一种基于隧道—桥梁一体化的多阶段协同抗震体系制造技术

本发明专利技术涉及一种基于隧道—桥梁一体化的多阶段协同抗震体系，属于土木工程抗震技术领域。包括隧道、桥梁以及桥台，所述多阶段协同抗震体系还包括多级连接装置以及减隔震装置，所述桥梁一端通过减隔震装置放置在桥台上，减隔震装置提供耗能及自复位作用；所述隧道、桥梁之间通过所述多级连接装置连接成一个整体，所述多级连接装置能够控制隧道和桥梁产生的相对错动，同时通过变形产生阻尼并实现耗能能力；其中，所述桥台设置在隧道外端，桥台与桥梁外端之间设置有接缝，所述多级连接装置两端分别设置在接缝两侧的桥台和桥梁上。本发明专利技术可有效地降低桥隧和铁路结构在地震作用下产生的损伤。损伤。损伤。

【技术实现步骤摘要】
一种基于隧道
—
桥梁一体化的多阶段协同抗震体系


[0001]本专利技术涉及一种基于隧道—桥梁一体化的多阶段协同抗震体系，属于土木工程抗震


技术介绍

[0002]由于部分铁路，如川藏铁路等经过地震区或地震带，且地形复杂，可能出现隧道与桥梁直接相连的情况。隧道刚度远高于相连的桥梁结构的刚度，在地震作用下，这种刚度突变使得隧道与桥梁的变形和位移响应不协调，导致桥隧和铁路结构震害加重，严重影响其震后使用功能。

技术实现思路

[0003]针对现有技术存在的上述缺陷，本专利技术提出一种基于隧道—桥梁一体化的多阶段协同抗震体系，可有效地降低桥隧和铁路结构在地震作用下产生的损伤。
[0004]为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
[0005]一种基于隧道—桥梁一体化的多阶段协同抗震体系，包括隧道、桥梁以及桥台，所述多阶段协同抗震体系还包括多级连接装置以及减隔震装置，所述桥梁一端通过减隔震装置放置在桥台上，减隔震装置提供耗能及自复位作用；所述隧道、桥梁之间通过所述多级连接装置连接成一个整体，所述多级连接装置能够控制隧道和桥梁产生的相对错动，同时通过变形产生阻尼并实现耗能能力；其中，所述桥台设置在隧道外端，桥台与桥梁外端之间设置有接缝，所述多级连接装置两端分别设置在接缝两侧的桥台和桥梁上。
[0006]进一步地，所述减隔震装置为复位耗能隔震支座。
[0007]进一步地，所述复位耗能隔震支座为铅芯橡胶隔震支座或摩擦摆隔震支座。
[0008]进一步地，所述隧道内以及桥梁上铺设有铁轨。
[0009]进一步地，所述多级连接装置为多边形变形体系，且为设置在桥台和桥梁两侧的至少一组，每组包括中间的连接耗能装置以及两端的铰接固定装置，两端的铰接固定装置分别伸出并垂直固定在桥台和桥梁外壁上。
[0010]进一步地，桥梁包括桥墩、盖梁以及承台，桥墩与盖梁以及承台间设置有摇摆界面，或桥墩与盖梁间设置有减隔震装置。
[0011]进一步地，对于设置有摇摆界面的桥梁桥墩来说，其还包括预应力筋以及耗能装置；所述预应力筋竖向贯穿桥墩，且两端分别锚固在盖梁以及承台内；所述耗能装置设置在桥墩上、下端的左、右两侧。
[0012]进一步地，所述耗能装置由两根十字交叉的耗能棒构成，每根耗能棒的固定端设置在桥墩、盖梁或承台上。
[0013]进一步地，所述耗能装置由金属屈服型阻尼器构成。
[0014]其原理为：
[0015]在正常运营阶段，多级连接装置通过将隧道与桥梁连接在一起，桥隧之间几乎不
产生相对位移，二者协同受力，可以视作整体，且桥墩、盖梁以及承台紧密接触，保证列车行驶的稳定性；
[0016]在中小地震作用下，多级连接装置提供的连接力无法满足桥隧固结所需的抗力，致使隧道与桥梁之间产生相对错动，二者由刚性连接转为半连接；同时，多级连接装置和接缝分别因变形和摩擦而耗散部分地震能量，减小结构位移响应；此外，桥墩与承台、盖梁的连接处产生缝隙，其在地震作用下“提离”，并在预应力筋作用下“闭合”；同时，耗能装置耗散地震带来的能量，防止桥梁其他部位受到损伤破坏，减少桥梁的残余位移；
[0017]在大震作用下，隧道与桥梁之间相对位移进一步加大，多级连接装置失效，桥梁与隧道彻底断开，各自抵抗地震作用；同时，减隔震装置以及耗能装置发挥隔震及减震耗能功能；
[0018]地震结束后，减隔震装置、多级连接装置、预应力筋实现自复位功能，将桥梁恢复至原位，减小震后残余变形。
[0019]本专利技术通过多级连接装置和减隔震装置等变换桥隧连接方式，既能在正常使用阶段充分发挥隧道刚度优势，以减少桥隧相对位移、保持行车平稳性，又可在不同烈度地震作用下实现隧道—桥梁整体结构体系分阶段抗震。该体系能够实现桥隧连接、熔断和减震功能，有效提升铁路的抗震性能。具体有益效果如下：
[0020]1.在正常运营阶段，桥梁与隧道刚性连接，桥梁相对位移较小，保证列车行驶的平稳。
[0021]2.在地震作用下，具有良好的耗能性能和较小的残余位移，减震和隔震能力强。
[0022]3.在大震作用下，隧道与桥梁保持独立，减轻了隧道—桥梁连接体系因变形不协调产生的震害，并保证了桥梁抗震性能整体一致性。
[0023]4.具有良好的自复位作用，保证体系震后使用及可恢复性，装置易于维修及更换。
[0024]5.隧道—桥梁体系能够在不同烈度地震作用下，实现多阶段抗震功能，最大限度减轻铁路震害，提升川藏铁路抗震性能。
附图说明
[0025]图1为本专利技术的基于隧道—桥梁一体化的多阶段协同抗震体系整体剖面示意图；
[0026]图2为本专利技术的基于隧道—桥梁一体化的多阶段协同抗震体系连接段剖面示意图；
[0027]图3为本专利技术正常运营时连接段俯视示意图；
[0028]图4为本专利技术地震作用时连接段俯视示意图；
[0029]图5为本专利技术设置了耗能装置的桥墩示意图。
具体实施方式
[0030]下面结合附图1
‑
5和具体实施对本专利技术做进一步的详细说明，便于清楚地了解本专利技术，但它们不对本专利技术构成限定。
[0031]实施例1
[0032]如图1
‑
4所示，本实施例的一种基于隧道—桥梁一体化的多阶段协同抗震体系，包括隧道01、桥梁02以及桥台06，隧道01内以及桥梁02上铺设有铁轨。多阶段协同抗震体系还
包括多级连接装置03以及减隔震装置05，桥梁02一端通过减隔震装置05放置在桥台06上，减隔震装置05提供耗能及自复位作用，本实施例中，减隔震装置05为复位耗能隔震支座，特别是采用铅芯橡胶隔震支座。隧道01、桥梁02之间通过多级连接装置03连接成一个整体，多级连接装置03能够控制隧道01和桥梁02产生的相对错动，同时通过变形产生阻尼并实现耗能能力。其中，桥台06设置在隧道01外端，桥台06与桥梁02外端之间设置有接缝04，多级连接装置03两端分别设置在接缝04两侧的桥台06和桥梁02上。如图2
‑
4所示，多级连接装置03为多边形变形体系，且为设置在桥台06和桥梁02两侧的一组，其包括中间的连接耗能装置以及两端的铰接固定装置，两端的铰接固定装置分别伸出并垂直固定在桥台06和桥梁02外壁上。
[0033]如图5所示，桥梁02包括桥墩021、盖梁025以及承台026，桥墩021与盖梁025以及承台026间设置有摇摆界面023，或如图1所示，桥墩021与盖梁025间设置有减隔震装置05。
[0034]如图5所示，对于设置有摇摆界面023的桥梁02桥墩021来说，其还包括预应力筋024以及耗能装置027。预应力筋024竖向贯穿桥墩021，且两端分别锚固在盖梁025以及承台026内。耗能装置027设置在桥墩021上、下端的左、右两侧。耗能装置027由两根十字交叉的耗能棒构成，每根耗能棒的固定端设置在桥墩021、盖梁025或承台026上。本实施例中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于隧道—桥梁一体化的多阶段协同抗震体系，包括隧道(01)、桥梁(02)以及桥台(06)，其特征在于：所述多阶段协同抗震体系还包括多级连接装置(03)以及减隔震装置(05)，所述桥梁(02)一端通过减隔震装置(05)放置在桥台(06)上，减隔震装置(05)提供耗能及自复位作用；所述隧道(01)、桥梁(02)之间通过所述多级连接装置(03)连接成一个整体，所述多级连接装置(03)能够控制隧道(01)和桥梁(02)产生的相对错动，同时通过变形产生阻尼并实现耗能能力；其中，所述桥台(06)设置在隧道(01)外端，桥台(06)与桥梁(02)外端之间设置有接缝(04)，所述多级连接装置(03)两端分别设置在接缝(04)两侧的桥台(06)和桥梁(02)上。2.根据权利要求1所述的一种基于隧道—桥梁一体化的多阶段协同抗震体系，其特征在于：所述减隔震装置(05)为复位耗能隔震支座。3.根据权利要求2所述的一种基于隧道—桥梁一体化的多阶段协同抗震体系，其特征在于：所述复位耗能隔震支座为铅芯橡胶隔震支座或摩擦摆隔震支座。4.根据权利要求1所述的一种基于隧道—桥梁一体化的多阶段协同抗震体系，其特征在于：所述隧道(01)内以及桥梁(02)上铺设有铁轨。5.根据权利要求1所述的一种基于隧道—桥梁一体化的多阶段协同抗震体系，其特征在于：所述多级连接装置(03)为多边形变形体系，且为设置在桥台(06)和桥梁(02)两侧的至少一组，每组包括中间的连接耗能装置以及两端的铰接固定装置，两端的铰接固定装置分别伸出并垂直固定在桥台(06)和桥梁(02)外壁上。6.根据权利要求1所述的一种基于隧道—桥梁一体化的多阶段协同抗震体系，其特征在于：桥梁(02)包括桥墩(021)、盖梁(025)以及承台(026)，桥墩(021)与盖梁(025)以及承台(026)间设置有摇摆界面(023)，或桥墩(021)与盖梁(025)间设置有减隔震装置(05)。7.根据权利要求1所述的一种基于隧道—桥梁一体化的多阶段协同抗震体系，其特征在于：对于设置有摇摆界面(023)...

【专利技术属性】
技术研发人员：董慧慧，杨森，杜修力，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：