本實用新型涉及橋梁抗震和橋梁減隔震的技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種多功能嵌入式橋梁限位構(gòu)造。

背景技術(shù)：

現(xiàn)代化城市人口的大量聚集和經(jīng)濟的高速發(fā)展，橋梁結(jié)構(gòu)作為交通網(wǎng)絡(luò)的咽喉，而我國又是一個地震多發(fā)國家，歷次地震災(zāi)害表明，由于橋梁結(jié)構(gòu)自身抗震不足而使結(jié)構(gòu)構(gòu)件產(chǎn)生損傷甚至發(fā)生災(zāi)難性倒塌事故已屢見不鮮，嚴(yán)重影響地震災(zāi)區(qū)的救援以及災(zāi)后重建工作，給人們帶來了巨大的生命財產(chǎn)損失，如何確保橋梁結(jié)構(gòu)在地震中的安全，如何選擇與設(shè)計性能優(yōu)越的抗震和減隔震裝置以達到提高橋梁抗震性能的目的，始終是橋梁工程發(fā)展中的重要課題。

在強震作用下，梁體的橫橋向位移較大時橫向擋塊易發(fā)生破壞，梁體沿橋跨中方向產(chǎn)生較大位移時易發(fā)生落梁，當(dāng)梁體沿相鄰跨有較大縱向位移時梁與梁之間易發(fā)生碰撞，造成梁體局部破壞，進而影響行車的安全性與舒適性，從而產(chǎn)生較大的震后維修加固費用。在實際的地震中移位震害、碰撞震害、落梁震害較為常見，主要原因是在強震作用下的梁體縱向和橫向位移沒有得到有效地約束。本申請人閱讀大量國內(nèi)外文獻及橋梁抗震、減隔震專利發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有的很多橋梁減隔震裝置功能單一，但對于具有多功能的裝置，其制造工藝要求較高、施工不便捷且造價較高。

為實現(xiàn)將防落梁系統(tǒng)、梁間防撞裝置、橫向限位系統(tǒng)的功能有效地結(jié)合在一起，使一種裝置或結(jié)構(gòu)具有多種功能，同時其制造加工難度小、施工便捷。因此，本申請人一直致力于開發(fā)一種多功能嵌入式橋梁限位構(gòu)造，實現(xiàn)在正常使用荷載和中小地震作用下，該構(gòu)造不影響梁體位移及變形，在強震下能有效限制梁體各方向的位移，避免或降低縱向或橫向落梁和梁間碰撞的發(fā)生，保證抗震救災(zāi)生命線工程的暢通和降低橋梁結(jié)構(gòu)震后維修加固費用。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

鑒于現(xiàn)有技術(shù)和裝置的上述不足，本實用新型提出了一種實現(xiàn)在正常使用荷載和中小地震作用下不影響梁體位移及變形，在強震下能有效限制梁體各方向的位移，避免或降低縱向或橫向落梁和梁間碰撞的發(fā)生，保證抗震救災(zāi)生命線工程的暢通和降低橋梁結(jié)構(gòu)震后維修加固費用的多功能嵌入式橋梁限位構(gòu)造。

為達到上述目的，本實用新型提供了一種多功能嵌入式橋梁限位構(gòu)造，設(shè)置在蓋梁與梁體結(jié)合部以實現(xiàn)在遇震時二者間的位移限位，蓋梁頂面上設(shè)置有摩擦擺支座，梁體支撐于摩擦擺支座上；在蓋梁兩端部各嵌入一裸露段帶兩耳板、嵌入段開若干孔的鋼箱結(jié)構(gòu)；梁體腹板預(yù)埋件上連接有一與地平面呈一定角度的鋼板形成梁體支耳，梁體支耳置于兩耳板之間，梁體支耳與兩耳板間設(shè)置有若干彈性件。例如，該裝置包括蓋梁、梁體，所述蓋梁頂面上設(shè)置有摩擦擺支座，所述梁體支撐于所述摩擦擺支座上，在所述蓋梁兩端部各嵌入一裸露段帶兩耳板、嵌入段開若干孔的鋼箱結(jié)構(gòu)，在所述兩耳板上焊有一連接鋼板，在所述若干孔內(nèi)穿設(shè)鋼筋，在所述鋼箱結(jié)構(gòu)內(nèi)部灌注混凝土形成擋塊，在所述梁體的腹板預(yù)埋件上焊接一塊與豎向成一定角度的鋼板形成梁體支耳，所述梁體支耳位于所述兩耳板之間，在所述梁體支耳朝所述兩耳板方向的面上各布置若干彈簧。

進一步地：

所述鋼箱結(jié)構(gòu)由多塊鋼板焊接形成，在所述嵌入段內(nèi)的四塊鋼板上均開一定數(shù)量的圓孔。

所述鋼箱結(jié)構(gòu)嵌入所述蓋梁的長度應(yīng)根據(jù)所述擋塊的抗拔抗剪計算確定。

所述鋼筋既可以貫通所述鋼箱結(jié)構(gòu)兩不相鄰的鋼板孔，也可以不采用貫通的形式而在所述若干孔內(nèi)穿設(shè)短鋼筋，所述鋼筋可由所述蓋梁配置的鋼筋充當(dāng)。

所述鋼箱結(jié)構(gòu)內(nèi)部灌注的混凝土與所述蓋梁內(nèi)澆筑混凝土為同一混凝土且一起澆筑施工。

所述的鋼板豎向成一定角度應(yīng)與擋塊靠所述梁體側(cè)的斜坡角度相同，所述角度在30°~90°之間。

本實用新型所提供的多功能嵌入式橋梁限位構(gòu)造與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下有益效果：

1）本實用新型由于設(shè)置有耳板，并在梁體支耳上布置有若干彈簧，強震作用下梁體沿相鄰跨方向運動時鋼箱結(jié)構(gòu)耳板可以約束梁體縱橋向位移并且彈簧還可以起到很好的緩沖作用，以達到減緩碰撞力或避免梁間碰撞的發(fā)生，同樣地梁體沿跨中方向運動時鋼箱結(jié)構(gòu)耳板可以有效地約束梁體縱橋向位移以達到防止落梁的發(fā)生，橫橋向具有常規(guī)擋塊的所有功能，進而可以有效地約束梁體過大的橫向位移，同時兩支耳上焊接的連接鋼板不僅可以使兩耳板協(xié)同工作，而且還可以在較大豎向地震動作用時達到限制梁體過大的豎向位移的目的。因此該擋塊將多種功能于一身，其各部件制造加工難度小，施工方便，安全可靠，成本較低，具有較大的推廣應(yīng)用價值。

2）本實用新型通過在嵌入段各面鋼板開孔并在孔內(nèi)設(shè)置鋼筋，可以顯著提高該擋塊各方向的抗拔抗壓能力，從而保證整個限位裝置的多種功能得以有效發(fā)揮。

3）本實用新型的抗震強度可通過改變該裝置鋼箱結(jié)構(gòu)的各部件、梁體支耳尺寸和布置的彈簧剛度等參數(shù)進行調(diào)節(jié)，以滿足不同橋梁結(jié)構(gòu)的抗震需求。

4）本實用新型的擋塊在靠梁體側(cè)有一斜坡，當(dāng)強震作用下，梁體通過梁體支耳與擋塊相撞，碰撞力垂直于梁體支耳與擋塊斜坡接觸面，改變了梁體與常規(guī)擋塊撞擊力的方向，可以充分發(fā)揮混凝土抗壓強度高的特性，可減小或避免常規(guī)擋塊的受剪脆性破壞的發(fā)生，鋼箱結(jié)構(gòu)對混凝土還具有一定的約束作用，可以進一步提高混凝土的抗壓強度，同時由于鋼箱結(jié)構(gòu)的存在還可承擔(dān)較大的水平剪力，整個限位裝置的承載能力進一步增強。此外還可以在梁體支耳端部外包一層橡膠，達到緩沖和減小碰撞力的目的。

附圖說明

圖1為具體實施例多功能嵌入式橋梁限位構(gòu)造的結(jié)構(gòu)參考圖；（A部作局部剖視）。

圖2為圖1的C-C截面示意圖。

圖3為圖1的A處局部剖視放大示意圖。

圖4為圖2的B處放大示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本實用新型的構(gòu)思、具體細節(jié)及獲得的技術(shù)效果作進一步說明。

圖1示意性地顯示了根據(jù)本實用新型的一種實施方式的多功能嵌入式橋梁限位構(gòu)造。如圖1～圖3所示，該多功能嵌入式橋梁限位構(gòu)造包括蓋梁1和梁體2，蓋梁1的頂面上設(shè)置有摩擦擺支座3，梁體2支撐于摩擦擺支座3上，在蓋梁1的兩端部各嵌入一裸露段帶兩耳板4、嵌入段開若干孔5的鋼箱結(jié)構(gòu)6，在兩耳板4上焊有一連接鋼板11，在孔5內(nèi)穿設(shè)鋼筋7，在鋼箱結(jié)構(gòu)6內(nèi)部灌注混凝土8形成擋塊，在梁體2的腹板預(yù)埋件9上焊接一塊與豎向成一定角度的鋼板形成梁體支耳10，梁體支耳10位于兩耳板4之間，在梁體支耳10朝所述兩耳板方向的面上各布置若干彈簧12，在梁體支耳端部外包一層橡膠13以達到緩沖和減小碰撞力的目的。

具體的，根據(jù)橋梁結(jié)構(gòu)抗震或減隔震設(shè)計的需要，預(yù)先在一定尺寸的鋼板上將鋼箱結(jié)構(gòu)的各塊鋼板根據(jù)相應(yīng)尺寸切割好，并在切割好的鋼板相應(yīng)位置處開孔，開孔數(shù)量及孔直徑可根據(jù)橋梁結(jié)構(gòu)的地震響應(yīng)和擋塊抗拔抗壓計算分析確定，然后將已開孔的鋼板在工廠或施工現(xiàn)場進行焊接成圖1所示的鋼箱結(jié)構(gòu)6，兩耳板4上的鋼板焊接也在上述過程中完成，在鋼箱結(jié)構(gòu)嵌入段鋼板的若干孔穿設(shè)鋼筋7，蓋梁1施工時將已在孔5內(nèi)穿設(shè)鋼筋7的鋼箱結(jié)構(gòu)6固定于蓋梁相應(yīng)位置處并在鋼箱結(jié)構(gòu)6內(nèi)澆筑混凝土8形成擋塊，在兩擋塊之間的蓋梁1的頂面上安裝摩擦擺支座3，最后待梁體架設(shè)完成后在梁體腹板預(yù)埋件上焊接梁體支耳10并將預(yù)制彈簧固定于梁體支耳10上，在梁體支耳端部外包一層橡膠13，多功能嵌入式橋梁限位構(gòu)造也便形成了。本實用新型結(jié)構(gòu)簡單，傳力路徑明確，施工方便快捷，通過合理的計算分析和有限的實驗便可獲得較優(yōu)的方案，進而達到提高整個橋梁結(jié)構(gòu)的抗震性能和降低橋梁結(jié)構(gòu)震后維修加固費用的目的。

在其他具體實施例中，本實施例的梁體支耳和耳板也可以是其他形式，不限于鋼板和本實施例中的形狀。本實用新型還可以應(yīng)用于橋臺上。

本實施例的多功能嵌入式橋梁限位構(gòu)造的應(yīng)用情況如下：

在正常使用荷載和中小地震作用下，橋梁通過摩擦擺支座的往復(fù)擺動消耗地震能量，此時該構(gòu)造的梁體支耳、耳板和擋塊斜坡面間均設(shè)置有足夠的間隙，不會影響梁體位移及變形。

在強豎向地震動作用下，該構(gòu)造的兩耳板上焊接的鋼板發(fā)揮作用，可以有效限制梁體的過大豎向位移，避免梁間伸縮縫裝置和橋面板的破壞。在強水平地震動作用下通過鋼箱結(jié)構(gòu)內(nèi)部灌注形成的擋塊有效地限制了梁體過大的橫向位移，防止橫向落梁的發(fā)生，縱橋向通過鋼箱結(jié)構(gòu)自帶的兩耳板進行有效約束，當(dāng)縱橋向位移過大時兩耳板與梁體支耳的彈簧相撞，對該碰撞力起到了很好的緩沖效果，避免了梁間碰撞和落梁的發(fā)生。該裝置很好地將擋塊、梁間防撞裝置、防落梁裝置的多種功能結(jié)合在一起，有效地降低了成本，顯著地提高了橋梁結(jié)構(gòu)的抗震性能。

以上所述的僅是本實用新型的較佳具體實施例。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型創(chuàng)造構(gòu)思的前提下，無需創(chuàng)造性勞動就可以做出若干變形和改進，這些都屬于本實用新型的保護范圍。