【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及桥梁，尤其涉及一种自复位减震装置和桥梁自复位系统。
技术介绍
1、铁路桥梁作为重要的生命线工程，在地震中一旦发生损伤，不仅会影响结构安全性，更会阻碍铁路干线运营和抢险救灾工作，造成严重的经济损失。对铁路桥梁而言，传统抗震设计理论大多面向“震前预防”和“震时保护”，较少关注震后功能恢复，从而导致桥梁震后维修困难、功能中断时间长，成为“站立的废墟”，造成严重经济损失。
2、现有的铁路桥梁抗震体系主要分为延性抗震体系和减隔震体系。
3、其中，延性抗震体系的桥墩主筋配筋率介于0.5％～4％之间，将固定型支座与活动型支座组合使用，并设置挡块。正常运营期间与小震作用下，利用固定支座的抗剪能力承担列车荷载、风荷载等活载作用，利用活动支座适应温度变形，降低温度应力。中、强震作用下，支座和挡块共同抵抗主梁惯性力，从而有效防止落梁，此时桥墩可进入塑性状态，耗散地震能量。对于延性抗震体系，强震作用下桥墩内力显著增加，并逐渐进入塑性，导致桥墩底部严重损伤，易发生支座与挡块剪断等震害；震后，桥梁使用功能长时间中断，支座需及时更换，桥墩需予以修补甚至拆除重建。
4、减隔震体系的桥墩基本不参与耗能，其截面尺寸和配筋率可适当降低，支座采用固定型减隔震支座与活动型减隔震支座多向活动型支座组合使用，可加设阻尼器增强耗能能力。正常运营期间与小震作用下，利用固定支座的抗剪能力承担列车荷载、风荷载等活载作用，利用活动支座适应温度变形，降低温度应力。中、强震作用下，固定支座剪力销剪断，转为活动支座，从而延长结构周期，隔绝地
5、值得一提的是，当前针对建筑和公路桥梁提出了多种自复位减震装置或体系，有助于结构震后快速恢复，但是仍存在以下问题：
6、(1)由于铁路桥梁存在上部结构自重大、桥墩刚度大和列车荷载大等显著特点，既有的自复位体系难以适用于铁路桥梁，特别是目前尚缺乏专门针对铁路桥梁的自复位体系及其设计方法，阻碍了铁路桥梁韧性结构体系的发展，为铁路桥梁长周期地震安全运营与灾后重建埋下了潜在的风险。
7、(2)虽然现有的自复位减震装置与体系能够显著减小结构残余位移，但震后仍需更换支座、耗能装置等主要构件，尚不能实现震后基本无损伤的性能目标，并且应尽量进一步减小装置体积，以便于施工安装，因此小体积、大耗能、强韧性的无损伤自复位减震装置的结构仍有待进一步设计。
8、(3)现有的自复位减震装置均需施加初始预应力以满足桥梁刚度与复位需求，但较大的初始预应力使其难以适应温度效应产生的桥梁纵向变形，从而使桥梁内力显著提升，降低结构耐久性，有必要提出相应解决方案。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种自复位减震装置和桥梁自复位系统，解决目前铁路桥梁存在的主体结构震时内力大、位移响应显著，震后残余位移大的问题。
2、一方面，本专利技术提供一种自复位减震装置，连接在主梁与桥墩之间，其包括：
3、外管，其一端与所述主梁连接，所述外管内具有复位段和耗能段，所述复位段内设有弹性件，所述耗能段内设有阻尼件；
4、内管，其一端与所述桥墩相连，所述内管的另一端穿设在所述弹性件和所述阻尼件中；
5、其中，在所述内管与所述外管相互靠近或相互远离的状态下，所述弹性件在所述复位段内被压缩。
6、在本专利技术的一个较佳的实施方式中，所述外管内具有两个所述复位段，两个所述复位段分别位于所述外管的两端，所述耗能段位于两个所复位段之间。
7、在本专利技术的一个较佳的实施方式中，所述内管在所述复位段的两端分别设有一个第一环形挡板，所述弹性件的两端分别抵靠在两个所述第一环形挡板上。
8、在本专利技术的一个较佳的实施方式中，所述内管上至少固定有一对内管挡板，所述弹性件位于两个所述内管挡板之间。
9、在本专利技术的一个较佳的实施方式中，所述弹性件为碟簧，所述碟簧的两端设有碟簧挡板，所述碟簧挡板与所述第一环形挡板或者所述内管挡板相抵接。
10、在本专利技术的一个较佳的实施方式中，所述阻尼件为铅挤压阻尼器，所述铅挤压阻尼器包括位于所述耗能段内的铅筒和挤压凸块，所述铅筒位于所述内管和所述外管之间，所述挤压凸块固定在所述内管的外侧壁上且与所述铅筒的内侧壁挤压接触。
11、在本专利技术的一个较佳的实施方式中，所述内管在所述耗能段的两端分别设有一个第二环形挡板，所述内管、所述第二环形挡板和所述外管之间形成有容置腔，所述铅筒位于所述容置腔内。
12、在本专利技术的一个较佳的实施方式中，所述外管的一端连接有滑块，所述主梁底部设有滑槽，所述滑块位于所述滑槽内以实现所述外管与所述主梁滑动连接。
13、在本专利技术的一个较佳的实施方式中，所述内管的一端设有连接铰，所述桥墩上设有座铰，所述连接铰与所述座铰相连以实现所述内管与所述桥墩铰接。
14、另一方面，本专利技术还提供一种桥梁自复位系统，设置在主梁和桥墩之间，其包括至少一个如上所述的自复位减震装置和至少一个多向活动型支座。
15、在本专利技术的一个较佳的实施方式中，所述多向活动型支座为双曲面球型减隔震支座。
16、在本专利技术的一个较佳的实施方式中，沿垂直所述主梁的延伸方向，所述桥墩分为固定侧和活动侧，所述固定侧和所述活动侧均为设有两个所述多向活动型支座，所述固定侧设有四个所述自复位减震装置，所述活动侧设有两个所述自复位减震装置。
17、在本专利技术的一个较佳的实施方式中，所述外管的一端连接有滑块，所述主梁底部设有滑槽，所述滑块位于所述滑槽内以实现所述外管与所述主梁滑动连接；位于所述活动侧的两个所述自复位减震装置的所述滑槽的延伸方向与所述主梁的延伸方向相垂直；位于所述固定侧的两个相对的所述自复位减震装置的所述滑槽的延伸方向与所述主梁的延伸方向相垂直，另两个相对的所述自复位减震装置的所述滑槽的延伸方向与所述主梁的延伸方向相平行。
18、与现有技术相比，本专利技术所述的技术方案具有以下特点和优点：
19、1、本专利技术所述的自复位减震装置在震时由铅挤压阻尼器耗散地震能量，尤其是施加初始预应力的铅挤压阻尼器具有更为优异的耗能能力和耗能稳定性；震后碟簧初始预应力与弹性恢复力推动墩梁复位，铅挤压阻尼器由于自身的动态恢复与再结晶特性，可重复使用而不发生性能退化，因此本专利技术所述的自复位减震装置具有高耗能、自复位、无损伤的优点。
20、2、本专利技术所述的桥梁自复位系统中的自复位减震装置承担正常运营期间的列车水平荷载等活荷载，多向活动型支座仅承担竖向荷载，不存在抗震体系的震时固定状态与减隔震体系的剪力键退出机制，使其在地震过程中处于受本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种自复位减震装置，连接在主梁与桥墩之间，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的自复位减震装置，其特征在于，所述外管内具有两个所述复位段，两个所述复位段分别位于所述外管的两端，所述耗能段位于两个所复位段之间。
3.根据权利要求1或2所述的自复位减震装置，其特征在于，所述内管在所述复位段的两端分别设有一个第一环形挡板，所述弹性件的两端分别抵靠在两个所述第一环形挡板上；所述内管上至少固定有一对内管挡板，所述弹性件位于两个所述内管挡板之间。
4.根据权利要求3所述的自复位减震装置，其特征在于，所述弹性件为碟簧，所述碟簧的两端设有碟簧挡板，所述碟簧挡板与所述第一环形挡板或者所述内管挡板相抵接。
5.根据权利要求1或2所述的自复位减震装置，其特征在于，所述阻尼件为铅挤压阻尼器，所述铅挤压阻尼器包括位于所述耗能段内的铅筒和挤压凸块，所述铅筒位于所述内管和所述外管之间，所述挤压凸块固定在所述内管的外侧壁上且与所述铅筒的内侧壁挤压接触。
6.根据权利要求5所述的自复位减震装置，其特征在于，所述内管在所述耗能段的两端分别设有一个
7.根据权利要求1所述的自复位减震装置，其特征在于，所述外管的一端连接有滑块，所述主梁底部设有滑槽，所述滑块位于所述滑槽内以实现所述外管与所述主梁滑动连接；所述内管的一端设有连接铰，所述桥墩上设有座铰，所述连接铰与所述座铰相连以实现所述内管与所述桥墩铰接。
8.一种桥梁自复位系统，设置在主梁和桥墩之间，其特征在于，包括至少一个如权利要求1-7中任一项所述的自复位减震装置和至少一个多向活动型支座，所述多向活动型支座为双曲面球型减隔震支座。
9.根据权利要求8所述的桥梁自复位系统，其特征在于，沿垂直所述主梁的延伸方向，所述桥墩分为固定侧和活动侧，所述固定侧和所述活动侧均为设有两个所述多向活动型支座，所述固定侧设有四个所述自复位减震装置，所述活动侧设有两个所述自复位减震装置。
10.根据权利要求9所述的桥梁自复位系统，其特征在于，所述外管的一端连接有滑块，所述主梁底部设有滑槽，所述滑块位于所述滑槽内以实现所述外管与所述主梁滑动连接；位于所述活动侧的两个所述自复位减震装置的所述滑槽的延伸方向与所述主梁的延伸方向相垂直；位于所述固定侧的两个相对的所述自复位减震装置的所述滑槽的延伸方向与所述主梁的延伸方向相垂直，另两个相对的所述自复位减震装置的所述滑槽的延伸方向与所述主梁的延伸方向相平行。
...【技术特征摘要】
1.一种自复位减震装置，连接在主梁与桥墩之间，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的自复位减震装置，其特征在于，所述外管内具有两个所述复位段，两个所述复位段分别位于所述外管的两端，所述耗能段位于两个所复位段之间。
3.根据权利要求1或2所述的自复位减震装置，其特征在于，所述内管在所述复位段的两端分别设有一个第一环形挡板，所述弹性件的两端分别抵靠在两个所述第一环形挡板上；所述内管上至少固定有一对内管挡板，所述弹性件位于两个所述内管挡板之间。
4.根据权利要求3所述的自复位减震装置，其特征在于，所述弹性件为碟簧，所述碟簧的两端设有碟簧挡板，所述碟簧挡板与所述第一环形挡板或者所述内管挡板相抵接。
5.根据权利要求1或2所述的自复位减震装置，其特征在于，所述阻尼件为铅挤压阻尼器，所述铅挤压阻尼器包括位于所述耗能段内的铅筒和挤压凸块，所述铅筒位于所述内管和所述外管之间，所述挤压凸块固定在所述内管的外侧壁上且与所述铅筒的内侧壁挤压接触。
6.根据权利要求5所述的自复位减震装置，其特征在于，所述内管在所述耗能段的两端分别设有一个第二环形挡板，所述内管、所述第二环形挡板和所述外管之间形成有容置腔，所述铅筒位于所述容置腔内。
7.根据权利要...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈良江，周勇政，江辉，高策，李新，孙宗磊，赵会东，卢文良，张宇墨，任阳，蔡欣爽，
申请(专利权)人：中国铁路经济规划研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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