一种连续梁用负刚度减隔震装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种连续梁用负刚度减隔震装置，其包括触发装置、滑移装置、缓冲装置、固定装置、正刚度弹簧组以及负刚度弹簧组；触发装置顶部与连续梁主梁下翼板固定连接，缓冲装置固定安装在固定装置中部；滑移装置内侧通过负刚度弹簧组与缓冲装置连接，滑移装置两侧通过正刚度弹簧组与固定装置连接，固定装置固定在活动墩顶部；本发明专利技术原理简单，经济可靠，既实现了活动墩和固定墩协同承受地震水平荷载，又解决了既有梁墩锁定装置介入导致的连续梁桥整体抗侧移刚度增大，从而引发连续梁桥整体地震响应大幅增加问题，可用于新建连续梁抗震设计及既有连续梁桥抗震加固，便于推广应用。

A Seismic Isolation Device with Negative Stiffness for Continuous Beams

The invention relates to a negative stiffness isolation device for continuous beam, which includes trigger device, slip device, buffer device, fixing device, positive stiffness spring group and negative stiffness spring group; the top of trigger device is fixed with the lower wing plate of continuous beam, and the buffer device is fixed in the middle of the fixing device; the inside of the slip device is connected with the buffer device through the negative stiffness spring group. The sliding device is connected with the fixing device through the positive stiffness spring group on both sides, and the fixing device is fixed on the top of the movable pier; The principle of the present invention is simple, economical and reliable, which not only realizes that the movable pier and the fixed pier can bear the horizontal seismic load together, but also solves the problem that the integral lateral stiffness of the continuous beam bridge increases due to the intervention of the locking device of the existing beam pier, thereby causing the integral seismic response of the continuous beam bridge to The problem of amplitude increase can be used for seismic design of new continuous girder and seismic reinforcement of existing continuous girder bridges, which is convenient for popularization and application.

【技术实现步骤摘要】
一种连续梁用负刚度减隔震装置
本专利技术涉及一种连续梁用负刚度减隔震装置，属于桥梁减隔震

技术介绍
为满足温度荷载、徐变等作用引起的变位需要，连续梁桥的每一联往往仅设置一个固定墩，致使地震作用下绝大部分的上部结构纵向地震荷载都由固定墩承受，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。改变固定墩单独受力的状态，充分发挥活动墩的抗震潜能，使活动墩与固定墩协同作用，共同参与抗震，是减小连续梁地震响应行之有效的方法。但是目前使活动墩与梁体锁定的连接装置存在一些问题，如Lock-up装置、锁死销装置等现有装置虽然可以实现活动墩和梁体的锁死功能，但是锁死装置的激活改变了连续梁桥的结构体系，主梁与活动墩之间产生传力途径，使连续梁桥的整体刚度增大，导致整桥地震周期减小，从而引发整桥的地震响应增大。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供地震突发时，既可以通过锁死销使活动墩与主梁结构临时锁定，与固定墩协同作用共同承受地震荷载，又可以减小活动墩与主梁之间的连接刚度，提高结构承载能力的连续梁用负刚度减隔震装置。本专利技术采用如下技术方案：本专利技术包括触发装置、滑移装置、缓冲装置、固定装置、正刚度弹簧组以及负刚度弹簧组；所述触发装置顶部与连续梁主梁下翼板固定连接，缓冲装置固定安装在固定装置中部；滑移装置内侧通过负刚度弹簧组与缓冲装置连接，滑移装置两侧通过正刚度弹簧组与固定装置连接，滑移装置顺正刚度弹簧组拉压方向移动，固定装置固定在活动墩顶部。本专利技术所述触发装置包括槽板以及安装在槽板底部的若干个圆柱套筒，所述槽板顶部与连续梁桥主梁下翼板固定连接，在所述圆柱套筒内设置锁死装置；所述圆柱套筒侧壁设置开槽；所述锁死装置包括安装在开槽内的柱形连接件以及安装在对应的两个柱形连接件之间且设置在圆柱套筒内的锁死销；所述锁死销为柱体；所述圆柱套筒内侧壁与锁死销外壁之间间隙设置。本专利技术所述固定装置包括底座、牛腿和限位装置；所述牛腿固定安装在底座的端部顶面，所述限位装置包括固定在底座外侧的限位槽和设置在限位槽内可滑动的槽型滑块，限位槽限制滑移装置的侧向位移,槽型滑块使滑移装置顺正刚度弹簧组拉压方向移动；所述底座安装在活动墩顶部。本专利技术所述缓冲装置包括缓冲槽体和半圆柱体；所述缓冲槽体安装在底座顶面中部，半圆柱体呈两列设置在缓冲槽体的槽内，半圆柱体矩形侧面与缓冲槽体内侧壁固定连接。本专利技术所述滑移装置包括倒U形架和缓冲架；所述倒U形架包括架体和设置在架体顶板上的锁定槽孔，架体跨过所述缓冲槽体且其底部固定安装在槽型滑块的槽内；架体立板的两侧边分别通过正刚度弹簧组的各正刚度弹簧与牛腿连接，架体立板的内侧壁分别通过负刚度弹簧组的各负刚度弹簧与缓冲槽体外侧相连，各正刚度弹簧的两端与架体立板和牛腿、各负刚度弹簧的两端与架体立板和缓冲槽体外侧均为铰连，限位槽限制架体的侧向位移，槽型滑块使架体能顺正刚度弹簧组拉压方向移动；锁定槽孔的数量与锁死销数量相匹配，锁定槽孔内径略大于锁死销直径；对应的锁定槽孔的轴线与锁死销的轴线的距离为L；所述缓冲架包括若干个金属圆柱体以及安装在相邻两个金属圆柱体之间的连接板，金属圆柱体固定安装在倒U形架的顶板底部，缓冲架插装在两列半圆柱体之间。本专利技术所述半圆柱体的半径与金属圆柱体半径相同，且半圆柱体与对应的金属圆柱体相切；金属圆柱体材质为Q235合金钢，半圆柱体材质为软钢，纵向地震作用下金属圆柱体在两列半圆柱体之间往复运动，挤压半圆柱体变形耗散地震能量。本专利技术所述柱形连接件包括与锁死销外侧固定的连接柱以及固定安装在连接柱外端部的把手，所述连接柱直径小于开槽的宽度，把手直径大于开槽的宽度。本专利技术所述正刚度弹簧组的各正刚度弹簧处于原长状态，纵向地震作用下滑移装置与固定装置发生相对变位，架体立板两侧边的各正刚度弹簧分别发生拉压变形，将上部地震荷载传递至活动墩，正刚度弹簧组变形传力的同时可耗散地震能量；所述负刚度弹簧组正常运营时处于受压状态，储存部分弹性势能，处于未被激活状态，不提供负刚度；当纵向地震作用下滑移装置与固定装置发生相对变位时，地震荷载作用的方向与负刚度弹簧组压缩形变的方向相反，使其压缩形变变小释放储存的弹性势能，负刚度弹簧组提供与相对位移方向一致的弹簧力，实现减隔震装置的负刚度连接，通过正刚度弹簧组和负刚度弹簧组参数的合理设置，可在避免活动墩与梁体连接导致的连续梁桥整体刚度增大引发的连续梁桥整体地震响应增加的前提下，实现活动墩和固定墩协同承受地震水平荷载，以最大限度的提高连续梁桥抗震性能；地震往复作用下，滑移装置与固定装置之间将发生往复运动，往复运动过程中负刚度弹簧组弹簧和正刚度弹簧组的正负刚度可根据两者相对位置发生互换。本专利技术的工作原理如下：正常运营状态下，槽板顶部与连续梁桥主梁下翼板固定连接，底座固定于连续梁桥活动墩顶部；锁死销与锁定槽孔预留一定距离L，以满足桥梁正常运营状态下的纵向变位需求，触发装置与滑移装置顶板之间可以自由滑动，不限制主梁结构和活动墩之间的相对位移。负刚度弹簧组处于受压状态，正刚度弹簧组处于原长状态，金属圆柱体与半圆柱体相切，负刚度弹簧组未被激活，不提供负刚度。当地震突发，梁墩相对位移超过L时，触发装置中的锁死销下落到锁定槽孔内，实现主梁与活动墩的临时锁定，继而带动滑移装置与固定装置发生相对变位，将上部地震荷载传递至活动墩，实现固定墩和活动墩的协同承载，同时正刚度弹簧组变形传力并耗散地震能量，地震荷载的方向与预压负刚度弹簧组压缩形变的方向相反，使其压缩形变变小释放储存的弹性势能，负刚度弹簧组提供与相对位移方向一致的弹簧力，实现减隔震装置的负刚度连接，通过正刚度弹簧组和负刚度弹簧组参数的合理设置，可在避免活动墩与梁体连接导致的连续梁桥整体刚度增大引发的连续梁桥整体地震响应增加的前提下，实现活动墩和固定墩协同承受地震水平荷载，以最大限度的提高连续梁桥抗震性能。地震往复作用下，滑移装置与固定装置之间将发生往复运动，往复运动过程中负刚度弹簧组和正刚度弹簧组的正负刚度可根据两者相对位置发生互换，继而在整个地震发生过程中避免活动墩和固定墩协同承载地震荷载导致的整桥刚度增大而引发的地震响应增大问题，板形构件在缓冲装置中的两排半圆柱体间运动，挤压半圆柱体使其变形耗能。本专利技术积极效果如下：本专利技术锁死销直径略小于圆柱套筒的内径，锁定槽孔直径略大于锁死销直径，圆柱套筒与倒U形架不接触，锁死销底面与倒U形架顶面光滑接触，以保证其能顺利滑落；半圆柱体的半径与金属圆柱体半径相等，且半圆柱体与对应的金属圆柱体相切设置，实现地震作用时挤压变形耗能的目的；锁死销与锁定槽孔的距离为L，以满足桥梁正常运营状态下的纵向变位需求，当地震突发，梁墩相对位移超过L时，锁死销下落到锁定槽孔内，继而带动滑移装置与固定装置发生相对变位，将上部地震荷载传递至活动墩实现固定墩和活动墩的协同承载，正刚度弹簧组变形传力的同时耗散地震能量，利用地震荷载作用的方向与负刚度弹簧组压缩形变的方向相反，使其压缩形变变小释放储存的弹性势能，负刚度弹簧组提供与相对位移方向一致的弹簧力，实现减隔震装置的负刚度连接，通过正刚度弹簧组和负刚度弹簧组参数的合理设置，可在避免活动墩与梁体连接导致的连续梁桥整体刚度增大引发本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种连续梁用负刚度减隔震装置，其特征在于其包括触发装置（1）、滑移装置（2）、缓冲装置（3）、固定装置（4）、正刚度弹簧组（5）以及负刚度弹簧组（6）；所述触发装置（1）顶部与连续梁主梁下翼板固定连接，缓冲装置（3）固定安装在固定装置（4）中部；滑移装置（2）内侧通过负刚度弹簧组（6）与缓冲装置（3）连接，滑移装置（2）两侧通过正刚度弹簧组（5）与固定装置（4）连接，滑移装置（2）顺正刚度弹簧组（5）拉压方向移动，固定装置（4）固定在活动墩顶部。

【技术特征摘要】
1.一种连续梁用负刚度减隔震装置，其特征在于其包括触发装置（1）、滑移装置（2）、缓冲装置（3）、固定装置（4）、正刚度弹簧组（5）以及负刚度弹簧组（6）；所述触发装置（1）顶部与连续梁主梁下翼板固定连接，缓冲装置（3）固定安装在固定装置（4）中部；滑移装置（2）内侧通过负刚度弹簧组（6）与缓冲装置（3）连接，滑移装置（2）两侧通过正刚度弹簧组（5）与固定装置（4）连接，滑移装置（2）顺正刚度弹簧组（5）拉压方向移动，固定装置（4）固定在活动墩顶部。2.根据权利要求1所述的一种连续梁用负刚度减隔震装置，其特征在于所述触发装置（1）包括槽板（101）以及安装在槽板（101）底部的若干个圆柱套筒（102），所述槽板（101）顶部与连续梁桥主梁下翼板固定连接，在所述圆柱套筒（102）内设置锁死装置；所述圆柱套筒（102）侧壁设置开槽（105）；所述锁死装置包括安装在开槽（105）内的柱形连接件（104）以及安装在对应的两个柱形连接件（104）之间且设置在圆柱套筒（102）内的锁死销（103）；所述锁死销（103）为柱体；所述圆柱套筒（102）内侧壁与锁死销（103）外壁之间间隙设置。3.根据权利要求2所述的一种连续梁用负刚度减隔震装置，其特征在于所述固定装置（4）包括底座（401）、牛腿（402）和限位装置（403）；所述牛腿（402）固定安装在底座（401）的端部顶面，所述限位装置（403）包括固定在底座（401）外侧的限位槽（431）和设置在限位槽（431）内可滑动的槽型滑块（432），限位槽（431）限制滑移装置（2）的侧向位移,槽型滑块（432）使滑移装置（2）顺正刚度弹簧组（5）拉压方向移动；所述底座（401）安装在活动墩顶部。4.根据权利要求3所述的一种连续梁用负刚度减隔震装置，其特征在于所述缓冲装置（3）包括缓冲槽体（301）和半圆柱体（302）；所述缓冲槽体（301）安装在底座（401）顶面中部，半圆柱体（302）呈两列设置在缓冲槽体（301）的槽内，半圆柱体（302）矩形侧面与缓冲槽体（301）内侧壁固定连接。5.根据权利要求4所述的一种连续梁用负刚度减隔震装置，其特征在于所述滑移装置（2）包括倒U形架（201）和缓冲架（202）；所述倒U形架（201）包括架体（211）和设置在架体（211）顶板上的锁定槽孔（212），架体（211）跨过所述缓冲槽体（301）且其底部固定安装在槽型滑块（432）的槽内；架体（211）立板的两侧边分别通过正刚度弹簧组（5）的各正刚度弹簧与牛腿（402）连接，架体（211）立板的内侧壁分别通过负刚度弹簧组（6）的各负刚度弹簧与缓冲槽体（301）外侧相连，各正...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈士通，张茂江，李义强，李锋，张耀辉，王金良，马遥，
申请(专利权)人：石家庄铁道大学，
类型：发明
国别省市：河北,13