使用牺牲部件的桥梁保护装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种桥梁保护装置，其包括牺牲部件和约束部件，该牺牲部件包括：梁，其安装在桥台或桥墩的桥座的上表面上，以支撑桥面；对称的主支撑件，其连接两根梁并且具有管状结构；辅助支撑件，其沿着与所述主支撑件的轴线方向垂直的方向从该主支撑件的中央部分伸出；该约束部件固定在桥台或桥墩的桥支座上并且包括容纳部分，从而使辅助支撑件从该容纳部分沿着前、后方向和沿着左、右方向分开，从而控制所述辅助支撑件的行为。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术大体涉及一种用于保护桥梁的装置，更具体地涉及-一种利用牺牲部件(sacrifice means)的桥梁保护装置，该牺牲部件支撑正常地 施加在桥梁上的载荷，而在施加地震载荷时则通过牺牲对称结构的主支 撑件引起的塑性行为来消散能量，从而保护桥梁的其余主要部件。
技术介绍
在本说明书中，牺牲部件是一种应用被动消能装置的原理的部件。 该部件在没有地震发生时用作起结构作用的辅助件。该部件在施加地震 载荷时起到被动消散在结构件上产生的能量的作用，迸而提高桥梁性能。在韩国技术登记No.217048"用于防止主结构与连续式钢制箱形 桥分离的装置"(2001年1月5日)和韩国技术No. 335443 "桥梁支 撑装置"(2003年11月28日)中公开了与被动消能装置或桥梁保护装置 有关的传统技术。在现有技术中，已经采用各种结构作为被动消能装置，迄今提出的 典型装置包括金属屈服阻尼器(Metallic yield dampers)、摩擦阻尼 器(Friction dampers)、黏弹性阻尼器(Viscoelastic dampers)、粘滞 流体阻尼器(Viscous fluid d,ers)、调谐质量阻尼器(Tuned mass dampers)及调谐液体阻尼器(Tuned liquid dampers)等。(Soong等人， 2002)。金属屈服阻尼器利用金属的非线性行为特性消散由地震载荷在结构 件中产生的能量。 一般较常使用的装置为了将塑性变形均匀地分布到整 个结构上而使用其中采用X形或三角形钢板的ADAS(加劲消能装置(added damping and stiffness))。其它装置具有主要在日本采用的蜂巢形状的、使用剪切板的结构，并且由不同于钢的铅或形状记忆合金等形成(Aiken 等人，1992))。近年来，在另一种类型的金属屈服阻尼器中使用了一种无黏着支撑 件(unbonded brace)(拉伸压縮/压縮屈服支撑件)。无黏着支撑件包括 用于通过轴向力消散能量的钢制部分和抵抗由于压缩力引起的压曲变形 的混凝土管。(Wada， 1999; Clark， 1999; Kalyanaraman等人，1998)。摩擦阻尼器用作利用两个物体之间产生的摩擦力消散由地震载荷在 结构中产生的能量的装置。也就是说，该摩擦阻尼器利用由压缩力和拉 伸力在该装置中产生摩擦力消散能量。摩擦阻尼器的滞后回线(hysteresis loop)由于库仑摩擦的特性而成为矩形。可以利用该滞后模型分析由于地震载荷而引起的结构的状态 (Pall等人1982; Gringorian等人1993;以及Pall等人1993)。黏弹性阻尼器主要通过共聚物或玻璃材料等的剪切变形而消散在结 构中产生的能量(Chang等人1994; Shen等人1995; Lai等人1995)。粘滞流体阻尼装置可主要分为粘滞壁(viscous wall)和VF阻尼器 两部分。粘滞壁是其中一板在填充有粘滞流体的薄钢板之间运动的同时 消散能量的装置。粘滞壁已经用于军事和航空领域，近年来则应用于土 木结构。VF阻尼器包括一限定有一孔的活塞，并且该活塞在充填有例如硅或 油的高粘性物质的缸中运动(Constantinou等人，1993)。 VF阻尼器通过由所述孔的操作原理而使得活塞运动而消散由地震载荷产生的能量。VF 阻尼器通常与桥梁隔震底座(grider base isolation)—起使用。调谐质量阻尼器和调谐液体阻尼器使用特定质量或液体以降低在特 定模式下的响应大小。在这些阻尼器中，由于可增大在其它模式下的响 应大小，因此可应用于主动质量阻尼器，该阻尼器是一种主动控制系统而不是被动控制系统。除了和桥梁隔离底座一起使用的VF阻尼器外，上述用于改进桥梁性能的装置都可以局部用于桥梁结构，从而主要对它们进行发展以用于建 筑结构(Zahrai等人，1999)。同时，近年来已经进行了研究牺牲部件的工作，该牺牲部件在不发 生地震时用作辅助部件而完成预定的结构功能，而在施加地震载荷时其 被动地消散在结构中产生的能量，从而提高桥梁性能。例如，剪切键(Shear key)及安装在桥梁端部的延性支撑(bracing) 通过弓I入地震载荷的牺牲部件的原理而形成。剪切键是用作承受沿着垂直于桥梁轴线(桥梁延伸方向)方向的水平 力的装置。当发生地震时，剪切键使得地震载荷集中在安装于桥台的该 剪切键，从而可以防止桥台和桥墩受到损坏。通过SSRP (结构系统研究 工程)来研究在剪切键中对地震响应及其分析和设计技术(Megally等人， 2001)。剪切键根据其形状分为在上部结构下方安装在桥台内部的内部剪切 键和安装在上部结构侧面处的外部剪切键。对于内部剪切键，虽然其具有可以抵抗沿桥梁轴线及沿垂直于桥梁 轴线的方向的地震行为的优点，但是其缺点在于，该剪切键在安装后不 易接近。对于外部剪切键，虽然该外部剪切键具有较易接近的优点，但是缺 点在于不能抵抗沿着桥梁轴线方向的地震行为。改进桥梁的桥梁性能的装置通过使用安装在桥梁端部上的延性支撑 作为牺牲部件，该装置通过在钢板桥梁的垂直端部支撑上施加牺牲部件 EBF (偏心斜撑构架)、SPS (剪切板系统)或为--种ADAS的TADAS (三角 板消能装置)而构造成。这些装置消散由于沿垂直于桥梁轴线方向施加 在桥梁的子结构上的地震载荷而产生的能量。延性支撑设计成在桥梁的子结构达到屈服点之前进行塑性变形，从 而可以防止可在非延性材料、桥梁底座及桥座部分中发生的地震载荷引 起的损坏。但是，这些装置适用于假设通过特定方法抑制了沿桥梁轴线方向产 生变形或载荷，因此，其缺点在于不能消散因地震载荷而引起的沿桥梁 轴线方向的能量并且防止移位(Zahrai等人1999; Bruneau等人2002)。结果，上述传统的桥梁保护装置具有下列缺点第一，难于将传统的桥梁保护装置应用于现有的桥梁和新构造的桥 梁，为了建造传统的桥梁保护装置必须进行交通管制，并且需要使用特 制的昂贵设备，从而增加了经济负担。第二，由于如果不地震发生，传统的桥梁保护装置在桥梁的整个使 用期内通常都不发挥相对于桥梁行为的特定功能，因此传统的桥梁保护 装置不发挥任何功能，从而造成经济损失。第三，对于传统的桥梁保护装置来说不可能抵抗沿包括桥梁轴线方 向和垂直于桥梁轴线方向的所有方向的地震载荷。第四，由于不可能准确地预测牺牲部件的弹性及塑性行为，因此难 于确保结构稳定性。第五，不容易进行对于传统桥梁保护装置的保养和维修。此外，在 牺牲部件受损时不容易用新的来替换损坏的牺牲部件。为了解决这些问题，本专利技术的专利技术人金相孝己经公开了韩国专利公报No. 2004-0097591 (2004年11月18日)"桥梁保护装置及其牺牲件、牺 牲件约束部件、以及其桥梁加强机构"。在公开的专利文献中所描述的牺牲件中，由于设置有沟槽而形成的 具有截面面积减小的中央应力集中部分可防止在发生地震产生冲击转移 到桥梁的其它主要部分。在公开专利所提供的牺牲件中，由于结构不对称，因此可完全抵抗 在发生地震时低于屈服点的、且基本沿对应于桥梁轴线的方向作用的振 动，然而，该牺牲件却不能完全的抵抗沿与桥梁轴线垂直方向的地震冲 击本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种的桥梁保护装置，包括：牺牲部件，包括：梁，其安装在桥台或桥墩的桥座的上表面上，以支撑桥面；对称的主支撑件，其连接两根梁且具有管状结构；和辅助支撑件，其从该主支撑件的中央部分的一个表面沿着与该主支撑件的轴线方向垂直的方向伸出； 约束部件，其固定在所述桥台或桥墩的桥座上，并且包括容纳所述辅助支撑件的容纳部分，从而使该辅助支撑件从所述容纳部分沿着前、后方向及沿着左、右方向分开，由此控制该辅助支撑件的行为。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：金相孝，
申请(专利权)人：延世产学协力团，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]