基于液压系统的跨逆断层桥梁的抗断裂装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了基于液压系统的跨逆断层桥梁的抗断裂装置，其中跨逆断层的桥段设计成简支梁桥，基础类型为桩基础；其余桥段设计成连续梁桥。本发明专利技术安装在跨逆断层简支梁桥段的墩台上。本发明专利技术包括液压千斤顶整体装置、抗剪销钉、桥墩滑槽。将跨断层桥墩与承台浇筑成与设计相符的形状，通过锚固连接将液压千斤顶整体装置和桥墩承台固结为一体，水平方向由抗剪销钉承担初始约束作用。该装置实现了承台和桥墩的分离，断层错动作用时，抗剪销钉受到巨大的剪切作用失去竖向约束，承台整体向上抬升的同时压缩液压千斤顶装置，最终承台

【技术实现步骤摘要】
基于液压系统的跨逆断层桥梁的抗断裂装置


[0001]本专利技术属于地震试验
，具体涉及基于液压系统的跨逆断层桥梁的抗断裂装置。

技术介绍

[0002]我国是公路、铁路网日益密集发展迅速的国家，因此需要穿山越湖修建桥梁。纵向延伸较长的桥梁，因地形地貌等周围环境及建设选址需求、活断层探测技术等原因，禁止或避让并不能完全消除紧邻发震断层地表破裂带上桥梁的破坏风险。
[0003]断层地震动一般具有上盘效应、滑冲效应、破裂方向效应、速度脉冲效应等特征。断层错动造成桥体破坏的类型有很多：(1)支座破坏：主要是支座限位装置失去了限位能力，内部螺栓破坏等；(2)桥梁破坏：由于断层错动产生的竖向和水平位移，两墩台之间的主梁不再处于同一条水平线上，产生了一定的挠度，导致梁体错断或是落梁破坏；(3)桥梁墩台破坏：主要体现为断层错动下墩台的位移、墩身的混凝土剪切破坏失去强度、墩台出现贯通裂缝等。
[0004]目前的规范禁止在跨越活动断层上修建桥梁。但是如今的局限性在于：(1)技术上勘测主断层是相对容易的，但是预测次生断层的发展却是难题，造成了已经修建好或是正在修建的桥梁被误认为是没有跨越断层的；(2)例如海南铺前湾大桥，是国内最大动峰值加速度(0.59g)场地上修建的大桥，同时也是世界上最大的跨活动断层的海洋大桥。大桥的建设场地跨越1个活动断层和2个非活动断层。说明了由于地形条件和道路交通的限制，即使是跨海大桥这样的重要生命线工程，也选择了跨断层修建；(3)综合考虑经济成本，施工的周期等一系列条件下迫不得已才选择在近断层或者跨越断层修建桥梁。
[0005]针对上述问题专家学者们进行了广泛的研究，也提出了很多抗震装置。包括多向异性拉索限位装置、减震榫、防碰撞限位块、铅芯橡胶支座加拉索限位器的组合装置等。这些装置在一定程度上减轻了位错过大导致的落梁、碰撞等震害，但是没有实现减小跨断层错动下墩台竖向位移的目的或通过局部损失破坏实现整体桥梁抗断裂的能力。桥墩作为刚性承载结构，自身无法被压缩，因而在地表产生竖向位移时两墩台形成的高差仍然会使桥梁产生严重破坏。
[0006]基于目前近断层桥梁抗震装置的研究，并根据当前桥梁抗震对减隔震装置的要求，本专利技术提出了基于液压装置的跨逆断层桥梁抗断裂装置。

技术实现思路

[0007]本专利技术所为了解决
技术介绍
中存在的技术问题，目的在于提供了基于液压系统的跨逆断层桥梁的抗断裂装置。
[0008]为了解决技术问题，本专利技术的技术方案是：
[0009]基于液压系统的跨逆断层桥梁的抗断裂装置，所述装置安装在跨逆断层简支梁桥段的桥墩上；所述装置包括：多个液压千斤顶装置和承台；所述桥墩底部的外侧设置有桥墩
滑槽，所述桥墩滑槽安装在承台上；所述承台的顶面被浇筑成与多个液压千斤顶装置中第二组液压千斤顶相契合的凹字形凹陷，所述第二组液压千斤顶固定安装在凹字形凹陷内且顶部与桥墩的底面固定安装；所述桥墩的底面被浇筑成与多个液压千斤顶装置中第一组液压千斤顶和第三组液压千斤顶相契合的凹字形凹陷；所述第一组液压千斤顶和第三组液压千斤顶固定安装在桥墩中底面的凹字形凹陷内且底部与承台的顶面固定安装。
[0010]进一步，所述液压千斤顶装置的上顶盘上设置有多个上顶盘固定锚孔、侧向设置有多个侧向抗剪销钉固定孔、底部设置有多个底部固定锚孔，所述第一组液压千斤顶和第三组液压千斤顶通过上顶盘固定锚孔与桥墩中底面凹字形凹陷的上侧锚固为一体；所述第二组液压千斤顶的上顶盘固定锚孔与桥墩的底面锚固为一体；所述第一组液压千斤顶和第三组液压千斤顶通过底部固定锚孔与承台的顶面锚固为一体，所述第二组液压千斤顶通过底部固定锚孔与承台的凹字形凹陷的底进一步，所述装置还包括：多个抗剪销钉；所述侧向抗剪销钉固定孔通过多个抗剪销钉与第一组液压千斤顶、第二组液压千斤顶和第三组液压千斤顶的凹字形凹陷内的四周固定。
[0011]进一步，所述第一组液压千斤顶、第二组液压千斤顶和第三组液压千斤顶的数量分别为两个；所述第二组液压千斤顶位于第一组液压千斤顶和第三组液压千斤顶的中部，所述第一组液压千斤顶、第二组液压千斤顶和第三组液压千斤顶呈矩阵式分布。
[0012]进一步，所述第一组液压千斤顶、第二组液压千斤顶和第三组液压千斤顶的侧向抗剪销钉固定孔的数量为二十四，并均匀分布在四个侧面，所述第一组液压千斤顶、第二组液压千斤顶和第三组液压千斤顶的上顶盘固定锚孔的数量为二；所述第一组液压千斤顶、第二组液压千斤顶和第三组液压千斤顶的底部固定锚孔的数量为二。
[0013]进一步，当第二组液压千斤顶被压实时，第二组液压千斤顶的上表面与承台的上表面处于同一水平面。
[0014]进一步，所述液压千斤顶装置还包括：千斤顶固定台、千斤顶、顶针、活塞、液压滑槽、底部隔板和液压存储箱；
[0015]所述液压千斤顶装置从上到下依次分布为：上顶盘固定锚孔、千斤顶、侧向抗剪销钉固定孔、液压滑槽、千斤顶固定台、液压仓、顶针、底部隔板、活塞、底部固定锚孔、液体储存箱。
[0016]进一步，在安装抗断裂装置时，千斤顶处于完全顶升状态，荷载由下部液体储存箱中的液体和侧面与桥墩相连接的抗剪销钉承担；底部隔板上的活塞开口朝向底部处于闭合状态，此时桥墩整体处于正常使用阶段。
[0017]进一步，当地震来临时，逆断层作用下地表产生巨大的竖向位移，整体来看，此时断层上盘抬升，竖向的地震作用力使抗剪销钉受到剪切破坏，桥墩和第一组液压千斤顶、第三组液压千斤顶之间失去竖向约束，承台整体会随着断层错动的顶升作用顺着桥墩滑槽向上滑动，最终第二组液压千斤顶受压会完全嵌入承台内，第一组液压千斤顶和第三组液压千斤顶受压后整个装置随着承台的抬升而完全嵌入桥墩的“凹”字型空隙内。
[0018]进一步，从所述液压千斤顶自身来看：处于初始状态时，千斤顶处于完全顶升状态；液压仓充满了液体，起到一定的承载作用；活塞处于开口朝底面的闭合状态；当断层位错产生，整体结构发生了变化，千斤顶下部装置整体会随着承台上升，此时千斤顶受压，气体压入上部空仓中，顶针会迅速触碰并顶开活塞，液压仓中的液体会同时被压入液体储存
箱，直到完全压实停止运动。
[0019]与现有技术相比，本专利技术的优点在于：
[0020]本专利技术提供了一种基于液压系统的跨逆断层桥梁的抗断裂装置与方法。其中跨逆断层的桥段设计成简支梁桥，基础类型为桩基础；其余桥段设计成连续梁桥。本专利技术安装在跨逆断层简支梁桥段的墩台上。本专利技术包括液压千斤顶整体装置、抗剪销钉、桥墩滑槽。将跨断层桥墩与承台浇筑成与设计相符的形状，通过锚固连接将液压千斤顶整体装置和桥墩承台固结为一体，水平方向由抗剪销钉承担初始约束作用。该装置实现了承台和桥墩的分离，断层错动作用时，抗剪销钉受到巨大的剪切作用失去竖向约束，承台整体向上抬升的同时压缩液压千斤顶装置，最终承台
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液压千斤顶整体装置
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桥墩嵌合。本专利技术的优点在于，突破性的提出了跨逆断层的桥梁的抗断裂装置，装置自身的位移抵偿了桥墩自身因地表本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于液压系统的跨逆断层桥梁的抗断裂装置，其特征在于，所述装置安装在跨逆断层简支梁桥段的桥墩上；所述装置包括：多个液压千斤顶装置和承台；所述桥墩底部的外侧设置有桥墩滑槽(12)，所述桥墩滑槽(12)安装在承台上；所述承台的顶面被浇筑成与多个液压千斤顶装置中第二组液压千斤顶(15)相契合的凹字形凹陷，所述第二组液压千斤顶(15)固定安装在凹字形凹陷内且顶部与桥墩的底面固定安装；所述桥墩的底面被浇筑成与多个液压千斤顶装置中第一组液压千斤顶(14)和第三组液压千斤顶(16)相契合的凹字形凹陷；所述第一组液压千斤顶(14)和第三组液压千斤顶(16)固定安装在桥墩中底面的凹字形凹陷内且底部与承台的顶面固定安装。2.根据权利要求1所述的基于液压系统的跨逆断层桥梁的抗断裂装置，其特征在于，所述液压千斤顶装置的上顶盘上设置有多个上顶盘固定锚孔(1)、侧向设置有多个侧向抗剪销钉固定孔(2)、底部设置有多个底部固定锚孔(8)，所述第一组液压千斤顶(14)和第三组液压千斤顶(16)通过上顶盘固定锚孔(1)与桥墩中底面凹字形凹陷的上侧锚固为一体；所述第二组液压千斤顶(15)的上顶盘固定锚孔(1)与桥墩的底面锚固为一体；所述第一组液压千斤顶(14)和第三组液压千斤顶(16)通过底部固定锚孔(8)与承台的顶面锚固为一体，所述第二组液压千斤顶(15)通过底部固定锚孔(8)与承台的凹字形凹陷的底部锚固为一体。3.根据权利要求2所述的基于液压系统的跨逆断层桥梁的抗断裂装置，其特征在于，所述装置还包括：多个抗剪销钉(13)；所述侧向抗剪销钉固定孔(2)通过多个抗剪销钉(13)与第一组液压千斤顶(14)、第二组液压千斤顶(15)和第三组液压千斤顶(16)的凹字形凹陷内的四周固定。4.根据权利要求1所述的基于液压系统的跨逆断层桥梁的抗断裂装置，其特征在于，所述第一组液压千斤顶(14)、第二组液压千斤顶(15)和第三组液压千斤顶(16)的数量分别为两个；所述第二组液压千斤顶(15)位于第一组液压千斤顶(14)和第三组液压千斤顶(16)的中部，所述第一组液压千斤顶(14)、第二组液压千斤顶(15)和第三组液压千斤顶(16)呈矩阵式分布。5.根据权利要求3所述的基于液压系统的跨逆断层桥梁的抗断裂装置，其特征在于，所述第一组液压千斤顶(14)、第二组液压千斤顶(15)和第三组液压千斤顶(16)的侧向抗剪销钉固定孔(2)的数量为二十四，并均匀分布在四个侧面，所述第一组液压千斤顶(14)、第二组液...

【专利技术属性】
技术研发人员：张建毅，张昊南，许志杰，李忠恒，
申请(专利权)人：防灾科技学院，
类型：发明
国别省市：