本实用新型专利技术属于桥梁抗震技术领域，具体涉及一种具有钢弹簧的碰撞滑动耗能型桥梁抗震挡块结构，包括钢牛腿和挡块结构，所述钢牛腿固定在活动支座附近的桥墩顶部的侧面，所述挡块结构固定在钢牛腿顶部和主梁底部。所述挡块结构包括钢底板、滑动凹槽、钢弹簧、碰撞块、耗能型低屈服点钢板和双半球型滑块。本实用新型专利技术桥梁抗震挡块结构依靠碰撞、滑动以及耗能型低屈服点钢板的塑性变形消耗地震能量，能有效限制梁体和桥墩之间的较大位移，防止梁体发生顺桥向落梁危害，减小活动支座和伸缩缝的损坏，同时该抗震挡块结构布置在每一活动支座附近，碰撞位置分散，数量多，能有效减小作用在每一挡块结构上的地震力。挡块结构上的地震力。挡块结构上的地震力。
【技术实现步骤摘要】
一种具有钢弹簧的碰撞滑动耗能型桥梁抗震挡块结构
[0001]本技术属于桥梁抗震
，具体涉及一种具有钢弹簧的碰撞滑动耗能型桥梁抗震挡块结构及布置方法。
技术介绍
[0002]为了提高公路的运输效率，保护公路沿线的生态环境，节省土地资源，以桥代路的思想将会引领未来的基础设施建设。当地震到来时，首先是人们的生命财产安全受到巨大威胁，另一方面是地震对震区的桥梁工程造成了严重的破坏，切断了地震受灾区的对外交通，造成孤岛效应，给震后的救灾工作造成了巨大困难，导致了后续的次生灾害，间接的经济损失更加严重。
[0003]因此开展桥梁抗震、减震技术的研究工作，对于提高其抗震能力，特别是抗大震的能力，提高整个国家对地震等大自然灾害的抵御能力具有至关重要的现实意义和理论价值。在过去几十年里发生的大地震中，桥梁的震害形式主要包括：支座损坏；梁式桥的上部梁体位移如果超出了桥墩的支撑面，则会引起落梁震害（含横桥向和顺桥向）；上部梁体发生落梁时如果撞击桥墩，引起下部结构很大的碰撞破坏；伸缩缝处相邻梁体碰撞引起的局部损坏；伸缩缝处相对较大的碰撞力还会把该处的碰撞力效应，传到桥墩底部，引起桥墩底部的损坏；桥梁抗震挡块自身的局部损坏，从而丧失挡块的抗震功能。
[0004]为了限制桥梁上部梁体顺桥向发生较大的位移，常在桥墩盖梁顶部两侧安装钢筋混凝土挡块，但是普通的钢筋混凝土挡块和梁体间的碰撞是刚性碰撞，撞击力很大，容易对梁体和混凝土挡块造成局部破坏，且地震中钢筋混凝土挡块的水平剪力通常不足，挡块容易发生不可修复的破坏，不能很好地限制梁体的位移。
[0005]针对上述缺陷，需要设计和开发一种新型的可以限制桥梁上部梁体的顺桥向位移的抗震挡块结构，同时又能多重缓冲耗能，在限制梁体大幅度位移的同时减少挡块自身受损。
技术实现思路
[0006]鉴于现有技术的上述缺陷，本技术设计和开发了一种具有钢弹簧的碰撞滑动耗能型桥梁抗震挡块结构，在桥梁顺桥向上限制上部主梁和下方桥墩之间过大的位移，防止梁体在顺桥向的落梁震害；将伸缩缝处相邻梁间的碰撞转移到多个桥梁抗震挡块上，减小伸缩缝处的伸缩冲击损伤和相邻梁体之间碰撞区域的局部损伤，达到保护伸缩缝的目的；增加并分散梁体和挡块之间的碰撞位置，大大减小作用在每一挡块结构的碰撞力，减小挡块结构的局部损坏；把梁体和挡块之间的刚性碰撞转化为柔性碰撞，更多地消耗地震能量。
[0007]为了实现本技术的目的,本技术采用的技术方案为：
[0008]本技术公开了一种具有钢弹簧的碰撞滑动耗能型桥梁抗震挡块结构，包括钢牛腿和挡块结构，所述钢牛腿通过钢牛腿侧板螺栓固定在桥墩的侧壁上方；所述挡块结构
包括钢底板、滑动凹槽、碰撞块、耗能型低屈服点钢板和双半球型滑块,所述钢底板通过螺栓固定于所述钢牛腿的顶部，所述滑动凹槽焊接在所述钢底板顶面，其中部固定有耗能型低屈服点钢板，左、右两侧焊接有钢挡板，所述耗能型低屈服点钢板与所述钢挡板之间形成用于所述双半球型滑块滑动的滑槽，所述双半球型滑块的两侧壁与所述耗能型低屈服点钢板、钢挡板之间分别连接有第一钢弹簧和第二钢弹簧；两个所述碰撞块固定于第二主梁的底部，所述第二主梁顺桥向移动时所述碰撞块能够与所述双半球型滑块发生碰撞。
[0009]所述双半球型滑块由圆台、内半球和外半球组成，所述圆台的底部与所述滑动凹槽的底部匹配滑动，其两侧壁下方与所述耗能型低屈服点钢板、钢挡板之间分别通过第一钢弹簧和第二钢弹簧连接；所述内半球和外半球分别固定于所述圆台的内壁上方和外壁上方；两侧的所述双半球型滑块不在同一直线上。
[0010]所述内半球为钢材料制成；所述外半球为橡胶材料制成。
[0011]所述碰撞块包括钢挡板腹板、钢挡板侧板、钢挡板顶板和碰撞前部，所述钢挡板顶板呈水平设置通过钢挡板螺栓固定在所述第二主梁的底部，其下表面边缘处固定有竖直设置的钢挡板侧板；在所述钢挡板顶板和钢挡板侧板之间固定有两块平行设置的钢挡板腹板，所述碰撞前部呈弧曲面结构固定于所述钢挡板侧板的内壁上，所述碰撞前部为橡胶材料制成，能够与外半球相碰撞。
[0012]所述第二主梁和主梁之间形成伸缩缝，所述第二主梁与所述桥墩之间设有设置于第二支座垫石上的桥梁活动支座，所述双半球型滑块的水平滑动距离小于所述桥梁活动支座能够移动的最大距离，所述双半球型滑块的水平滑动距离小于所述伸缩缝的宽度。
[0013]所述钢牛腿包括顶板、内侧板、底板和腹板，所述内侧板上设有若干个用于将其固定于桥墩侧壁上方的螺栓孔；所述顶板的一端与内侧板的顶部相互垂直连接、所述底板的一端与所述内侧板的底部相互垂直连接，所述腹板的内侧壁与所述内侧板的外壁相互垂直连接，其顶部与底部分别与所述顶板的下表面以及底板的上表面相连。
[0014]若干所述挡块结构沿着横桥向布置分散分布在桥梁活动支座的一侧。
[0015]本技术的有益效果在于：
[0016]1）本技术能够限制梁体顺桥向位移。在地震波作用下，桥梁梁体在顺桥向、横桥向和竖向都有振动，在每一活动支座附近安装碰撞滑动耗能缓冲型桥梁抗震挡块，利用双半球型滑块与碰撞块碰撞后的滑动可以限制上部梁体在顺桥向相对较大的位移，保护支座，防止梁体顺桥向的落梁损坏和梁体竖向脱离支座发生的翘曲损坏，防止梁体和支座的竖向碰撞损坏。挡块数量多而且安装位置分散，可以有效减小作用在每一挡块结构上的地震力，减小挡块自身的局部损坏和桥墩底部的损坏。
[0017]2）本技术具有一定的缓冲和消耗地震能量的功能。地震发生时碰撞块在主梁带动下与双半球型滑块碰撞，利用橡胶材料的塑性变形消耗一部分地震能量；双半球型滑块在滑动凹槽内滑行与钢弹簧产生接触又消耗部分地震能量，最后与耗能型低屈服点钢板产生碰撞多重耗能。在中小地震作用下，较小的碰撞力使得挡块块体中的耗能型低屈服点钢板处在弹性阶段，该阶段与普通钢筋混凝土挡块相似，属刚性碰撞；但在大地震作用下，较大的碰撞力会使耗能型低屈服点钢板进入塑性阶段，此时碰撞属柔性碰撞，不仅可以有效减小碰撞区的局部损坏和减小传递到桥墩底部的损坏，还可以依靠挡块块体中耗能型低屈服点钢板的塑性变形，消耗一部分地震能量，减小地震对桥梁其他构件的损坏。
[0018]3）本技术具有材料价格低，构造简单，施工方便，容易检测维修等优点。
附图说明
[0019]图1为本技术的顺桥向布置图；
[0020]图2为本技术的横桥向布置图；
[0021]图3为图1的局部放大图；
[0022]图4为本技术的三维构造示意图；
[0023]图5为本技术的俯视结构示意图；
[0024]图6为本技术中碰撞块的结构示意图；
[0025]图7为本技术中双半球型滑块的结构示意图。
[0026]在图中：1钢牛腿，2挡块结构，3钢底板，4滑动凹槽，5双半球型滑块，6第一钢弹簧，7第二钢弹簧，8碰撞块，9碰撞前部，10耗能型低屈服点钢板，11钢挡板顶板，12钢挡板侧板，13钢挡本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种具有钢弹簧的碰撞滑动耗能型桥梁抗震挡块结构，其特征在于：包括钢牛腿（1）和挡块结构（2），所述钢牛腿（1）通过钢牛腿侧板螺栓（18）固定在桥墩（28）的侧壁上方；所述挡块结构（2）包括钢底板（3）、滑动凹槽（4）、碰撞块（8）、耗能型低屈服点钢板（10）和双半球型滑块（5），所述钢底板（3）通过螺栓（19）固定于所述钢牛腿（1）的顶部，所述滑动凹槽（4）焊接在所述钢底板（3）顶面，其中部固定有耗能型低屈服点钢板（10），左、右两侧焊接有钢挡板，所述耗能型低屈服点钢板（10）与所述钢挡板之间形成用于所述双半球型滑块（5）滑动的滑槽，所述双半球型滑块（5）的两侧壁与所述耗能型低屈服点钢板（10）、钢挡板之间分别连接有第一钢弹簧（6）和第二钢弹簧（7）；两个所述碰撞块（8）固定于第二主梁（23）的底部，所述第二主梁（23）顺桥向移动时所述碰撞块（8）能够与所述双半球型滑块（5）发生碰撞。2.根据权利要求1所述的一种具有钢弹簧的碰撞滑动耗能型桥梁抗震挡块结构，其特征在于：所述双半球型滑块（5）由圆台（51）、内半球（52）和外半球（53）组成，所述圆台（51）的底部与所述滑动凹槽（4）的底部匹配滑动，其两侧壁下方与所述耗能型低屈服点钢板（10）、钢挡板之间分别通过第一钢弹簧（6）和第二钢弹簧（7）连接；所述内半球（52）和外半球（53）分别固定于所述圆台（51）的内壁上方和外壁上方；两侧的所述双半球型滑块（5）不在同一直线上。3.根据权利要求2所述的一种具有钢弹簧的碰撞滑动耗能型桥梁抗震挡块结构，其特征在于：所述内半球（52）为钢材料制成；所述外半球（53）为橡胶材料制成。4.根据权利要求3所述的一种具有钢弹簧的碰撞滑动耗能型桥梁抗震挡块结构，其特征在于：所述碰撞块（...
【专利技术属性】
技术研发人员：田钦，刘康，陈小钢，叶小杭，
申请(专利权)人：南昌大学，
类型：新型
国别省市：
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