和旧桥加固提供新的设计理念和技术思路，适用于桥梁新建和旧桥抗震加固。

Continuous beam bridge hierarchical control and bidirectional seismic connection shock absorption device

The invention relates to a continuous beam bridge classification control, bidirectional seismic connection damping device, which comprises an upper slider, slider, more than 2 inverted F shaped member and a bottom plate; on the top slider is fixed on the beam bottom slide block located in the lower part of the slide block, the slide block and the bottom end is fixed on the top floor that fell between the top end and the bottom block bottom plate friction layer, the invention has the advantages of simple structure, convenient, economical and durable damping device inspections and maintenance model of large tonnage continuous girder bridge; the invention provides a new design concept and technical method for the design of new bridges and reinforcement of the old bridge, suitable for new and old bridge seismic bridge reinforcement.

【技术实现步骤摘要】
一种连续梁桥分级控制、双向抗震的连接减震装置
本专利技术涉及一种连续梁桥分级控制、双向抗震的连接减震装置，属于桥梁减隔震领域，适用于公路桥、铁路桥、城市桥梁及各类大型连续梁结构的新建抗震设计及既有建筑抗震加固。
技术介绍
目前的公路桥、铁路桥、城市桥梁及各类大型连续梁结构为满足温度荷载引起的变位需要，连续梁桥的每一联往往仅设置一个固定墩，这不仅使固定墩的抗震能力难以满足抗震需求，而且也使得连续梁桥纵向地震位移响应较大，极易引起伸缩缝和支座的破坏，甚至导致落梁等严重震害的发生。此外，竖向地震作用往往导致梁体与桥墩产生脱离趋势，继而引发支座脱离、锚栓断裂等震害。为降低连续梁桥的震害，开发研制了粘滞阻尼器、双曲面球型减隔震支座和拉索减震支座等装置，尽管可以取得一定的减震效果，但没有改变连续梁桥固定墩单独承受纵向地震荷载，而其它活动墩的既有抗震潜能未能充分发挥利用的状态。Lock-up装置以梁墩相对运动速度为指标判定锁死时机，理论上可以实现各墩协同受力，但其成本高昂、后期维护复杂，致使其应用较少。现有的一些专利技术装置虽然可以实现活动墩和梁体的锁死功能，降低固定墩和梁体的地震响应，但由于其连接刚度固定，当活动墩和梁体锁死会导致整桥自振周期缩短从而引发整桥总的地震响应的增加，此外，由于构造特点和作用机理限制，既有锁死装置存在间隙，锁死后活动墩和梁体通过“碰撞”的方式传力承载，也会在一定程度上加大整体地震响应，不利于最大限度的提高连续梁桥抗震性能，且不易实现耗能减震。以上减震装置未对竖向地震作用加以考虑，对于大跨连续梁桥，由于跨度大，竖向刚度小，竖向地震作用对桥梁的影响不能忽视。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种在地震突发时，根据地震荷载的大小分阶段控制活动墩和梁体的连接刚度，从竖向和纵向对地震作用进行消能减震，实现固定墩和各活动墩协同受力且构造简单、经济耐用、便于检查与维护的连续梁桥分级控制、双向抗震的连接减震装置。本专利技术采用如下技术方案：本专利技术包括上滑块、下滑块、2个以上的倒F形构件以及底板；所述上滑块顶端固定安装在梁体底端，所述下滑块位于上滑块下部内，下滑块底端与底板顶端固定，所述底板底端固定安装在活动墩顶端，下滑块底端与底板顶端之间设置摩擦层，在所述上滑块中部固定安装楔套锁定销，所述楔套锁定销位于下滑块顶部；所述下滑块上部设置滑动条，所述滑动条位于楔套锁定销下方，在所述滑动条上设置锁定通孔；所述楔套锁定销与锁定通孔的水平间距大于桥梁正常运营状态梁体和活动墩的相对变位距离；所述倒F形构件安装在上滑块与下滑块的两侧壁之间，所述倒F形构件一侧壁与上滑块内侧壁之间光滑接触，在所述下滑块上固定安装限位板，所述限位板位于所述倒F形构件两端，所述倒F形构件另一侧与下滑块对应侧之间由上至下依次安装弹簧A和蜂窝软钢圈A。本专利技术所述上滑块包括H形钢外壳、钢套筒、刚性杆以及楔套锁定销；所述H形钢外壳包括开口向上的U形上壳体以及设置在U形上壳体下端的开口向下的U形下壳体，所述U形下壳体开口分别向其相对侧壁方向向内水平延伸设置左唇板和右唇板；所述下滑块设置在U形下壳体内；所述U形上壳体的底壁和U形下壳体的顶壁为相重合的水平衬板；在所述水平衬板上设置安装孔，所述钢套筒设置在衬板上，安装孔位于钢套筒内；楔套锁定销呈柱状，所述楔套锁定销穿过安装孔设置在钢套筒内；楔套锁定销底面与衬板底面水平或楔套锁定销底面位于安装孔内；所述楔套锁定销包括楔套壳体、呈锥台状的楔块以及形状与楔套壳体形状匹配的四组水平滑块；所述楔套壳体包括上楔套壳体和下楔套壳体，所述下楔套壳体套装在楔块下部，所述上楔套壳体套装在楔块上部；所述上楔套壳体和下楔套壳体的内侧壁与楔块外侧壁之间平行，其之间的间隙宽度相等；所述水平滑块设置在上楔套壳体和下楔套壳体之间且其内侧壁与楔块外侧壁接触，四组所述水平滑块分别位于楔块的前、后、左和右侧；所述刚性杆包括杆体以及固定安装在杆体底部的柱状帽体；在所述楔块内设置柱状空腔A，所述柱状帽体位于空腔A内，所述杆体穿过楔块顶壁与钢套筒顶盖固定连接。本专利技术在所述楔套锁定销顶面设置与水平滑块数量相同且与水平滑块安装位置对应的推送装置，各推送装置结构相同；所述推送装置包括设置在楔块顶面上的推板A、设置在楔套壳体顶面上的推板B以及铰连设置在推板A和推板B之间的连接轴，所述推板A另一端与刚性杆侧壁固定，所述推板B另一端与固定设置在上楔套壳体顶面上的立挡板相应侧壁对应，所述连接轴截面外径与间隙的宽度相同，所述连接轴位于间隙顶部之间，楔套锁定销水平移动时在连接轴的限位作用下间隙宽度不变。本专利技术所述下滑块包括箱型钢梁、滑动条、蜂窝软钢圈B、弹簧B、挡块以及剪力键；箱型钢梁下部为空腔B；所述锁定通孔内径大于楔套锁定销的外径；所述箱型钢梁上部设置凹槽，所述滑动条设置在凹槽内，所述滑动条两端安装弹簧B，弹簧B另一端与所述挡块侧部连接，所述挡块两端安装蜂窝软钢圈B，所述剪力键安装在挡块的顶面和底面且与箱型钢梁连接；在所述空腔B底部的底壁上设置一个以上的条形螺栓孔，在条形螺栓孔内安装与底板连接的螺栓。本专利技术所述锁定通孔内侧壁与楔套锁定销外侧壁的距离与间隙的宽度相同。本专利技术所述倒F形构件包括侧板、固定安装在侧板一侧的水平上固定板以及固定安装在侧板底端一侧与水平上固定板平行的水平下固定板,所述弹簧A设置在水平上固定板与下滑块之间，所述蜂窝软钢圈A位于水平上固定板和水平下固定板之间，所述水平下固定板设置在左唇板或右唇板上。本专利技术所述蜂窝软钢圈B和蜂窝软钢圈A的结构相同，其包括软钢圈以及设置在软钢圈内的软钢填充物，所述软钢填充物为蜂窝状。本专利技术所述底板为长方形钢板。本专利技术积极效果如下：本专利技术通过楔套锁定销与滑动条无碰撞接触的设置，避免了现有锁死装置连接过程中“碰撞”的发生，通过弹簧B、蜂窝软钢圈B和挡块的设置，可分阶段控制梁体与活动墩的连接刚度，避免了中小地震情况下，由于连接刚度过大而导致桥梁整体地震响应急剧增大的不利影响，本专利技术激活后梁体和活动墩的弹性连接，消除了“碰撞”所引起的附加地震响应。本专利技术通过弹簧A、弹簧B与蜂窝软钢圈A、蜂窝软钢圈B实现多渠道耗能，具有良好的持续耗能能力和安全性。本专利技术具有良好的变形协调能力，蜂窝软钢圈A、B的外部软钢圈在连续变形过程中可以多点屈服，内部填充蜂窝状软钢填充物可协助外部软钢圈变形受力，可以更好地发挥金属阻尼的作用，能够很好地适应地震荷载的变化需求。本专利技术既可在纵向地震作用下协同活动墩和固定墩共同抗震，还可用于竖向地震作用下的桥梁减震，纵、竖向抗震功能互不影响，可独立发挥减震作用。本专利技术具有能力保护功能，通过在下滑块和底板间设置摩擦层，其所能承受的最大摩擦力不大于活动墩弹性范围内的最大承载力，当上滑块与下滑块间地震荷载变大时，下滑块可通过长条形螺栓孔在摩擦层上保持不变滑动，既可以最大限度的发挥活动墩的抗震潜能，又能避免活动墩受力过大而引发结构的破坏。本专利技术具有极强的环境适应性，所有装置均为结构构件，维护保养简单，环境适应性强。本专利技术工作原理是：正常运营状态，楔套锁定销置于下滑块顶部，楔套锁定销底部与锁定通孔顶部间距大于梁体和活动墩正常变位需求最大值，上、下滑块间可以自由水平运动，不限制梁体和活动墩的相对变位。地震突发状态本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种连续梁桥分级控制、双向抗震的连接减震装置，其特征在于其包括上滑块（1）、下滑块（2）、2个以上的倒F形构件(3)以及底板(4)；所述上滑块（1）顶端固定安装在梁体(5)底端，所述下滑块（2）位于上滑块（1）下部内，下滑块(2)底端与底板（4）顶端固定，所述底板（4）底端固定安装在活动墩（6）顶端，下滑块（2）底端与底板（4）顶端之间设置摩擦层（10），在所述上滑块（1）中部固定安装楔套锁定销（1‑4），所述楔套锁定销（1‑4）位于下滑块（2）顶部；所述下滑块（2）上部设置滑动条（2‑2），所述滑动条（2‑2）位于楔套锁定销（1‑4）下方，在所述滑动条（2‑2）上设置锁定通孔（211）；所述楔套锁定销（1‑4）与锁定通孔（211）的水平间距大于桥梁正常运营状态梁体（5）和活动墩（6）的相对变位距离；所述倒F形构件（3）安装在上滑块（1）与下滑块（2）的两侧壁之间，所述倒F形构件（3）一侧壁与上滑块（1）内侧壁之间接触，在所述下滑块（2）上固定安装限位板（11），所述限位板（11）位于所述倒F形构件（3）两端，所述倒F形构件（3）另一侧与下滑块（2）对应侧之间由上至下依次安装弹簧A（3‑2）和蜂窝软钢圈A（3‑3）。...

【技术特征摘要】
1.一种连续梁桥分级控制、双向抗震的连接减震装置，其特征在于其包括上滑块（1）、下滑块（2）、2个以上的倒F形构件(3)以及底板(4)；所述上滑块（1）顶端固定安装在梁体(5)底端，所述下滑块（2）位于上滑块（1）下部内，下滑块(2)底端与底板（4）顶端固定，所述底板（4）底端固定安装在活动墩（6）顶端，下滑块（2）底端与底板（4）顶端之间设置摩擦层（10），在所述上滑块（1）中部固定安装楔套锁定销（1-4），所述楔套锁定销（1-4）位于下滑块（2）顶部；所述下滑块（2）上部设置滑动条（2-2），所述滑动条（2-2）位于楔套锁定销（1-4）下方，在所述滑动条（2-2）上设置锁定通孔（211）；所述楔套锁定销（1-4）与锁定通孔（211）的水平间距大于桥梁正常运营状态梁体（5）和活动墩（6）的相对变位距离；所述倒F形构件（3）安装在上滑块（1）与下滑块（2）的两侧壁之间，所述倒F形构件（3）一侧壁与上滑块（1）内侧壁之间接触，在所述下滑块（2）上固定安装限位板（11），所述限位板（11）位于所述倒F形构件（3）两端，所述倒F形构件（3）另一侧与下滑块（2）对应侧之间由上至下依次安装弹簧A（3-2）和蜂窝软钢圈A（3-3）。2.根据权利要求1所述的一种连续梁桥分级控制、双向抗震的连接减震装置，其特征在于所述上滑块（1）包括H形钢外壳（1-1）、钢套筒（1-2）、刚性杆（1-3）以及楔套锁定销（1-4）；所述H形钢外壳（1-1）包括开口向上的U形上壳体（111）以及设置在U形上壳体（111）下端的开口向下的U形下壳体（112），所述U形下壳体（112）开口分别向其相对侧壁方向向内水平延伸设置左唇板（113）和右唇板（114）；所述下滑块（2）设置在U形下壳体（112）内；所述U形上壳体（111）的底壁和U形下壳体（112）的顶壁为相重合的水平衬板（115）；在所述水平衬板（115）上设置安装孔（116），所述钢套筒（1-2）设置在衬板（115）上，安装孔（116）位于钢套筒（1-2）内；楔套锁定销（1-4）呈柱状，所述楔套锁定销（1-4）穿过安装孔（116）设置在钢套筒（1-2）内；楔套锁定销（1-4）底面与衬板（115）底面水平或楔套锁定销（1-4）底面位于安装孔（116）内；所述楔套锁定销（1-4）包括楔套壳体、呈锥台状的楔块（142）以及形状与楔套壳体形状匹配的四组水平滑块（143）；所述楔套壳体包括上楔套壳体（141）和下楔套壳体（145），所述下楔套壳体（145）套装在楔块（142）下部，所述上楔套壳体（141）套装在楔块（142）上部；所述上楔套壳体（141）和下楔套壳体（145）的内侧壁与楔块（142）外侧壁之间平行，其之间的间隙（146）宽度相等；所述水平滑块（143）设置在上楔套壳体（141）和下楔套壳体（145）之间且其内侧壁与楔块（142）外侧壁接触，四组所述水平滑块（143）分别位于楔块（142）的前、后、左和右侧；所述刚性杆（1-3）包括杆体（131）以及固定安装在杆体（131）底部的柱状帽体（132）；在所述楔块（142）内设置柱状空腔A（144）...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈士通，李锋，许宏伟，张耀辉，孙志星，逯久喜，王海林，
申请(专利权)人：石家庄铁道大学，
类型：发明
国别省市：河北,13