[发明专利]一种新型减震耗能支撑

说明书

本发明涉及一种新型减震耗能支撑，包括连接套筒、单向齿轮和支撑杆件，其中，所述连接套筒一侧开口，所述单向齿轮在连接套筒内间隔设置有两排，所述支撑杆件伸入两排单向齿轮之间，并与单向齿轮啮合连接，所述单向齿轮的转动方向满足：支撑杆件仅可向连接套筒内移动。与现有技术相比，本发明利用支撑杆件连接段在连接套筒内部的行程范围及支撑杆件耗能段屈服位移范围，适应各种恒载、活载、地震荷载下的作用力和变形，受力路径明确且可靠，结构简单，易于安装使用和维护；利用了单向齿轮的单向转动特性实现了支撑仅受拉力的特性，有效防止了支撑在地震作用下的受压屈曲，在地震过程中稳定有效地发挥减震耗能作用。

技术领域

本发明属于桥梁结构抗震技术领域，涉及一种新型减震耗能支撑。

背景技术

在抗震设计中，结构在强震作用下通常会发生非弹性变形。在这种情况下，部分地震能量是通过结构构件的滞回特性耗散的，这些滞回特性使结构具备抵抗地震作用下的水平荷载的能力。延性设计的目的是为了确保结构构件，尤其是承担主要荷载的构件能够适应这些非弹性变形，结构的稳定性不受到破坏。然而，即使对最具延性的构件来说，地震后的永久性系统变形和破坏也造成震后维修成本高昂，甚至是不能进行维修的情况。因此，可以将地震破坏集中在结构的某一部分，在震后只需要对该部分进行维修或更换，该理念称为结构“保险丝”理念。

该方法指出，结构应该有两个独立的组成部分，一部分是只抵抗重力荷载的框架结构。另一部分是被动式耗能元件系统，其设计目的是抵抗由于强烈的地面运动而产生的荷载。现阶段，主要采用防屈曲支撑(Buckling-Restrained Brace，BRB)作为桥梁结构“保险丝”，通过在桥墩框架中设计可替换BRB增加桥墩框架体系强度和刚度，并BRB消耗地震能量而墩本身保持弹性。

由于BRB在地震过程中受到轴向反复拉压力，为了防止局部屈曲，需要在核心段覆盖混凝土层以加大截面积，当桥墩高度增大时，BRB长度随之增加，覆盖层混凝土质量较大，产生的附加力不可忽略，且无法避免整体失稳的问题。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种新型减震耗能支撑。利用支撑杆件连接段在连接套筒内部的行程范围及支撑杆件耗能段屈服位移范围，适应各种恒载、活载、地震荷载下的作用力和变形，受力路径明确且可靠，结构简单，易于安装使用和维护；利用了单向齿轮的单向转动特性实现了支撑仅受拉力的特性，有效防止了支撑在地震作用下的受压屈曲，在地震过程中稳定有效地发挥减震耗能作用。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种新型减震耗能支撑，包括连接套筒、单向齿轮和支撑杆件，其中，所述连接套筒一侧开口，所述单向齿轮在连接套筒内间隔设置有两排，所述支撑杆件伸入两排单向齿轮之间，并与单向齿轮啮合连接，所述单向齿轮的转动方向满足：支撑杆件仅可向连接套筒内移动。

进一步的，所述的连接套筒和支撑杆件的端部均设有可与桥梁结构铰接的圆孔。

更进一步的，所述的连接套筒的铰接对象为桥梁结构中的盖梁或桥墩顶部。

更进一步的，所述的支撑杆件的铰接对象为桥梁结构中的承台。

进一步的，所述的支撑杆件包括依次连接并构成一体的锚固段、耗能段和连接段，其中，所述锚固段用于连接外部桥梁结构，所述连接段上加工有与单向齿轮啮合的槽口。

更进一步的，所述的耗能段与锚固段的截面尺寸平缓过渡，避免截面变化处发生应力集中导致杆件破坏。

更进一步的，所述的连接段的截面积不小于耗能段的截面积的两倍，避免连接段发生屈服。

进一步的，所述的连接套筒、单向齿轮、支撑杆件均采用钢材料。