桥梁橡胶垫限位耗能装置的制作方法

本实用新型属于建筑施工技术领域，尤其是涉及一种桥梁橡胶垫限位耗能装置。

背景技术：

随着经济的发展，我国的建筑事业也得到了前所未有的发展，尤其是在交通方面，我国地域辽阔，公路桥梁的建设更是重中之重。

目前，我国桥梁抗震设计主要是强调墩体的强度，如何使墩体在地震中不发生倒塌。所采用的防落梁构造主要是在墩体上固定设置防落梁挡块，以将梁体的纵向位移量和横向位移量控制在一定的范围内。但是，由于梁体与墩体、梁体与梁体之间缺乏联系，当烈度较高的地震来袭时，受梁体剧烈晃动的冲击，防落梁挡块易发生剪切破坏而失效，产生落梁破坏。在“5. 12”汶川大地震中，震区多数桥梁都受到了破坏，而诸如“百花大桥”这种墩体基本完好、由于落梁造成桥梁破坏的事例不胜枚举，已成为地震中桥梁破坏的主要因素，引起了桥梁界的普遍关注。随着我国交通建设事业的迅速发展，桥梁作为交通线上的枢纽工程，无论在数量上还是延伸长度上都在快速增长。而我国是一个地震多发国家，桥梁一旦在地震中发生落梁破坏将使整个交通网络陷入瘫痪。

目前，在最成熟的抗震技术中，应用最广泛的就是橡胶垫，但橡胶垫仍有许多不足之处。橡胶垫只能对纵波传递的能量进行消耗，并避免桥面与桥墩发生刚性破坏，但横波传来时，橡胶垫的摩擦系数较小，会增大桥面与桥墩的相对位移，桥面脱落的几率极大。

技术实现要素：

为了解决上述存在的技术问题，本实用新型提供了一种桥梁橡胶垫限位耗能装置，该装置由于设置有橡胶垫，在地震到来时纵波能量传递到桥墩，桥墩将能量传到橡胶垫，橡胶垫形变消耗能量，横波能量传递桥墩、桥面，桥墩与桥面产生相对位移，橡胶垫内的连接钢管产生相互拉力，连接球与圆环钢片产生挤压，耗能弹簧产生形变消耗能量，避免桥面与桥墩产生刚性破坏，防止桥面产生脱落现象。

本实用新型采用的技术方案如下：

桥梁橡胶垫限位耗能装置，设置在桥面和桥墩之间，在桥梁横向的方向上左右对称设置两个橡胶垫，所述橡胶垫设置在桥面与桥墩之间，橡胶垫顶面紧贴桥面，橡胶垫底面紧靠桥墩，横向管道沿着橡胶垫侧壁的中心贯通穿过橡胶垫，在橡胶垫两个侧壁中心处各设置一个保护帽，保护帽为具有空腔的空心圆柱体，空腔与橡胶垫内的横向管道连通，每个保护帽各连接一个连接钢管，两个连接钢管的一端均置于横向管道内，其中一个连接钢管的另一端与桥面相连，另一个连接钢管的另一端与桥墩相连，两个连接钢管置于横向管道内的管口处各放置一个连接球，两个连接球各连接一根耗能弹簧并通过耗能弹簧相连。

进一步地，所述的保护帽为铝合金材质。

进一步地，所述的横向管道壁壁厚0.5-0.8cm，材质为硬酯塑料。

进一步地，所述的连接钢管中的L形钢管壁厚1-1.2cm。

进一步地，所述的连接钢管由连接座和L形钢管组成。

进一步地，所述的L形钢管竖直方向长度12-15cm。水平方向长度20-25cm。

进一步地，所述的耗能弹簧非工作状态下长度15-20cm。

进一步地，所述的连接球为空心钢球。

进一步地，所述的连接球直径为1.4-1.6cm。

进一步地，所述的连接钢管上的连接座通过连接螺栓分别与桥面或者桥墩相连，所述的连接螺栓直径为1.5-2cm。

本实用新型所具有的优点及有益效果是：

本实用新型桥梁橡胶垫限位耗能装置由于在桥梁横向的方向上左右对称设置两个橡胶垫，所述橡胶垫设置在桥面与桥墩之间，橡胶垫顶面紧贴桥面，橡胶垫底面紧靠桥墩，横向管道沿着橡胶垫侧壁的中心贯通穿过橡胶垫，在橡胶垫两个侧壁中心处各设置一个保护帽，保护帽为具有空腔的空心圆柱体，空腔与橡胶垫内的横向管道连通，每个保护帽各连接一个连接钢管，两个连接钢管的一端均置于横向管道内，其中一个连接钢管的另一端与桥面相连，另一个连接钢管的另一端与桥墩相连，两个连接钢管置于横向管道内的管口处各放置一个连接球，两个连接球各连接一根耗能弹簧并通过耗能弹簧相连。当地震到来，纵波能量传递到桥墩，桥墩将能量传到橡胶垫，橡胶垫形变消耗能量，横波能量传递桥墩、桥面，桥墩与桥面产生相对位移，橡胶垫内的连接钢管产生相互拉力，连接球与圆环钢片产生挤压，耗能弹簧产生形变消耗能量，避免桥面与桥墩产生刚性破坏，防止桥面产生脱落现象。本实用新型弥补了橡胶垫减小了摩擦系数，增大了桥面与桥墩位移，提高了桥面脱落的几率的不足，有效对纵波能量、横波能量进行了消耗，对横向位移进行了有效限制，装置施工简单，方便维修替换。

附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步详述：

图1为具有本实用新型桥梁橡胶垫限位耗能装置的桥梁横向截面图；

图2为具有本实用新型桥梁橡胶垫限位耗能装置的桥梁纵向侧面图；

图3为图1中A-A截面图；

图4为图1中B-B截面图；

图5为图1中C-C截面图；

图6为本实用新型桥梁橡胶垫限位耗能装置装配图。

图中：1为桥面；2为桥墩；3为橡胶垫；4为保护帽；5为横向管道；6连接钢管；7为耗能弹簧；8为连接球；9为连接螺栓。

具体实施方式

为了进一步说明本实用新型，下面结合附图及实施例对本实用新型进行详细地描述，但不能将它们理解为对本实用新型保护范围的限定。

如图1、2、6所示，本实用新型桥梁橡胶垫限位耗能装置设置在桥面1、和桥墩2之间，其包括橡胶垫3、保护帽4、横向管道5、连接钢管6、耗能弹簧7、连接球8和连接螺栓9，在位于桥梁横向的方向上左右对称设置两个橡胶垫3，所述橡胶垫距离同侧桥面1边缘20-30cm，橡胶垫3顶面紧贴桥面1，橡胶垫3底面紧靠桥墩2。橡胶垫3为矩形体，长度为10-12cm，宽度为8-10cm，高度为20-25cm。所述橡胶垫3在桥梁纵向上每间隔5-7m布置。

如图3所示，直径为1-2cm的横向管道5沿着橡胶垫3侧壁中心处贯通穿过橡胶垫3，横向管道5壁厚为0.5-0.8cm，横向管道5外壁由一层薄壁抗压硬酯塑料构成，横向管道5外壁外表面与橡胶垫3内芯紧贴，横向管道5外壁内表面具有圆柱体空腔。

橡胶垫3两个侧壁的中心处各设置一个保护帽4，保护帽4为圆柱体，保护帽4为铝合金材质。保护帽4与橡胶垫3侧壁紧密连接，保护帽4直径为4-6cm，高度为2-3cm，在保护帽4圆心处贯通设置有直径为2-3cm的圆柱体空腔，空腔与橡胶垫3内的横向管道5连通。

如图4所示，所述的连接钢管6由一个连接座和一个L形钢管组成。其中，一个连接钢管6的连接座通过四个连接螺栓9与桥面1连接，四个连接螺栓9分别安装在连接座的四个角处，穿过连接座，并垂直插入桥面5-8cm。另一个连接钢管的连接座通过连接螺栓9与桥墩2连接，四个连接螺栓9分别在连接座的四个角处，穿过连接座，并垂直插入桥墩5-8cm。所述的连接螺栓9直径为1.5-2cm。

两个连接座均与L形钢管的竖直端连接，L形钢管的水平端穿过保护帽4内的圆柱体空腔置入横向管道5内，L形钢管的水平端管口处设置有一个圆环钢片，圆环钢片的外径为1.5-1.8cm，内径为1.2-1.5cm，在L形钢管的水平端管口处形成半径为0.5-0.8cm的空口。L形钢管竖直方向长度12-15cm。水平方向长度20-25cm。L形钢管壁厚1-1.2cm。

如图5所示，每个L形钢管管口内各放置一个连接球8，所述的连接球8为空心钢球，连接球8直径为1.4-1.6cm。圆环钢片卡住连接球8球身，连接球8球身的三分之二-四分之三在水平方向的L形钢管管口内，左侧连接球8与左侧耗能弹簧7一端焊接，右侧连接球8与右侧耗能弹簧7一端焊接，耗能弹簧另一端形状为爪牙状，左侧耗能弹簧7爪牙与右侧耗能弹簧7爪牙相互咬合。所述的耗能弹簧7非工作状态下长度15-20cm。

本实用新型桥梁橡胶垫限位耗能装置设置的实施步骤如下：

1.工厂加工连接钢管构件：

a.烧制橡胶垫；

b.位于橡胶垫侧壁中心处打孔，直径1-2cm；

c.横向管道插入橡胶垫侧壁孔内；

d.按要求加工水平方向末端半封口式L型钢管；

e.按要求加工一端为爪牙形耗能弹簧；

2.施工步骤：

a.在桥墩上顶面确认橡胶垫位置，并定位；

b.右端连接钢管插入横向管道内，并将连接座用连接螺栓锚固；

c.将桥面按预定位置放置桥墩上；

d. 左端连接钢管插入横向管道内，并确认左端耗能弹簧的爪牙与右端耗能弹簧的爪牙咬合；

e.再次确认左端耗能弹簧爪牙与右端耗能弹簧爪牙咬合；

f.将左端连接座用连接螺栓锚固。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。