[发明专利]一种分幅联塔式斜拉桥塔间金属消能器及安装方法

说明书

本发明公开了一种安装于分幅联塔式斜拉桥两联塔之间的抗震金属消能器，包括核心单元、约束单元和无粘结结构层，所述核心单元由工作段、过渡段和连接段组成，承受全部荷载；所述约束单元由一根圆钢管或方钢管组成；所述无粘结结构层为混凝土与约束单元共同作用，约束核心单元受压屈曲，使芯板在受拉和受压下均能进入屈服，保持对核心钢材的有效约束。其有益效果在于：在地震作用下，能够大幅度耗散由地面传递给塔柱的振动能量，降低分幅联塔式斜拉桥两联塔塔壁之间产生的竖向位移差对分幅联塔斜拉桥两联塔的影响；X形交叉布置的消能器，其中一台发生拉伸变形，另外一台会发生压缩变形，两台消能器共同受力提高了消能器的耗能能力。

技术领域

本发明属于斜拉桥塔柱抗震技术领域，特别涉及一种安装于分幅联塔式斜拉桥两联塔之间的抗震金属消能器。

背景技术

金属消能器是在结构发生塑性变形前首先发生屈服，以耗散大部分地面运动传递给结构的振动能量，在桥梁工程中使用消能器已成为国内为专家学者的共识。目前，我国桥梁工程中使用的金属消能器主要分为两种，一种是运用于桥梁墩顶与梁板之间的金属消能器，此外，桥墩之间使用金属消能器的方法也较为常见。传统的消能器布置方式对竖向地震动作用的阻尼效果比较明显，在横向地震作用下，传统的消能器布置方式对地震振动能量的耗散效果有限。分幅联塔斜拉桥由于两联塔之间在横向地震动作用下，塔壁之间的牛腿会产生竖向位移差，在横向地震动作用下往复错动，容易使斜拉桥塔柱受到损坏，危及桥梁安全。

发明内容

本发明的目的在于提供一种安装于分幅联塔式斜拉桥两联塔之间的抗震金属消能器，用来解决在横向地震动作用下，分幅联塔式斜拉桥两联塔塔壁之间产生的竖向位移差等问题。

本发明的目的是采用以下技术方案实现的：

一种分幅联塔式斜拉桥塔间金属消能器，包括核心单元、约束单元、无粘结结构层、连接座和销轴，所述核心单元放置于约束单元中，所述无粘结结构层浇筑于核心单元和约束单元之间，所述连接座与核心单元连接。

所述核心单元包括工作段、过渡段和连接段，所述过渡段与连接段之间通过全熔透焊焊接，所述工作段与约束单元通过无粘结结构层进行连接，所述连接座与连接段之间通过销轴连接。

优选地，所述工作段和过渡段由一根第一型钢组成，长度分别为240cm，15cm；所述连接段为材质LY225的低屈服点钢，长度为73.7cm；所述约束单元由一根第二型钢组成；所述无粘结结构层为混凝土；所述销轴材料为40Cr，并按照规范JB/T6396的规定执行。

优选地，所述连接段材质LY225的低屈服点钢中部设有第一圆形槽口，直径为26cm；所述连接座端面间隔布置两片弧形肋板，肋板直径76cm，肋板上端面各设有一个第二圆形槽口，直径为26cm，肋板两侧布置一对圆形加劲肋，直径为70cm，各加劲肋中部设有一圆形槽口，直径为26cm；所述接段和连接座通过销轴连接。

优选地，所述连接座连接桥塔与金属消能器，金属消能器的安装角度与桥塔成20°，金属消能器呈X形成对布置，所述连接座上端应在安装前提前焊好，下端为自由端，待现场定位后根据情况再进行焊接，焊接方式为全熔透焊焊接，与连接段通过销轴连接；所述销轴总长54cm，销帽直径30cm，厚2cm，销轴长52cm，直径26cm。

优选地，所述第一型钢为LY225低屈服点的工字钢，所述第二型钢为不低于Q235的圆钢管或方钢管。

一种分幅联塔式斜拉桥塔间金属消能器的安装方法，包括如下步骤：

步骤(1)：在厂房提前将连接座焊接在钢牛腿上，根据设计坐标确定塔间钢牛腿预埋位置，安装塔间预埋钢牛腿。

步骤(2)：安装前，提前焊接金属消能器上端连接件，金属消能器下端为自由端，待现场定位后根据情况再焊接下端连接件。

步骤(3)：安装时应遵循由下往上的安装方法，先安装下方金属消能器，然后再安装上方消能器。