一种用于摇摆承台全装配式桥梁的多级限位-自复位元件制造技术

一种用于摇摆承台全装配式桥梁的多级限位

【技术实现步骤摘要】
一种用于摇摆承台全装配式桥梁的多级限位
‑
自复位元件


[0001]本专利技术涉及于桥梁工程与地震工程
，特别是涉及一种用于摇摆承台全装配式桥梁的多级限位
‑
自复位元件。

技术介绍

[0002]近年来，国际上针对城市震后重建难度大、时间长、社会代价巨大等问题，提出了减小震后修复成本的城市抗震韧性概念。桥梁作为城市交通的重要节点，是城市抗震韧性的重要组成部分。因此，发展桥梁抗震韧性技术，对提高整个城市系统的抗震韧性至关重要。装配式桥梁的抗震性能是制约其在强震区推广使用的关键。对此，有专家和学者提出了通过摇摆自复位实现桥梁震后低损伤和可快速修复的摇摆桥梁体系来提高装配式桥梁的抗震韧性。现有摇摆桥梁体系主要包括摇摆基础和摇摆桥墩两种形式，其中摇摆基础结构由于土体变形会导致桥梁结构的震后残余变形，影响桥梁震后可恢复性能；摇摆桥墩结构存在开合界面尺寸较小，影响耗能元件布置及变形，导致耗能效率较低的问题。
[0003]针对现有摇摆桥梁体系的形式较难满足城市桥梁抗震韧性重大需求的问题，以及摇摆承台体积大，重量过重等缺点，基于分离式摇摆承台的摇摆桥梁结构体系应运而生,该体系将摇摆承台分成上下两个承台，以便能够减轻整体承台的重量并且方便运输和装配。分离式摇摆承台桥梁结构体系可以通过承台的摇摆实现地震作用下的摇摆自复位，降低地震损伤，提高抗震韧性。分离式摇摆承台桥梁结构体系上下承台间具有更大摇摆空间，地震作用下具有更大的容许摇摆幅度，现有的基于预应力钢筋或其它单一复位元件的自复位方式无法满足相应的自复位需求。且现有的摇摆桥梁结构通过单一自复位元件实现自复位功能，无法实现摇摆桥梁在不同地震水平下的不同自复位需求。另外，桥墩摇摆过大可能导致落梁以及倾覆等桥梁破坏，需要在考虑充分发挥摇摆桥梁体系作用的同时，兼顾允许摇摆角的最大取值，对摇摆过程进行必要限制。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种用于摇摆承台全装配式桥梁的多级限位
‑
自复位元件，以解决上述现有技术中存在的问题。
[0005]一种用于摇摆承台全装配式桥梁的多级限位
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自复位元件，安装在摇摆承台的上下承台之间，包括下盒体和上盒体，所述下盒体的顶面通透，所述上盒体的底面通透，所述下盒体的高度小于所述上盒体的高度，所述上盒体的长度和宽度均小于所述下盒体的长度和宽度；所述上盒体的底端由上到下插入到所述下盒体中；所述下盒体内还设置有内盒体，所述内盒体上下通透且底端面与所述下盒体的内腔底面固定连接，所述内盒体的顶端面与所述下盒体的顶端面齐平，所述下盒体的侧壁与所述内盒体的侧壁之间形成有容纳槽，所述上盒体的侧壁伸入到所述容纳槽中；所述容纳槽中沿周向设置有若干个可断裂承载件，所述上盒体的底端面抵接在若干所述可断裂承载件的顶面；所述内盒体内还设置有多级弹力机构，所述多级弹力机构的顶端与所述上盒体的内腔顶面固接且底面与所述下盒体的内
腔底面固接。
[0006]优选的，所述可断裂承载件包括水平设置在所述容纳槽内的剪力键，所述剪力键垂直于所述下盒体的侧面，所述下盒体的侧壁与所述剪力键对应的位置开设有第一矩形销孔，所述内盒体的侧壁与所述剪力键对应的位置开设有第二矩形销孔，所述第二矩形销孔与对应的所述第一矩形销孔同轴线设置；所述剪力键穿设在所述第一矩形销孔和所述第二矩形销孔内；所述上盒体的底端面抵接在若干所述剪力键的顶面。
[0007]优选的，所述多级弹力机构包括固接在所述下盒体内腔底面中部的橡胶块，所述橡胶块内竖直穿设有若干个一级自复位弹簧，若干所述一级自复位弹簧沿所述橡胶块的长中轴线等间距排布，所述一级自复位弹簧的顶端与所述上盒体的内腔顶面固接，所述一级自复位弹簧的底端与所述下盒体的内腔底面固接；所述橡胶块内位于长中轴线两侧的位置对称竖直穿设有若干个二级自复位弹簧；所述二级自复位弹簧的底端与所述下盒体的内腔底面固接且顶端悬空；所述二级自复位弹簧的高度小于所述一级自复位弹簧的高度，所述橡胶块的高度小于所述二级自复位弹簧的高度，所述上盒体的高度小于所述橡胶块的高度。
[0008]优选的，所述上盒体的底端面对称向两侧延伸形成有第一翼缘，所述下盒体的顶端面向所述容纳槽的方向延伸并形成有第二翼缘，所述内盒体的顶端面向所述容纳槽的方向延伸并形成有第三翼缘，所述第二翼缘到所述第三翼缘之间的距离大于所述上盒体的侧壁厚度，所述第一翼缘的宽度小于所述容纳槽的宽度且大于所述第二翼缘到所述第三翼缘之间的距离。
[0009]优选的，所述上盒体的顶面开设有若干个顶部栓钉孔，所述下盒体的底面开设有若干个底部栓钉孔。
[0010]本专利技术公开了以下技术效果：1.本专利技术可以配合预应力筋，为分离式摇摆承台桥梁结构体系提供自复位性能；通过不同组件的有效组合，形成梯级限位和自复位元件；多级限位元件
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自复位元件既可限定桥梁在不同地震等级下的摇摆幅度，又可为不同摇摆幅度的桥墩提供不同的自复位力；多级限位和自复位的有机结合，可实现分离式摇摆承台桥梁结构体系在不同地震等级下的多级自复位需求。
[0011]2.本专利技术独立成体，在工作过程中对桥梁主体结构的影响较小，通过为摇摆桥梁提供自复位能力，可降低桥梁结构在地震下的损伤和残余位移，提高的桥梁的抗震韧性；且本专利技术相较于传统的限位形式，还可以实现桥梁结构在不同地震下的分级破坏目标，保障桥梁结构在不同地震设防目标下达到相应的韧性水准。
[0012]3.本专利技术创新地将提供多级自复位力和多级限位两种功能集于一体，有利于简化设计、节约空间，进而减小施工难度以及降低造价；同时，本元件的布置还可约束分离式承台横向滑移，提高摇摆承台在横向的稳定性；另外，本专利技术的盒体结构能够为内部多级弹力机构提供较好保护，避免在正常使用阶段元件的提前失效，如橡胶的老化、钢材的锈蚀等。
[0013]4.本专利技术可以在工厂预制，施工现场安装，并与分离式摇摆承台的连接简单，易于施工，可实现快速安装，满足了城市桥梁建设中对“快速建造”的重大需求；此外，本专利技术易于监测和更换，一般地震后能快速更换且更换成本低，保证桥梁在震后的快速修复，可极大降低震后修复的总成本，提高交通网络的总体抗震韧性。
附图说明
[0014]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0015]图1为本专利技术与上承台和下承台的连接示意图；图2为本专利技术的三维立体结构示意图；图3为本专利技术的三维剖面示意图；图4为本专利技术的剖面示意图；图5为本专利技术的上盒体结构示意图；图6为本专利技术的下盒体结构示意图；图7为本专利技术在地震作用下受压时的工作状态变化示意图；图8为本专利技术在地震作用下受拉时的工作状态示意图；图9为本专利技术的力学模型示意图；图10为本专利技术提供给摇摆承台全装配式桥梁的多级破坏模式和韧性保障机制示意本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于摇摆承台全装配式桥梁的多级限位
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自复位元件，安装在摇摆承台的上下承台之间，其特征在于，包括：下盒体（5）和上盒体（6），所述下盒体（5）的顶面通透，所述上盒体（6）的底面通透，所述下盒体（5）的高度小于所述上盒体（6）的高度，所述上盒体（6）的长度和宽度均小于所述下盒体（5）的长度和宽度；所述上盒体（6）的底端由上到下插入到所述下盒体（5）中；所述下盒体（5）内还设置有内盒体（7），所述内盒体（7）上下通透且底端面与所述下盒体（5）的内腔底面固定连接，所述内盒体（7）的顶端面与所述下盒体（5）的顶端面齐平，所述下盒体（5）的侧壁与所述内盒体（7）的侧壁之间形成有容纳槽（8），所述上盒体（6）的侧壁伸入到所述容纳槽（8）中；所述容纳槽（8）中沿周向设置有若干个可断裂承载件，所述上盒体（6）的底端面抵接在若干所述可断裂承载件的顶面；所述内盒体（7）内还设置有多级弹力机构，所述多级弹力机构的顶端与所述上盒体（6）的内腔顶面固接且底面与所述下盒体（5）的内腔底面固接。2.根据权利要求1所述的一种用于摇摆承台全装配式桥梁的多级限位
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自复位元件，其特征在于：所述可断裂承载件包括水平设置在所述容纳槽（8）内的剪力键（1），所述剪力键（1）垂直于所述下盒体（5）的侧面，所述下盒体（5）的侧壁与所述剪力键（1）对应的位置开设有第一矩形销孔（9），所述内盒体（7）的侧壁与所述剪力键（1）对应的位置开设有第二矩形销孔（10），所述第二矩形销孔（10）与对应的所述第一矩形销孔（9）同轴线设置；所述剪力键（1）穿设在所述第一矩形销孔（9）和所述第二矩形销孔（10）内；所述上盒体（6）的底端面抵接在若干所述剪力键（1）的顶面。3.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏俊省，娄策翔，李忠献，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：