用於三跨橋梁橫向抗震的組合支撐結構的製作方法
2023-05-08 15:20:46
專利名稱：用於三跨橋梁橫向抗震的組合支撐結構的製作方法
技術領域：
本發明屬於橋梁抗震技術領域，具體涉及一種用於三跨橋梁橫向抗震的組合支撐結構。
背景技術：
由於現代生活的需要，現代橋梁的設計向大跨度化、大柔度化發展，但也因此會增加大風或地震對橋梁的影響，所以提高橋梁的抗風和抗震能力就日益重要。對於橋梁抗震現有的多注重順橋向的抗震，因為橋梁順橋向的位移量大，容易通過設置速度鎖定裝置或其他減隔震設備來增加結構剛度或增加結構阻尼來降低地震對橋梁的危害。但在橫橋向，由於支座位移量小，橋梁剛度大，人們往往束手無策。橋梁剛度越大分配的地震力就越大，因此橋梁的橫橋向的地震危害往往比順橋向大，並且橫橋向的地震容易導致落梁事故。現有的橋梁橫橋向抗震採取的方式是加大支座的抗震水平力，而正如前所述，橋梁橫橋向剛度 大，所分配的地震力大，所以很難設計抗震能力較好的橋梁支座。現有的一種橫向抗震結構如圖1所示，在橋梁的其中一側的一個中墩上布置橫向活動型支座7並在橫橋向設置彈塑性鋼阻尼器5，其餘橋墩均布置多向活動性支座6並在橫橋向布置彈塑性鋼阻尼器7 ;而在另一側的一個中上墩只布置橫向活動型支座7，在其餘橋墩僅布置多向活動性支座5。此種抗震結構在地震時通過彈塑性鋼阻尼器的塑性變形來吸收地震能量，但此結構的不足之處在於僅橋墩的一側參與了橫橋向的抗震，沒有充分利用橋墩的另一側抗震，並且橋梁在橫向的剛度減小，在地震工況下橫向位移顯著增大。
發明內容
本發明的目的就是為了解決上述背景技術存在的不足，提供一種在不減小橫向橋梁剛度的前提下，允許所有橋墩參與抗震、在中墩表現為橫向活動支座參與分配地震力的用於三跨橋梁橫向抗震的組合支撐結構。本發明採用的技術方案是:一種用於三跨橋梁橫向抗震的組合支撐結構，包括用於支撐橋梁邊跨的邊墩和支撐橋梁中跨的中墩，所述兩個中墩上在橋梁中線的一側設有可橫橋向活動的支座，支座的橫橋向設置速度鎖定裝置；兩個中墩上在橋梁中線的另一側分別設有固定型支座和順橋向活動支座；所述邊墩上在橋梁中線的兩側均設置多向性活動支座，多向性活動支座的橫橋向設置彈塑性鋼阻尼器。進一步地,所述可橫橋向活動的支座包括橫橋向活動支座和多向型活動支座。進一步地，所述所有邊墩上的多向性活動支座處均橫向設置彈塑性鋼阻尼器。進一步地，所述邊墩僅在橋梁中線一側的多向性活動支座處橫向設置彈塑性鋼阻尼器。進一步地，所述速度鎖定裝置包括缸體和活塞杆，缸體兩端設有端蓋，活塞杆兩端從端蓋伸出，所述活塞杆中部設有外凸的環狀活塞頭，活塞頭位於缸體中將其分成第一腔室和第二腔室，活塞頭的外表面與缸體的內表面之間設有聯通第一腔室與第二腔室的間隙，在缸體的第一腔室和第二腔室內充滿阻尼介質。更進一步地，所述彈塑性鋼阻尼器為C型或E型彈塑性鋼阻尼器。本發明的組合支撐結構，在中墩上設置不同類型的支座，並在可橫橋向活動的支座的橫橋向設置速度鎖定裝置，能滿足橋梁在低速荷載下允許橋梁橫向的相對運動，而且不對橋梁產生額外約束力；同時在高速荷載下可減小地震對橋梁的影響，使得在中墩橋梁不得與墩在橫橋向產生相對運動，在邊墩允許梁體與墩在橫橋向以較小的速度相對運動，消耗地震力。本發明允許所有橋墩參與抗震,在中墩表現為橫橋向活動支座參與地震力的分配。理論上增加橫橋向剛度，就增加了地震力的分配，但由於參與分配地震力的橋墩數量增多，所以每個橋墩達到了減震的目的；在邊墩表現為所有橋墩通過減小橫橋向剛度參與地震力的分配，並且由於剛度減小所分配的地震力也相應減小。
圖1為現有橫向抗震結構示意圖。圖2為本發明的一種結構示意圖。圖3為本發明另一種結構示意圖。圖4為本發明速度鎖定裝置示意圖。圖5為本發明C型彈塑性鋼阻尼器示意圖。圖6為本發明E型彈塑性鋼阻尼器示意圖。其中:1_邊墩；2_中墩；3_中墩；4-邊墩；5_彈塑性鋼阻尼器；6_多向型活動支座橫橋向活動支座；8_速度鎖定裝置；9-多向型活動支座；10_固定型支座；11_順橋向活動支座；12-橋梁軸線。
具體實施例方式下面結合附圖和具體實施例對本發明作進一步的詳細說明，便於清楚地了解本發明，但它們不對本發明構成限定。如圖2所示，本為發明一種結構示意圖，包括用於支撐橋梁邊跨的邊墩1、4和支撐橋梁中跨的中墩2、3，所述中墩2和中墩3上在橋梁中線12的一側分別設有橋向活動支座7和多向型活動支座9，橋向活動支座7和多向型活動支座9的橫橋向均設置速度鎖定裝置8 ;中墩2和中墩3上在橋梁中線的另一側分別設有固定型支座10和順橋向活動支座11 ；所述邊墩I和4上在橋梁中線的兩側均設置多向性活動支座6，多向性活動支座6的橫橋向設置彈塑性鋼阻尼器5。如圖3所示，本為發明的另一種結構示意圖，與圖2基本相同，不同之處在於邊墩I和4上僅在橋梁中線12 —側的多向性活動支座6處橫向設置彈塑性鋼阻尼器5。如圖4所示，為本發明速度鎖定裝置示意圖，該速度鎖定裝置8包括缸體81和活塞杆82，缸體81兩端設有端蓋83，活塞杆82兩端從端蓋83伸出。 所述活塞杆82中部設有外凸的環狀活塞頭821，活塞頭821位於缸體81中並將其分成第一腔室811和第二腔室812，活塞頭821的外表面與缸體81的內表面之間設有聯通第一腔室811與第二腔室812的間隙822，在缸體81的第一腔室811和第二腔室內812充滿阻尼介質84。
如圖5所示，本發明的彈塑性鋼阻尼器為C型彈塑性鋼阻尼器。如圖6所示，本發明的彈塑性鋼阻尼器為E型彈塑性鋼阻尼器。本發明在兩個中墩2和3上的一側分別安放固定型支座10和順橋向活動支座11，固定型支座10可限制此位置梁和墩水平方向的位移，順橋向活動支座11可限制橫橋向梁和墩的相對位移，釋放梁和墩順橋向的相對位移。中墩2和3上的另一側安放可橫橋向活動的支座，並在橫橋向布置速度鎖定裝置，速度鎖定裝置能滿足橋梁在低速載荷下的相對運動以及在高速載荷下的鎖定運動。邊墩I和4上安裝多向型活動支座，並在橫橋向安裝彈塑性鋼阻尼器，在強風或地震時消耗風力或地震能量。彈塑性鋼阻尼器的彈性位移不小於10mm，其整體性能不得低於EN15129:2009
6.2的要求，並且彈塑性鋼阻尼器的屈服後的剛度應在屈服前剛度的1% — 8%之間。根據歐洲標準EN15129速度鎖定裝置在梁和墩的相對速度小於或等於0.01mm/s的工況下，反力小於等於0.1倍的設計力。速度鎖定裝置的整體性能應不小於EN15129/5.4.3的要求，即總體性能不得低於EN15129:2009 5.4.3.1的要求、壓力測試不得低於EN15129:20095.4.3.2的要求、低速測試不得低於EN15129:2009 5.4.3.3的要求、密封性能不得低於EN15129:2009 5.4.3.4的要求、抗衝擊性能不得低於EN15129:2009 5.4.3.5的要求、超載能力不得低於EN15129:2009 5.4.3.6的要求、循環荷載測試不得低於EN15129:2009
5.4.3.7的要求。本說明書中未 作詳細描述的內容屬於本領域專業技術人員公知的現有技術。
權利要求
1.一種用於三跨橋梁橫向抗震的組合支撐結構，包括用於支撐橋梁邊跨的邊墩和支撐橋梁中跨的中墩，其特徵在於:所述兩個中墩上在橋梁中線的一側設有可橫橋向活動的支座，支座的橫橋向設置速度鎖定裝置；兩個中墩上在橋梁中線的另一側分別設有固定型支座和順橋向活動支座；所述邊墩上在橋梁中線的兩側均設置多向性活動支座，多向性活動支座的橫橋向設置彈塑性鋼阻尼器。
2.根據權利要求1所述的用於三跨橋梁橫向抗震的組合支撐結構，其特徵在於:所述可橫橋向活動的支座包括橫橋向活動支座和多向型活動支座。
3.根據權利要求1所述的用於三跨橋梁橫向抗震的組合支撐結構，其特徵在於:所述所有邊墩上的多向性活動支座處均橫向設置彈塑性鋼阻尼器。
4.根據權利要求1所述的用於三跨橋梁橫向抗震的組合支撐結構，其特徵在於:所述邊墩僅在橋梁中線一側的多向性活動支座處橫向設置彈塑性鋼阻尼器。
5.根據權利要求1所述的用於三跨橋梁橫向抗震的組合支撐結構，其特徵在於:所述速度鎖定裝置包括缸體和活塞杆，缸體兩端設有端蓋，活塞杆兩端從端蓋伸出，所述活塞杆中部設有外凸的環狀活塞頭，活塞頭位於缸體中將其分成第一腔室和第二腔室，活塞頭的外表面與缸體的內表面之間設有聯通第一腔室與第二腔室的間隙，在缸體的第一腔室和第二腔室內充滿阻尼介質。
6.根據權利要 求1所述的用於三跨橋梁橫向抗震的組合支撐結構，其特徵在於:所述彈塑性鋼阻尼器為C型或E型彈塑性鋼阻尼器。
全文摘要
本發明屬於橋梁抗震技術領域，具體涉及一種用於三跨橋梁橫向抗震的組合支撐結構。它包括用於支撐橋梁邊跨的邊墩和支撐橋梁中跨的中墩，所述兩個中墩上的一側設有可橫橋向活動的支座，支座的橫橋向設置速度鎖定裝置；兩個中墩上的另一側分別設有固定型支座和順橋向活動支座；所述邊墩的兩側均設置多向性活動支座，多向性活動支座的橫橋向設置彈塑性鋼阻尼器。本發明的組合支撐結構，能滿足橋梁在低速荷載下允許橋梁橫向的相對運動，而且不對橋梁產生額外約束力；同時在高速荷載下可減小地震對橋梁的影響，使得在中墩橋梁不得與墩在橫橋向產生相對運動，既能控制橋梁的橫向位移又能達到減震的目的。
文檔編號E01D19/04GK103233422SQ201310156758
公開日2013年8月7日 申請日期2013年4月28日 優先權日2013年4月28日
發明者李永鼎, 王益之, 白自恆 申請人:武漢艾爾格橋梁新技術開發有限公司