一种桥梁装配式可复位耗能抗震挡块的制作方法

本发明涉及桥梁抗震挡块发明领域，具体来说，涉及一种桥梁装配式可复位耗能抗震挡块。

背景技术：

我国处于亚欧地震带和太平洋地震带的中间，属于地震多发国家。桥梁作为交通运输的枢纽工程，在抗震救灾中处于极其重要的地位。桥梁一旦遭到破坏，不仅需要花费巨大的社会资源去修复、加固乃至重建，更为重要的是可能造成交通运输的中断，延误震后救灾工作开展，从而带来巨大的经济损失及社会负面影响。合理的桥梁抗震设计对减轻其地震损伤有极其重要的作用。

挡块作为桥梁抗震的重要构件，通常设置在桥墩盖梁顶部，具有限制主梁横向位移、保护支座、防止主梁落梁的作用。常规挡块多为矩形或梯形截面的实心钢筋混凝土块，其刚度较大，与主梁碰撞时产生较大的冲击力，导致挡块和主梁局部破坏，甚至将冲击力传到下部结构，造成下部结构损伤。此外，挡块损伤后难以提供足够的恢复力，容易引起主梁较大的残余变形，加大桥梁修复的难度，甚至引起落梁，而挡块在损伤后往往面临修复困难的问题。

因此，有必要设计一种装配式可复位耗能抗震挡块，既能将挡块与主梁的刚性碰撞转化为柔性碰撞，又能在碰撞后实现自复位，并且安装及更换方便。

技术实现要素：

针对上述技术问题，目前尚未提出合理的解决方法，为解决传统挡块在地震存在的诸多缺点，本发明提出一种桥梁装配式可复位耗能抗震挡块，该挡块为装配式钢制挡块，安装及更换方便，能够减缓地震作用对主梁及挡块的撞击，在罕遇地震作用下能耗散地能量，限制主梁横向位移、防止落梁，同时提供复位功能，减小主梁震后残余变形。为实现上述技术目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种桥梁装配式可复位耗能抗震挡块，其特征在于，包括背板、前板、u型板、连杆、弹簧、软钢、螺栓、垫片、加劲肋、螺栓孔、轨道；所述前板背板之间由若干个套有弹簧的连杆连接，所述连杆与前板焊接，连杆另一端穿过背板上相应开孔后通过螺栓限制连杆在背板处拔出，所述u型板左右两侧板上设有多个螺栓孔，可通过螺栓将挡块连接于盖梁，此连接为可动性装配式连接。

进一步，所述背板与u型板为一个整体，并沿其高度方向及u型板左右两板水平方向设置多道加劲肋以提高整体弯曲刚度。

进一步，所述u型板内侧设置水平轨道供前板水平滑动。

进一步，所述前板上设有多个v型软钢。

进一步，所述背板和每个螺栓之间设有垫片。

优选的，所述若干连杆直径皆相等，且等于所套有弹簧的内径。

优选的，所述背板上的开孔直径大于连杆的直径。

本发明的有益效果：本发明与传统挡块相比，构造简单，受力明确。前板、背板、u型板为钢板，刚度较小，中小地震作用下，前板背板间弹簧收缩，大地震作用下，较大冲击力使得v型软钢变形耗能，将传统挡块与主梁的刚性碰撞转化为柔性碰撞，减缓地震作用对主梁及挡块的撞击，减小对挡块和主梁的局部破坏。并且本发明采用螺栓将挡块连接于盖梁的装配式安装方法，更换方便，可以替换桥梁现有抗震能力不足挡块或受损挡块，成本较低，可保证施工后期维护方便、经济。另外，本发明能够提供复位功能，挡块受到主梁碰撞后，前板背板间弹簧收缩，缓解地震对主梁及挡块的碰撞作用，地震作用结束后，弹簧的恢复力可推动主梁复位，减小主梁震后残余变形，减小桥梁修复难度。本发明中，挡块前板上设有软钢，在罕遇地震作用下能通过软钢碰撞变形耗散地震能量，限制主梁横向位移、防止落梁，方便桥梁震后修复。本发明具有构造明确、制作工艺简单、受力明确、成本较低，适用于新桥旧桥，方便震后修复等优点，可以大面积推广使用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是根据本发明实施例所述的桥梁装配式可复位耗能抗震挡块的剖面图；

图2是根据本发明实施例所述的桥梁装配式可复位耗能抗震挡块的俯视图；

图3是为图1的a-a向剖视图；

图4是根据本发明实施例所述的桥梁装配式可复位耗能抗震挡块与主梁盖梁的连接图；

图5是根据本发明实施例所述的桥梁装配式可复位耗能抗震挡块的螺栓的局部放大图；

图中：1-背板，2-前板，3-u型板，4-连杆，5-弹簧，6-软钢，7-垫片，8-螺栓，9-加劲肋，10-螺栓孔，11-轨道，12-主梁，13-支座，14-盖梁。

具体实施方式

如图1-5所示，本发明所述的一种桥梁装配式可复位耗能抗震挡块，其特征在于，包括背板1、前板2、u型板3、连杆4、弹簧5、软钢6、螺栓8、垫片7、加劲肋9、螺栓孔10、轨道11；所述前板背板之间由若干个套有弹簧的连杆连接，所述连杆与前板焊接，连杆另一端穿过背板上相应开孔后通过螺栓限制连杆在背板处拔出，所述u型板左右两侧板上设有多个螺栓孔，可通过螺栓将挡块连接于盖梁，此连接为可动性装配式连接。

具体实施中，所述背板与u型板为一个整体，并沿其高度方向及u型板左右两板水平方向设置多道加劲肋以提高整体弯曲刚度。

具体实施中，所述u型板内侧设置水平轨道供前板水平滑动。

具体实施中，所述前板上设有多个v型软钢。

具体实施中，所述背板和每个螺栓之间设有垫片。

具体实施中，所述若干连杆直径皆相等，且等于所套有弹簧的内径。具体实施中，所述背板上的开孔直径大于连杆的直径。

本发明的工作机理为：正常运用情况下，挡块与主梁之间留有一定距离，不妨碍主梁的正常运用。连杆支撑放在u型板轨道上的前板，整个挡块处于稳定状态。常遇地震情况下，主梁产生水平位移超出挡块与主梁间预留距离时，该挡块开始受力，由于该挡块选择的软钢较硬，弹簧较软，前板上软钢不变形，前板背板间弹簧收缩，连杆向背板滑动，缓解地震对主梁及挡块的碰撞作用。当弹簧的恢复力等于地震作用力时，主梁不再运动，限制了主梁位移；当地震作用消失后，恢复力将主梁推回原位，实现主梁复位。罕遇地震情况下，主梁产生水平位移超出挡块与主梁间预留距离时，该挡块开始受力，前板上软钢开始受力变形耗散地能量，前板背板间弹簧开始收缩，连杆开始向背板滑动；随着受力不断增大，软钢变形不断变大，耗能增多，同时弹簧变形不断增大，其恢复力也不断不增大；当恢复力等于地震作用力时，主梁不再移动；当地震作用力消失时，主梁在恢复力的作用下可一定程度上复位。

技术特征：

1.一种桥梁装配式可复位耗能抗震挡块，其特征在于，包括背板(1)、前板(2)、u型板(3)、连杆(4)、弹簧(5)、软钢(6)、螺栓(8)、垫片(7)、加劲肋(9)、螺栓孔(10)、轨道(11)；所述前板(2)背板(1)之间由若干个套有弹簧(5)的连杆(4)连接，所述连杆(4)与前板(2)焊接，连杆(4)另一端穿过背板(1)上相应开孔后通过螺栓(8)限制连杆在背板处拔出，所述u型板(3)左右两侧板上设有多个螺栓孔(10)，可通过螺栓将挡块连接于盖梁，此连接为可动性装配式连接。

2.根据权利要求1所述的一种桥梁装配式可复位耗能抗震挡块，其特征在于：所述背板(1)与u型板(3)为一个整体，并沿其高度方向及u型板左右两板水平方向设置多道加劲肋(9)以提高整体弯曲刚度。

3.根据权利要求1所述的一种桥梁装配式可复位耗能抗震挡块，其特征在于：所述u型板(3)内侧设置水平轨道(11)供前板水平滑动。

4.根据权利要求1所述的一种桥梁装配式可复位耗能抗震挡块，其特征在于：所述前板(2)上设有多个v型软钢(6)。

5.根据权利要求1所述的一种桥梁装配式可复位耗能抗震挡块，其特征在于：所述若干连杆(4)直径皆相等，且等于所套有弹簧(5)的内径。

6.根据权利要求6所述的一种桥梁装配式可复位耗能抗震挡块，其特征在于：所述背板(1)上的开孔直径大于连杆(4)的直径。

7.根据权利要求1所述的一种桥梁装配式可复位耗能抗震挡块，其特征在于：背板(1)和每个螺栓(8)之间设有垫片(7)。

技术总结
本发明涉及桥梁抗震挡块发明领域，具体来说，涉及一种桥梁装配式可复位耗能抗震挡块。包括背板、前板、U型板、连杆、弹簧、软钢、螺栓、垫片、加劲肋、螺栓孔、轨道；所述前板背板之间由若干个套有弹簧的连杆连接，所述连杆与前板焊接，连杆另一端穿过背板上相应开孔后通过螺栓限制连杆在背板处拔出，所述U型板左右两侧板上设有多个螺栓孔，可通过螺栓将挡块连接于盖梁，此连接为可动性装配式连接。本发明与传统挡块相比，构造简单，受力明确。将传统挡块与主梁的刚性碰撞转化为柔性碰撞，减缓地震作用对主梁及挡块的撞击，减小对挡块和主梁的局部破坏。

技术研发人员：胡思聪;盖玉凤;邵尤清;支清;邹旖轩
受保护的技术使用者：南昌大学
技术研发日：2019.08.29
技术公布日：2019.12.13