本发明专利技术公开了一种金属耗能型桥梁防落梁装置及其安装方法，包括布置在左右两侧主梁上的核芯方钢管、金属滑块、弹簧、弹簧挡板、销轴、预留螺栓孔连接件、第一连接螺栓、第二连接螺栓，以及布置在中间的上弧形金属耗能板、下弧形金属耗能板。金属滑块外套在核芯方钢管的中心位置，金属滑块的两侧分别外套两个弹簧，弹簧的另一端与弹簧限位板接触，限位板固定在核芯钢管上。将上弧形金属耗能板的两端分别焊接在左右两侧滑动部件的上部销轴上。本发明专利技术在正常使用状态下，通过金属滑块的滑动和金属弹簧的弹性变形来适应温度变化造成的主梁伸缩变形；本发明专利技术充分的发挥金属材料力学性能，耗能能力强且稳定，并且安装简单，震后易更换。
【技术实现步骤摘要】
一种金属耗能型桥梁防落梁装置及其安装方法
本专利技术属于桥梁抗震
，具体地涉及一种金属耗能型桥梁防落梁装置及其安装方法。
技术介绍
中小跨径梁式桥中梁体与下部结构通常通过板式橡胶支座来连接，梁体直接搁置于支座上面，而支座与墩顶和梁体接触面之间没有锚固措施，当地震来临时，这种连接方式极容易导致落梁破坏和主梁间的碰撞。为了防止发生落梁破坏，通常采用防落梁装置来预防落梁破坏。目前已有的防落梁装置防落梁效果差并不能有效地控制主梁间的碰撞，并且施工复杂，震后不易更换，不能满足抗震需求。
技术实现思路
为了解决
技术介绍
中现有桥梁防落梁装置中存在的问题，本专利技术提出了一种金属耗能型桥梁防落梁装置，其构造简单，安装简便，并且震后可以及时更换；正常使用状态下，钢滑块可以沿核心钢管滑动来应对温度作用产生的位移；地震作用下弹簧被压平后，弧形金属耗能板进入屈服状态，通过弧形金属耗能板的弹塑性变形来耗散地震能量，减小主梁之间的碰撞，在极限状态下弧形金属耗能板可以被拉直来防止主梁发生落梁破坏；本专利技术可以通过设置弧形金属耗能板的厚度来实现不同的设计目标。为了实现本专利技术的目标，本专利技术采取的技术方案是：一种金属耗能型桥梁防落梁装置，包括与左侧主梁连接的滑动部件、与右侧主梁连接的滑动部件、与左右两侧滑动部件相连的弧形金属耗能板、连接件。滑动部件主要由核芯方钢管、装配式金属滑块、金属弹簧、弹簧挡板、销轴组成。作为进一步的技术方案，在装配式金属滑块内表面做润滑处理，将装配式金属滑块外套在核芯方钢管的中心位置。作为进一步的技术方案，在装配式金属滑块的两端分别外套两个弹簧，两金属弹簧的端部分别与金属滑块的端部接触，弹簧的直径为核芯方钢管的对角线长度。作为进一步的技术方案，分别在两个弹簧的另一端焊接弹簧限位板，限位板与弹簧的另一端接触。作为进一步的技术方案，在金属滑块的上下安装销轴，至此，滑动部件安装完成。作为进一步的技术方案，将上弧形金属耗能板的两端分别与左右两侧滑动部件的上部销轴通过焊接连接，将下弧形金属耗能板的两端分别与左右两侧滑动部件的下部销轴通过焊接连接。作为进一步的技术方案，将连接件一端通过第一连接螺栓与核芯方钢管连接。作为进一步的技术方案，将连接件另一端通过第二连接螺栓与主梁进行连接。本专利技术的有益效果：1、本专利技术可以通过弹簧和弧形金属耗能板的弹塑性变形来实现多级耗能，防止主梁之间的纵向碰撞和落梁破坏，可以充分发挥弧形金属耗能板耗能能力强且稳定的能力。2、本专利技术可以通过设置不同尺寸和形状的弧形金属耗能板和弹簧来实现不同的抗震设计目标。3、本专利技术可以采取不同种类的钢材，并且本专利技术在工厂组装完成，可以减少现场的施工时间，安装简便，设计简单，震后容易更换。附图说明图1为本专利技术金属耗能型防落梁装置整体结构示意图；图2为本专利技术金属耗能型防落梁装置正视图；图3为本专利技术金属耗能型防落梁装置侧视图；图4为本专利技术金属耗能型防落梁装置俯视图；图5为本专利技术金属耗能型防落梁装置装配流程图；图6为本专利技术金属耗能型防落梁装置温度变形时的工作原理图；图7为本专利技术金属耗能型防落梁装置防落梁工作原理示意图；图8为本专利技术金属耗能型防落梁装置防碰撞工作原理示意图；图9为本专利技术金属耗能型防落梁装置在桥梁中的某一应用实例示意图。包括：1、核芯方钢管；2、装配式金属滑块；3、弹簧；4、弹簧挡板；5、销轴；6、上弧形金属耗能板；7、下弧形金属耗能板；8、连接件；9、第一连接螺栓；10、第二连接螺栓；11、金属耗能型防落梁装置(一)；12、金属耗能型防落梁装置(二)；13、左侧主梁；14、右侧主梁；15、伸缩缝；16、盖梁；17、桥墩。具体实施方式下面结合附图对本专利技术一种金属耗能型防落梁装置的具体实施方式进行说明：如图1所示，一种金属耗能型防落梁装置包括滑动部件和耗能部件，其中滑动部件由核芯方钢管1、装配式金属滑块2、弹簧3、弹簧挡板4、销轴5组成，滑动部件左右对称分布。耗能部件由上弧形金属耗能板6、下弧形金属耗能板7组成。连接件8通过1第一螺栓9与核芯方钢管1进行连接，整个金属耗能型防落梁装置通过第二螺栓10与左右两侧主梁13、14进行连接或者与主梁13(14)和盖梁16连接。进一步地，所述核芯方钢管1也可以采用圆形钢管。进一步地，所述金属滑块2可以根据核心钢管的外形采用不同的形状。进一步地，所述弹簧3也可以是金属碟簧或者其他弹性装置。进一步地，所述弹簧限位板4也可以是圆形或者其他能起到限位功能的钢板。进一步地，弧形金属耗能板6也可以采用弧形的矩形板或者其他形状的钢板。如图5所示，一种金属耗能型防落梁装置的拼装流程如下，如(1)所示：1)将装配式金属滑块2外套在核芯方钢管1上，其中装配式金属滑块2内表面做润滑处理；2)在装配式金属滑块2左右两侧分别外套弹簧3；3)在两个螺旋金属弹簧的端部焊接弹簧挡板4；4)在装配式金属滑块2在上下耳板处安装销轴5，至此，滑动部件安装完成；5)将滑动部件左右对称布置，将上弧形金属耗能板6和下弧形金属耗能板7分别焊接在左右两侧的上下销轴5上；6)将核芯方钢管1和连接件8通过第一连接螺栓9相连。为了便于现场安装，减少焊接，采用如(2)所示的装配流程：1)将装配式金属滑块2外套在核芯方钢管1上，其中装配式金属滑块2内表面做润滑处理；2)在装配式金属滑块2左右两侧分别外套弹簧3；3)在两个螺旋金属弹簧的端部焊接弹簧挡板4；4)将带销轴5的金属耗能板6、7安装在装配式金属滑块2上，将销轴5卡入装配式金属滑块2的凹槽内；5)在销轴5上安装盖板并用螺栓固定，将核芯方钢管1和连接件8通过第一连接螺栓9相连。如图6所示，当主梁在温度作用下发生变形时，装配式金属滑块2可以沿着核芯方钢管1滑动，此时金属弹簧3会被压缩，但是上弧形金属耗能板6和下弧形金属耗能板7不会屈服，仍然保持弹性状态。如图7所示，地震作用下左右两侧主梁12、13发生相离运动时，左侧滑动部件的右侧金属弹簧被压缩，右侧滑动部件的左侧金属弹簧被压缩，上弧形金属耗能板6和下弧形金属耗能板7受拉，极限状态下弧形金属耗能板被拉直，防止发生落梁破坏。如图8所示，地震作用下左右两侧主梁对向运动时，左侧滑动部件的左侧金属弹簧被压缩，右侧滑动部件的右侧金属弹簧被压缩，上弧形金属耗能板6和下弧形金属耗能板7受压，防止左右两侧主梁发生碰撞。本专利技术在桥梁中的具体应用实例如图9所示。在实桥中具体的安装方式为：安装方式(一)：安装在左侧主梁13和右侧主梁14之间。金属耗能型防落梁装置11在工厂装配完成后通过吊装设备吊装至主梁13、14梁底位置，通过第二连接螺栓10将金属耗能型防落梁装置11与左侧主梁13、右侧主梁14连接。安装方式(二)：安装在主梁13(14本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种金属耗能型防落梁装置，其特征在于：包括核芯方钢管(1)、金属滑块(2)、弹簧(3)、弹簧挡板(4)、销轴(5)、上金属弧形耗能板(6)和下金属弧形耗能板(7)、有预留螺栓孔的连接件(8)、第一连接螺栓(9)和第二连接螺栓(10)；/n所述金属滑块(2)外套在核芯方钢管(1)外侧，金属滑块(2)在结构变形时能够沿着核芯方钢管(1)滑动；所述弹簧(3)布置在金属滑块(2)左右两侧，金属滑块(2)沿核芯方钢管(1)左右滑动时，弹簧(3)被压缩，并且弹簧(3)在结构变形的过程中保持弹性；所述弹簧挡板(4)固定在左右两侧弹簧(3)的端部，控制金属滑块的(2)的滑动位移；销轴(5)穿过金属滑块(2)预留的孔位，将上金属耗能板(6)和下金属耗能板(7)固定于销轴(5)，通过金属耗能板的弹塑性变形来耗散能量，减轻地震损伤，金属耗能板事先进行预弯曲从而起到防落梁的作用；通过连接件(8)、第一连接螺栓(9)和第二连接螺栓(10)，将金属耗能型防落梁装置与结构进行连接。/n
【技术特征摘要】
1.一种金属耗能型防落梁装置，其特征在于：包括核芯方钢管(1)、金属滑块(2)、弹簧(3)、弹簧挡板(4)、销轴(5)、上金属弧形耗能板(6)和下金属弧形耗能板(7)、有预留螺栓孔的连接件(8)、第一连接螺栓(9)和第二连接螺栓(10)；
所述金属滑块(2)外套在核芯方钢管(1)外侧，金属滑块(2)在结构变形时能够沿着核芯方钢管(1)滑动；所述弹簧(3)布置在金属滑块(2)左右两侧，金属滑块(2)沿核芯方钢管(1)左右滑动时，弹簧(3)被压缩，并且弹簧(3)在结构变形的过程中保持弹性；所述弹簧挡板(4)固定在左右两侧弹簧(3)的端部，控制金属滑块的(2)的滑动位移；销轴(5)穿过金属滑块(2)预留的孔位，将上金属耗能板(6)和下金属耗能板(7)固定于销轴(5)，通过金属耗能板的弹塑性变形来耗散能量，减轻地震损伤，金属耗能板事先进行预弯曲从而起到防落梁的作用；通过连接件(8)、第一连接螺栓(9)和第二连接螺栓(10)，将金属耗能型防落梁装置与结构进行连接。
2.根据权利要求1所述的一种金属耗能型防落梁装置，其特征在于：所述弹簧(3)布置在金属滑块(2)两侧，并且弹簧(3)外套在核芯方钢管(1)的外侧，弹簧(3)的弹性变形范围要满足温度作用引起的伸缩变形；弹簧(3)也是金属碟簧或其他形式的弹簧，或者采用橡胶垫或形状记忆合金装置。
3.根据权利要求1所述的金属耗能型防落梁装置，其特征在于：所述弹簧挡板(4)布置在弹簧(3)的端部，焊接在核芯方钢管(1)外侧，对弹簧(3)起到限位作用，弹簧挡板(4)的形状和尺寸根据弹簧(3)来进行确定。
4.根据权利要求1所述的一种金属耗能型防落梁装置，其特征在于：所述金属滑块(2)的耳板预留销轴孔位，销轴(5)穿过耳板预留的孔位，销轴(5)的屈服强度要大于上下弧形金属...
【专利技术属性】
技术研发人员：贾俊峰，李茂昌，白玉磊，杜修力，许坤，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：北京;11
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