一种强震区的桥梁钢托架防落梁装置的制作方法

本实用新型涉及桥梁抗震技术领域，具体而言，涉及一种强震区的桥梁钢托架防落梁装置。

背景技术：

地震不仅会对建筑、公路造成损坏，同时也会给桥梁造成损坏。从历次强烈破坏性地震灾害中可以看出，桥梁上部结构自身因直接的地震作用效应而毁坏的现象极为少见，但因连接部位支承面最小宽度不足、支承连接构件失效等引起的落梁、主梁的移动、扭曲、裂缝等现象常有发生，尤其在近/跨断层桥梁中，其地震位移需求很大，导致落梁现象非常普遍。通常情况下，防止落梁震害的构造措施主要有两种：

一是在相邻的梁1’之间以及墩2’、梁1’之间安装缆索约束装置3’或阻挡型约束装置4’，可以参见图1和图2。在相邻梁1’之间以及墩2’、梁1’之间安装约束装置的设计要点是：在正常使用条件下，约束装置要有足够的变形冗余度，以满足温度、制动力等作用的变形需要；而在地震作用下，结构的相对变形较大时，约束装置又要有足够的约束能力防止落梁震害的发生。当碰到跨断层地震时，由于地震脉冲波的作用，在很短时间内会产生巨大的地震动力，对防落梁约束装置的抗震性能提出了很高的要求，用“堵”来防止此类地震作用下的防落梁震害并不可行。此外，有些约束装置构造十分复杂，不利于施工，同时对结构外观也有一定的影响，在我国实际工程中应用较少。

二是规定支承连接部位的支承面最小宽度a，可以参见图3。考虑到近几年我国发生的地震中，桥梁结构的落梁破坏是梁式桥最严重的震害之一，而造成落梁的原因是墩梁相对位移超过了下部结构可以提供的搭接长度。因此避免发生落梁破坏最直接的办法就是在设计桥梁时在墩2’、台帽或盖梁边缘处设置足够的支承宽度。国内外的桥梁抗震设计规范都对支承连接部位的最小支承宽度给出了具体的规定，主要应考虑地震作用的大小、结构的跨径、墩身的高度，以及是否为斜弯桥等因素。

日本规范《道路桥示方书(V耐震设计篇)同解说》中规定桥梁支承宽度应通过计算公式所得，但应满足下式条件：

SE＝Ur+Ug≥SEM

SEM＝0.7+0.005l

Ug＝eGL

式中：SE—支承宽度(m)；Ur—二级地震水准作用下的上下部结构最大墩梁相对位移(m)，需通过具体计算得出，计算时应考虑场地液化和桥墩几何变形等的影响。Ug—地震作用导致的场地变形相对位移(m)；SEM—支承宽度下限值(m)；l—有效跨度(m)；eG—场地地震应变；L—计算支承宽度的下部结构间距离(m)。

我国规范中支承宽度计算方法主要参考了日本规范中支承宽度下限值的取值，其中《公路桥梁抗震设计细则》(JTG/T B02-01-2008)规定：直线简支梁梁端至墩、台帽或盖梁边缘的最小宽度a(cm)不小于70+0.5L，其中L为梁的计算跨径(m)；《城市桥梁抗震设计规范》(CJJ 166-2011)规定：简支梁梁端至墩、台帽或盖梁边缘应有一定的距离，其最小值a(cm)在地震6度区内不小于40+0.5L，地震7度区内不小于70+0.5L；对斜桥和曲线桥梁的最小支承宽度两本规范都规定还应考虑斜交角和圆心角的影响。

对于上述支承宽度规范值的实现，在一般的桥梁设计中，往往直接采用增大墩2’、台帽或盖梁宽度，即增大支承宽度a，来满足设计所需值。但直接扩大墩2’、台帽或盖梁宽度，会导致墩2’顶的质量增大、改变了原有结构的动力特性，使得桥墩受力增加，从而使桥梁结构的地震响应增大，会导致除落梁以外其他震害的发生。

技术实现要素：

鉴于此，本实用新型提出了一种强震区的桥梁钢托架防落梁装置，旨在解决现有技术中约束装置复杂、增加支承宽度导致的施工困难以及桥墩受力大的问题。

一个方面，本实用新型提出了一种强震区的桥梁钢托架防落梁装置。该装置包括：支撑体和缓冲体；其中，支撑体用于设置于主梁下方且与桥墩的侧面相连接；缓冲体设置于支撑体的上表面，缓冲体用于承载掉落的主梁。

进一步地，上述一种强震区的桥梁钢托架防落梁装置中，支撑体包括：第一连接板和承载板；其中，第一连接板用于与桥墩的侧面相连接，并且，第一连接板置于承载板的下方且与承载板的下表面相连接；缓冲体设置于承载板的上表面。

进一步地，上述一种强震区的桥梁钢托架防落梁装置中，承载板和第一连接板之间设置有多个第一加强板。

进一步地，上述一种强震区的桥梁钢托架防落梁装置中，支撑体还包括：两个挡板；其中，各挡板分别设置于缓冲体的两侧且与承载板相连接，各挡板均用于对掉落的主梁进行限位。

进一步地，上述一种强震区的桥梁钢托架防落梁装置中，支撑体还包括：并行设置的第二连接板和第三连接板；其中，第二连接板和第三连接板均与承载板的上表面相连接，缓冲体夹设于第二连接板和第三连接板之间。

进一步地，上述一种强震区的桥梁钢托架防落梁装置中，第二连接板与承载板之间以及第三连接板与承载板之间均设置有多个第二加强板。

进一步地，上述一种强震区的桥梁钢托架防落梁装置中，缓冲体为橡胶块。

进一步地，上述一种强震区的桥梁钢托架防落梁装置中，缓冲体至少为两个。

进一步地，上述一种强震区的桥梁钢托架防落梁装置中，支撑体与桥墩的侧面为螺栓连接。

本实用新型将支撑体与桥墩的侧面相连接，进而增大了支撑宽度，且施工简易；与现有技术中直接增大桥墩的宽度相比，支撑体的重量轻，不会给桥墩附加较大的质量，减小了桥梁结构的地震响应，使得桥墩的受力较小。当发生地震时，掉落的主梁可以掉落至支撑体上，避免了主梁的掉落损毁。此外，支撑体上设置有缓冲体，可以减小掉落的主梁对支撑体的冲击，使支撑体不致于受冲击力过大而出现损坏。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本实用新型的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为现有技术中缆索约束装置的安装示意图；

图2为现有技术中阻挡型约束装置的安装示意图；

图3为现有技术中支承连接部位的结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的一种强震区的桥梁钢托架防落梁装置的正视图；

图5为本实用新型实施例提供的一种强震区的桥梁钢托架防落梁装置的侧视图；

图6为本实用新型实施例提供的一种强震区的桥梁钢托架防落梁装置的A-A截面示意图；

图7为本实用新型实施例提供的一种强震区的桥梁钢托架防落梁装置的B-B截面示意图；

图8为本实用新型实施例提供的一种强震区的桥梁钢托架防落梁装置的C-C截面示意图；

图9为本实用新型实施例提供的一种强震区的桥梁钢托架防落梁装置的D向示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

参见图4至图9，图中示出了本实施例提供的一种强震区的桥梁钢托架防落梁装置的优选结构。如图所示，该装置包括：支撑体1和缓冲体2。

其中，支撑体1设置于主梁3的下方，并且，支撑体1与桥墩4的侧面(图5所示的右面)相连接。具体实施时，支撑体1可以并列设置多个，并可以使用钢拉杆7将支撑体1固定于桥墩4的侧面。缓冲体2设置于支撑体1的上表面(相对于图5所示位置而言)，当主梁3因地震而发生掉落时，主梁3可以掉落到缓冲体2上，缓冲体2可以减小掉落的主梁3对支撑体1的冲击。具体实施时，缓冲体2的高度可以低于桥墩4上的垫石8的高度。该装置可以用于强震区的桥梁，以使桥梁在强震下的损坏程度降低至最小。需要说明的是，强震指的是五级及五级以上地震。

本实施例中，支撑体1与桥墩4的侧面相连接，进而增大了支承宽度，且施工简易；与现有技术中直接增大桥墩4的宽度相比，支撑体1的重量轻，不会给桥墩4附加较大的质量，减小了桥梁结构的地震响应，使得桥墩4的受力较小。当发生地震时，掉落的主梁3可以掉落至支撑体1上，避免了主梁3的掉落损毁。此外，支撑体1上设置有缓冲体2，可以减小掉落的主梁3对支撑体1的冲击，使支撑体1不致于受到过大的冲击力而出现损坏。

上述实施例中，支撑体1可以包括：第一连接板11和承载板12。其中，第一连接板11可以与桥墩4的侧面相连接，并且，第一连接板11可以置于承载板12的下方(图5所示的下方)且与承载板12的下表面(相对于图5所示位置而言)相连接。具体实施，第一连接板11与承载板12之间可以为焊接。承载板12可以与桥墩4的顶面处于同一平面。缓冲体2可以设置于承载板12的上表面(相对于图5所示位置而言)。支撑体1的结构简单，易于实现，方便施工。

上述实施例中，承载板12和第一连接板11之间可以设置有多个第一加强板5，进而可以加强承载板12的承载能力。

上述实施例中，支撑体1还可以包括：两个挡板13。其中，各挡板13可以分别设置于缓冲体2的两侧，并且，各挡板13均可以与承载板12相连接。具体实施时，各挡板13与承载板12之间可以为焊接，也可以为可拆卸连接，具体的连接形式可以根据实际需要而确定，本实施例对其不做任何限定。当主梁3因地震掉落到缓冲体2上时，各挡板13可以对掉落的主梁3进行横向限位，以防止主梁3从缓冲体2上掉落。

上述实施例中，支撑体1还可以包括：并行设置的第二连接板14和第三连接板15。其中，第二连接板14和第三连接板15可以均与承载板12的上表面相连接。具体实施时，第二连接板14和第三连接板15与承载板12之间可以为焊接，也可以为可拆卸连接，具体的连接形式可以根据实际需要而确定，本实施例对其不做任何限定。缓冲体2可以夹设于第二连接板14和第三连接板15之间，进而实现对缓冲体2的固定。

上述实施例中，第二连接板14与承载板12之间以及第三连接板15与承载板12之间均可以设置有多个第二加强板6，进而可以加强第二连接板14和第三连接板15对缓冲体2的固定能力。

上述各实施例中，缓冲体2可以为橡胶块，从而使缓冲体2对掉落的桥梁的缓冲能力更好。

上述各实施例中，缓冲体2可以至少为两个，进而可以在最大程度上对掉落的桥梁起到缓冲的作用，进一步减小了支撑体1受到的冲击，保护了支撑体1。

上述各实施例中，支撑体1与桥墩4可以通过螺栓相连接，为保证连接的稳固性，连接螺栓可以选择具有高强度的螺栓，例如M22高强螺栓。具体实施时，桥墩4的侧面可以预埋有钢板，支撑体1可以与预埋钢板螺栓连接。

本实施例中，支撑体1与桥墩4为螺栓连接，进而可以根据实际需要的支承宽度来更换支撑体1，同时也便于支撑的拆卸和维修。此外，设计过程中可能使支撑体1的尺寸不够准确，而支撑体1与桥墩4为螺栓连接，可以便于支撑体1的替换，提高了设计阶段的容错率。

综上，本实施例中的支撑体与桥墩的侧面相连接，进而增大了支承宽度，且施工简易；与现有技术中直接增大桥墩的宽度相比，支撑体的重量轻，不会给桥墩附加较大的质量，减小了桥梁结构的地震响应，使得桥墩的受力较小。当发生地震时，掉落的主梁可以掉落至支撑体上，避免了主梁的掉落损毁。此外，支撑体上设置有缓冲体，可以减小掉落的主梁对支撑体的冲击，使支撑体不致于受到过大的冲击力而出现损坏。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。