一種強震區的橋梁鋼託架防落梁裝置的製作方法

2023-04-30 11:44:16 2

本實用新型涉及橋梁抗震技術領域，具體而言，涉及一種強震區的橋梁鋼託架防落梁裝置。

背景技術：

地震不僅會對建築、公路造成損壞，同時也會給橋梁造成損壞。從歷次強烈破壞性地震災害中可以看出，橋梁上部結構自身因直接的地震作用效應而毀壞的現象極為少見，但因連接部位支承面最小寬度不足、支承連接構件失效等引起的落梁、主梁的移動、扭曲、裂縫等現象常有發生，尤其在近/跨斷層橋梁中，其地震位移需求很大，導致落梁現象非常普遍。通常情況下，防止落梁震害的構造措施主要有兩種：

一是在相鄰的梁1』之間以及墩2』、梁1』之間安裝纜索約束裝置3』或阻擋型約束裝置4』，可以參見圖1和圖2。在相鄰梁1』之間以及墩2』、梁1』之間安裝約束裝置的設計要點是：在正常使用條件下，約束裝置要有足夠的變形冗餘度，以滿足溫度、制動力等作用的變形需要；而在地震作用下，結構的相對變形較大時，約束裝置又要有足夠的約束能力防止落梁震害的發生。當碰到跨斷層地震時，由於地震脈衝波的作用，在很短時間內會產生巨大的地震動力，對防落梁約束裝置的抗震性能提出了很高的要求，用「堵」來防止此類地震作用下的防落梁震害並不可行。此外，有些約束裝置構造十分複雜，不利於施工，同時對結構外觀也有一定的影響，在我國實際工程中應用較少。

二是規定支承連接部位的支承面最小寬度a，可以參見圖3。考慮到近幾年我國發生的地震中，橋梁結構的落梁破壞是梁式橋最嚴重的震害之一，而造成落梁的原因是墩梁相對位移超過了下部結構可以提供的搭接長度。因此避免發生落梁破壞最直接的辦法就是在設計橋梁時在墩2』、臺帽或蓋梁邊緣處設置足夠的支承寬度。國內外的橋梁抗震設計規範都對支承連接部位的最小支承寬度給出了具體的規定，主要應考慮地震作用的大小、結構的跨徑、墩身的高度，以及是否為斜彎橋等因素。

日本規範《道路橋示方書(V耐震設計篇)同解說》中規定橋梁支承寬度應通過計算公式所得，但應滿足下式條件：

SE＝Ur+Ug≥SEM

SEM＝0.7+0.005l

Ug＝eGL

式中：SE—支承寬度(m)；Ur—二級地震水準作用下的上下部結構最大墩梁相對位移(m)，需通過具體計算得出，計算時應考慮場地液化和橋墩幾何變形等的影響。Ug—地震作用導致的場地變形相對位移(m)；SEM—支承寬度下限值(m)；l—有效跨度(m)；eG—場地地震應變；L—計算支承寬度的下部結構間距離(m)。

我國規範中支承寬度計算方法主要參考了日本規範中支承寬度下限值的取值，其中《公路橋梁抗震設計細則》(JTG/T B02-01-2008)規定：直線簡支梁梁端至墩、臺帽或蓋梁邊緣的最小寬度a(cm)不小於70+0.5L，其中L為梁的計算跨徑(m)；《城市橋梁抗震設計規範》(CJJ 166-2011)規定：簡支梁梁端至墩、臺帽或蓋梁邊緣應有一定的距離，其最小值a(cm)在地震6度區內不小於40+0.5L，地震7度區內不小於70+0.5L；對斜橋和曲線橋梁的最小支承寬度兩本規範都規定還應考慮斜交角和圓心角的影響。

對於上述支承寬度規範值的實現，在一般的橋梁設計中，往往直接採用增大墩2』、臺帽或蓋梁寬度，即增大支承寬度a，來滿足設計所需值。但直接擴大墩2』、臺帽或蓋梁寬度，會導致墩2』頂的質量增大、改變了原有結構的動力特性，使得橋墩受力增加，從而使橋梁結構的地震響應增大，會導致除落梁以外其他震害的發生。

技術實現要素：

鑑於此，本實用新型提出了一種強震區的橋梁鋼託架防落梁裝置，旨在解決現有技術中約束裝置複雜、增加支承寬度導致的施工困難以及橋墩受力大的問題。

一個方面，本實用新型提出了一種強震區的橋梁鋼託架防落梁裝置。該裝置包括：支撐體和緩衝體；其中，支撐體用於設置於主梁下方且與橋墩的側面相連接；緩衝體設置於支撐體的上表面，緩衝體用於承載掉落的主梁。

進一步地，上述一種強震區的橋梁鋼託架防落梁裝置中，支撐體包括：第一連接板和承載板；其中，第一連接板用於與橋墩的側面相連接，並且，第一連接板置於承載板的下方且與承載板的下表面相連接；緩衝體設置於承載板的上表面。

進一步地，上述一種強震區的橋梁鋼託架防落梁裝置中，承載板和第一連接板之間設置有多個第一加強板。

進一步地，上述一種強震區的橋梁鋼託架防落梁裝置中，支撐體還包括：兩個擋板；其中，各擋板分別設置於緩衝體的兩側且與承載板相連接，各擋板均用於對掉落的主梁進行限位。

進一步地，上述一種強震區的橋梁鋼託架防落梁裝置中，支撐體還包括：並行設置的第二連接板和第三連接板；其中，第二連接板和第三連接板均與承載板的上表面相連接，緩衝體夾設於第二連接板和第三連接板之間。

進一步地，上述一種強震區的橋梁鋼託架防落梁裝置中，第二連接板與承載板之間以及第三連接板與承載板之間均設置有多個第二加強板。

進一步地，上述一種強震區的橋梁鋼託架防落梁裝置中，緩衝體為橡膠塊。

進一步地，上述一種強震區的橋梁鋼託架防落梁裝置中，緩衝體至少為兩個。

進一步地，上述一種強震區的橋梁鋼託架防落梁裝置中，支撐體與橋墩的側面為螺栓連接。

本實用新型將支撐體與橋墩的側面相連接，進而增大了支撐寬度，且施工簡易；與現有技術中直接增大橋墩的寬度相比，支撐體的重量輕，不會給橋墩附加較大的質量，減小了橋梁結構的地震響應，使得橋墩的受力較小。當發生地震時，掉落的主梁可以掉落至支撐體上，避免了主梁的掉落損毀。此外，支撐體上設置有緩衝體，可以減小掉落的主梁對支撐體的衝擊，使支撐體不致於受衝擊力過大而出現損壞。

附圖說明

通過閱讀下文優選實施方式的詳細描述，各種其他的優點和益處對於本領域普通技術人員將變得清楚明了。附圖僅用於示出優選實施方式的目的，而並不認為是對本實用新型的限制。而且在整個附圖中，用相同的參考符號表示相同的部件。在附圖中：

圖1為現有技術中纜索約束裝置的安裝示意圖；

圖2為現有技術中阻擋型約束裝置的安裝示意圖；

圖3為現有技術中支承連接部位的結構示意圖；

圖4為本實用新型實施例提供的一種強震區的橋梁鋼託架防落梁裝置的正視圖；

圖5為本實用新型實施例提供的一種強震區的橋梁鋼託架防落梁裝置的側視圖；

圖6為本實用新型實施例提供的一種強震區的橋梁鋼託架防落梁裝置的A-A截面示意圖；

圖7為本實用新型實施例提供的一種強震區的橋梁鋼託架防落梁裝置的B-B截面示意圖；

圖8為本實用新型實施例提供的一種強震區的橋梁鋼託架防落梁裝置的C-C截面示意圖；

圖9為本實用新型實施例提供的一種強震區的橋梁鋼託架防落梁裝置的D向示意圖。

具體實施方式

下面將參照附圖更詳細地描述本公開的示例性實施例。雖然附圖中顯示了本公開的示例性實施例，然而應當理解，可以以各種形式實現本公開而不應被這裡闡述的實施例所限制。相反，提供這些實施例是為了能夠更透徹地理解本公開，並且能夠將本公開的範圍完整的傳達給本領域的技術人員。需要說明的是，在不衝突的情況下，本實用新型中的實施例及實施例中的特徵可以相互組合。下面將參考附圖並結合實施例來詳細說明本實用新型。

參見圖4至圖9，圖中示出了本實施例提供的一種強震區的橋梁鋼託架防落梁裝置的優選結構。如圖所示，該裝置包括：支撐體1和緩衝體2。

其中，支撐體1設置於主梁3的下方，並且，支撐體1與橋墩4的側面(圖5所示的右面)相連接。具體實施時，支撐體1可以並列設置多個，並可以使用鋼拉杆7將支撐體1固定於橋墩4的側面。緩衝體2設置於支撐體1的上表面(相對於圖5所示位置而言)，當主梁3因地震而發生掉落時，主梁3可以掉落到緩衝體2上，緩衝體2可以減小掉落的主梁3對支撐體1的衝擊。具體實施時，緩衝體2的高度可以低於橋墩4上的墊石8的高度。該裝置可以用於強震區的橋梁，以使橋梁在強震下的損壞程度降低至最小。需要說明的是，強震指的是五級及五級以上地震。

本實施例中，支撐體1與橋墩4的側面相連接，進而增大了支承寬度，且施工簡易；與現有技術中直接增大橋墩4的寬度相比，支撐體1的重量輕，不會給橋墩4附加較大的質量，減小了橋梁結構的地震響應，使得橋墩4的受力較小。當發生地震時，掉落的主梁3可以掉落至支撐體1上，避免了主梁3的掉落損毀。此外，支撐體1上設置有緩衝體2，可以減小掉落的主梁3對支撐體1的衝擊，使支撐體1不致於受到過大的衝擊力而出現損壞。

上述實施例中，支撐體1可以包括：第一連接板11和承載板12。其中，第一連接板11可以與橋墩4的側面相連接，並且，第一連接板11可以置於承載板12的下方(圖5所示的下方)且與承載板12的下表面(相對於圖5所示位置而言)相連接。具體實施，第一連接板11與承載板12之間可以為焊接。承載板12可以與橋墩4的頂面處於同一平面。緩衝體2可以設置於承載板12的上表面(相對於圖5所示位置而言)。支撐體1的結構簡單，易於實現，方便施工。

上述實施例中，承載板12和第一連接板11之間可以設置有多個第一加強板5，進而可以加強承載板12的承載能力。

上述實施例中，支撐體1還可以包括：兩個擋板13。其中，各擋板13可以分別設置於緩衝體2的兩側，並且，各擋板13均可以與承載板12相連接。具體實施時，各擋板13與承載板12之間可以為焊接，也可以為可拆卸連接，具體的連接形式可以根據實際需要而確定，本實施例對其不做任何限定。當主梁3因地震掉落到緩衝體2上時，各擋板13可以對掉落的主梁3進行橫向限位，以防止主梁3從緩衝體2上掉落。

上述實施例中，支撐體1還可以包括：並行設置的第二連接板14和第三連接板15。其中，第二連接板14和第三連接板15可以均與承載板12的上表面相連接。具體實施時，第二連接板14和第三連接板15與承載板12之間可以為焊接，也可以為可拆卸連接，具體的連接形式可以根據實際需要而確定，本實施例對其不做任何限定。緩衝體2可以夾設於第二連接板14和第三連接板15之間，進而實現對緩衝體2的固定。

上述實施例中，第二連接板14與承載板12之間以及第三連接板15與承載板12之間均可以設置有多個第二加強板6，進而可以加強第二連接板14和第三連接板15對緩衝體2的固定能力。

上述各實施例中，緩衝體2可以為橡膠塊，從而使緩衝體2對掉落的橋梁的緩衝能力更好。

上述各實施例中，緩衝體2可以至少為兩個，進而可以在最大程度上對掉落的橋梁起到緩衝的作用，進一步減小了支撐體1受到的衝擊，保護了支撐體1。

上述各實施例中，支撐體1與橋墩4可以通過螺栓相連接，為保證連接的穩固性，連接螺栓可以選擇具有高強度的螺栓，例如M22高強螺栓。具體實施時，橋墩4的側面可以預埋有鋼板，支撐體1可以與預埋鋼板螺栓連接。

本實施例中，支撐體1與橋墩4為螺栓連接，進而可以根據實際需要的支承寬度來更換支撐體1，同時也便於支撐的拆卸和維修。此外，設計過程中可能使支撐體1的尺寸不夠準確，而支撐體1與橋墩4為螺栓連接，可以便於支撐體1的替換，提高了設計階段的容錯率。

綜上，本實施例中的支撐體與橋墩的側面相連接，進而增大了支承寬度，且施工簡易；與現有技術中直接增大橋墩的寬度相比，支撐體的重量輕，不會給橋墩附加較大的質量，減小了橋梁結構的地震響應，使得橋墩的受力較小。當發生地震時，掉落的主梁可以掉落至支撐體上，避免了主梁的掉落損毀。此外，支撐體上設置有緩衝體，可以減小掉落的主梁對支撐體的衝擊，使支撐體不致於受到過大的衝擊力而出現損壞。

顯然，本領域的技術人員可以對本實用新型進行各種改動和變型而不脫離本實用新型的精神和範圍。這樣，倘若本實用新型的這些修改和變型屬於本實用新型權利要求及其等同技術的範圍之內，則本實用新型也意圖包含這些改動和變型在內。