[发明专利]一种适用于桥梁的横桥向与竖向双向抗震挡块结构

说明书

本发明涉及桥梁防震技术领域，尤其涉及一种适用于桥梁的横桥向与竖向双向抗震挡块结构，包括设置于桥梁主体两侧的矩形混凝土挡块、嵌式圆台复合柱、碳素钢弹簧、中部钢挡块、悬肋和合金钢弹簧，所述矩形混凝土挡块内壁与中部钢挡块外壁之间通过碳素钢弹簧和嵌式圆台复合柱相连；所述中部钢性挡块内壁上设有正方形挖孔，所述桥梁主体的外壁下方通过主梁预埋钢板固定有悬肋，所述悬肋的另一端插入所述正方形挖孔内；所述中部钢挡块与桥梁主体之间通过合金钢弹簧与之相连。本发明保证桥梁在横桥向与竖向的桥梁位移受到较大程度的限制，并消耗部分横桥向的地震的能量，确保不会对桥墩造成伤害。

技术领域

本发明涉及桥梁抗震技术领域，尤其涉及一种适用于桥梁的横桥向与竖向双向抗震挡块结构。

技术背景

桥梁的建造与维护，随着交通体系的进一步扩大，为了应对更加恶劣的地形，节省土地资源，保护环境，提高空间的利用率，桥梁的使用更加普遍，至今全国公路桥梁达73.53万座、总长度为3977.80万米，仅2019年一年全国就增加2.19万座桥梁，到如今的2020年桥梁的数量会继续增加，桥梁的大量使用也导致相应的抗震技术需要进行发展创新，首先我国位于环太平洋火山地震带和欧亚地震带上，有部分几率发生中大型地震，而地震对桥梁的破坏作用尤其明显，如果处于交通枢纽的桥梁受到损坏而无法使用，则会导致主干道的交通堵塞，且桥梁受损后修复工程复杂且难以继续，会阻碍抗震救灾的进行，从而使国家受到更大损失，于是桥梁的抗震结构研究便显得十分重要。经过对桥梁的数据查证发现桥梁受震损伤情况主要为以下几种，桥梁受力过大导致活动支座发生损坏，桥梁产生较大的位移引起桥梁发生顺桥向或者横桥向的落梁损坏。对于存在伸缩缝的桥梁导致的伸缩缝两端的梁体发生直接碰撞导致的桥梁主体的损坏且由于碰撞将碰撞力的效应传到桥墩底部，引起桥梁底部的损坏。桥梁与两次的桥梁抗震挡块产生较大的刚性碰撞，从而将能量传导至桥墩底部使其受到破坏。地震波会引发桥梁的较大的竖向位移，会导致上部梁体脱离支座，不仅会导致桥梁翘曲损坏，还会导致支座与梁体发生剧烈的竖向碰撞。以上几种桥梁受损方式皆难以修复。

鉴于目前桥梁主流采用横桥向设置混凝土抗震挡块，无法有效的控制刚性碰撞所产生的力传导至桥墩对桥墩底部所造成的损坏，且在竖向，顺桥向桥梁发生过大的位移导致发生落梁对支座产生损害。由于地震对桥梁产生位移与力是复杂多变的，仅仅考虑一种情况是没有办法保证桥梁主体在地震中能够保持相对完整性，且地震导致的桥梁损坏大部分位于桥梁的横桥向和竖向。因此，需要开发一种装置，能够在横桥向与竖向同时起到限制的作用，并且将导致桥梁损坏的刚性碰撞转化为能够损耗部分能量的弹塑性碰撞，以此来解决桥梁与活动支座产生较大的相对位移导致的支座损坏，桥梁主体与挡块发生刚性碰撞而导致的桥梁桥墩产生无法修复的破坏。

发明内容

本发明的目的在于克服现存的技术不足，提供一种适用于桥梁的横桥向与竖向双向抗震挡块结构。通过横桥向和竖向的嵌式圆台复合柱来消耗地震传导至桥梁的竖向，横桥向的能量，从而保证桥梁的主体结构在横桥向与竖向的损坏在可接受范围内，通过碳素钢弹簧，合金钢弹簧，高性能缓冲板和底部滑动式结构来消耗横桥向地震对桥梁作用的能量，从而保证桥梁在横桥向不会产生落梁损坏，将桥梁主体与混凝土挡块的刚性碰撞转化为弹塑性碰撞，从而减小桥墩底部损坏，且由于本装置的多级缓冲效果，分散了桥梁所受损坏，保证桥梁重要结构不会受损至无法使用。

为了实现本发明的预定目标，本发明采用的技术方案为：

本发明公开了一种横桥向与竖向双向缓冲限位装置，包括设置于桥梁主体两侧的矩形混凝土挡块、嵌式圆台复合柱、碳素钢弹簧、中部钢挡块、悬肋和合金钢弹簧，所述矩形混凝土挡块内壁与中部钢挡块外壁之间通过碳素钢弹簧和嵌式圆台复合柱相连；所述中部钢性挡块内壁上设有正方形挖孔，所述桥梁主体的外壁下方通过主梁预埋钢板固定有悬肋，所述悬肋的另一端插入所述正方形挖孔内；所述中部钢挡块与桥梁主体之间通过合金钢弹簧与之相连。