多功能嵌入式橋梁限位構造的制作方法

本發明涉及橋梁抗震和橋梁減隔震的技術領域，特別涉及一種多功能嵌入式橋梁限位構造。

背景技術：

現代化城市人口的大量聚集和經濟的高速發展，橋梁結構作為交通網絡的咽喉，而我國又是一個地震多發國家，歷次地震災害表明，由于橋梁結構自身抗震不足而使結構構件產生損傷甚至發生災難性倒塌事故已屢見不鮮，嚴重影響地震災區的救援以及災后重建工作，給人們帶來了巨大的生命財產損失，如何確保橋梁結構在地震中的安全，如何選擇與設計性能優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生破壞，梁體沿橋跨中方向產生較大位移時易發生落梁，當梁體沿相鄰跨有較大縱向位移時梁與梁之間易發生碰撞，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外文獻及橋梁抗震、減隔震專利發現現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。

為實現將防落梁系統、梁間防撞裝置、橫向限位系統的功能有效地結合在一起，使一種裝置或結構具有多種功能，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一種多功能嵌入式橋梁限位構造，實現在正常使用荷載和中小地震作用下，該構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生，保證抗震救災生命線工程的暢通和降低橋梁結構震后維修加固費用。

技術實現要素：

鑒于現有技術和裝置的上述不足，本發明提出了一種實現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生，保證抗震救災生命線工程的暢通和降低橋梁結構震后維修加固費用的多功能嵌入式橋梁限位構造。

為達到上述目的，本發明提供了一種多功能嵌入式橋梁限位構造，該裝置包括蓋梁、梁體，所述蓋梁頂面上設置有摩擦擺支座，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構，在所述兩耳板上焊有一連接鋼板，在所述若干孔內穿設鋼筋，在所述鋼箱結構內部灌注混凝土形成擋塊，在所述梁體的腹板預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。

其附加技術特征為：

所述鋼箱結構由多塊鋼板焊接形成，在所述嵌入段內的四塊鋼板上均開一定數量的圓孔。

所述鋼箱結構嵌入所述蓋梁的長度應根據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構兩不相鄰的鋼板孔，也可以不采用貫通的形式而在所述若干孔內穿設短鋼筋，所述鋼筋可由所述蓋梁配置的鋼筋充當。

所述鋼箱結構內部灌注的混凝土與所述蓋梁內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與擋塊靠所述梁體側的斜坡角度相同，所述角度在30°~90°之間。

本發明所提供的多功能嵌入式橋梁限位構造與現有技術相比，具有以下有益效果：

1）本發明由于設置有耳板，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構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生，同樣地梁體沿跨中方向運動時鋼箱結構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生，橫橋向具有常規擋塊的所有功能，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，具有較大的推廣應用價值。

2）本發明通過在嵌入段各面鋼板開孔并在孔內設置鋼筋，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揮。

3）本發明的抗震強度可通過改變該裝置鋼箱結構的各部件、梁體支耳尺寸和布置的彈簧剛度等參數進行調節，以滿足不同橋梁結構的抗震需求。

4）本發明的擋塊在靠梁體側有一斜坡，當強震作用下，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，改變了梁體與常規擋塊撞擊力的方向，可以充分發揮混凝土抗壓強度高的特性，可減小或避免常規擋塊的受剪脆性破壞的發生，鋼箱結構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，同時由于鋼箱結構的存在還可承擔較大的水平剪力，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造的結構參考圖；（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

下面結合附圖對本發明的構思、具體細節及獲得的技術效果作進一步說明。

圖1示意性地顯示了根據本發明的一種實施方式的多功能嵌入式橋梁限位構造。如圖1—圖3所示，該多功能嵌入式橋梁限位構造包括蓋梁1和梁體2，蓋梁1的頂面上設置有摩擦擺支座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的鋼箱結構6，在兩耳板4上焊有一連接鋼板11，在孔5內穿設鋼筋7，在鋼箱結構6內部灌注混凝土8形成擋塊，在梁體2的腹板預埋件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，根據橋梁結構抗震或減隔震設計的需要，預先在一定尺寸的鋼板上將鋼箱結構的各塊鋼板根據相應尺寸切割好，并在切割好的鋼板相應位置處開孔，開孔數量及孔直徑可根據橋梁結構的地震響應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場進行焊接成圖1所示的鋼箱結構6，兩耳板4上的鋼板焊接也在上述過程中完成，在鋼箱結構嵌入段鋼板的若干孔穿設鋼筋7，蓋梁1施工時將已在孔5內穿設鋼筋7的鋼箱結構6固定于蓋梁相應位置處并在鋼箱結構6內澆筑混凝土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，最后待梁體架設完成后在梁體腹板預埋件上焊接梁體支耳10并將預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造也便形成了。本發明結構簡單，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的方案，進而達到提高整個橋梁結構的抗震性能和降低橋梁結構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。本發明還可以應用于橋臺上。

本實施例的多功能嵌入式橋梁限位構造的應用情況如下：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擺動消耗地震能量，此時該構造的梁體支耳、耳板和擋塊斜坡面間均設置有足夠的間隙，不會影響梁體位移及變形。

在強豎向地震動作用下，該構造的兩耳板上焊接的鋼板發揮作用，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構內部灌注形成的擋塊有效地限制了梁體過大的橫向位移，防止橫向落梁的發生，縱橋向通過鋼箱結構自帶的兩耳板進行有效約束，當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合在一起，有效地降低了成本，顯著地提高了橋梁結構的抗震性能。

以上所述的僅是本發明的較佳具體實施例。對于本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明創造構思的前提下，無需創造性勞動就可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發明的保護范圍。