阅读说明：本技术 一种变截面屈服l形金属阻尼器 (Variable cross-section yielding L-shaped metal damper ) 是由 黄海新 何金玮 潘首成 于 2020-07-17 设计创作，主要内容包括：本发明为一种变截面屈服L形金属阻尼器,该阻尼器包括：L形耗能钢板、推拉板、限位板、底板、连接板；限位板1刚度大于L形耗能钢板刚度；限位板通过底板固定在桥梁盖梁结构上；所述限位板内设置有具有圆弧段和平直段的滑槽,L形耗能钢板置于限位板的滑槽内；L形耗能钢板伸出滑槽的一端通过推拉板、连接板固定在桥梁主梁结构上。通过不同截面的逐次屈服进行耗能,有效避免了一般金属阻尼器核心耗能构件应力集中问题；同时采用L型耗能钢板在限位板内的弯曲变形,且分段弯曲变形耗能,抗疲劳性能更好,不会出现某单点应力集中的现象。(The invention is a variable cross-section yielding L-shaped metal damper, which comprises: the energy-consuming device comprises an L-shaped energy-consuming steel plate, a push-pull plate, a limiting plate, a bottom plate and a connecting plate; the rigidity of the limiting plate 1 is greater than that of the L-shaped energy consumption steel plate; the limiting plate is fixed on the bridge capping beam structure through the bottom plate; the limiting plate is internally provided with a sliding chute with an arc section and a flat section, and the L-shaped energy consumption steel plate is arranged in the sliding chute of the limiting plate; one end of the L-shaped energy dissipation steel plate extending out of the sliding chute is fixed on the bridge girder structure through a push-pull plate and a connecting plate. Energy consumption is carried out through successive yielding of different sections, and the problem of stress concentration of core energy consumption components of a common metal damper is effectively avoided; meanwhile, the L-shaped energy dissipation steel plate is adopted to be bent and deformed in the limiting plate, the sectional bending deformation energy dissipation is realized, the fatigue resistance is better, and the phenomenon of stress concentration of a certain single point cannot occur.)

一种变截面屈服L形金属阻尼器

技术领域

本发明涉及桥梁工程技术领域，具体是一种变截面屈服L形金属阻尼器。

背景技术

近年来，国内外发生的地震灾害都造成了一定的人员伤亡和工程结构损坏，桥梁作为交通生命线的枢纽工程，必须对其采取有效的抗震措施，以保证其在抗震救灾和灾区重建中的畅通。目前桥梁抗震中大部分桥梁结构仅利用混凝土挡块限制上部梁体横向位移，而挡块仅有限位功能不具备耗能能力，无法顺应由被动抵抗向主动消能转变的结构振动控制思想；在纵桥向，大多采用纵向防落梁阻尼器，而现有的常规金属阻尼器大多存在设计位移较小、抗疲劳性能差和制作安装复杂等不足，难以很好地适用于桥梁结构防落梁问题。因此，有必要设计一种既具有良好耗能能力又具有限位功能的阻尼器用于桥梁工程。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明拟解决的技术问题是，提供一种变截面屈服L形金属阻尼器。

本发明解决所述装置技术问题的技术方案是，提供一种变截面屈服L形金属阻尼器，其特征在于，该阻尼器包括：L形耗能钢板、推拉板、限位板、底板、连接板；限位板刚度大于L形耗能钢板刚度；限位板通过底板固定在桥梁盖梁结构上；所述限位板内设置有具有圆弧段和平直段的滑槽，L形耗能钢板置于限位板的滑槽内；L形耗能钢板伸出滑槽的一端通过推拉板、连接板固定在桥梁主梁结构上。

L形耗能钢板由整块钢板切割弯折成型，由两段平直段钢板、一段圆弧段钢板组成，圆弧段钢板两端连接平直段钢板，使其整体呈类L型；L形耗能钢板的平直段和圆弧段能在限位板内发生滑动时发生弹塑性变形。

L形耗能钢板的三段钢板的厚度相同。

限位板由钢板切割焊接成型，限位板的下表面与底板固定，使限位板与底板之间形成容纳L形耗能钢板的滑槽，滑槽形状尺寸与L形耗能钢板的形状尺寸相一致，在受到外部强力时L形耗能钢板能在限位板内发生滑动且产生弹塑性变形。

所述L型耗能钢板垂直于底板设置。

单肢L形金属阻尼器包含一个L形耗能钢板、一个推拉板、一个限位板、一个底板、一个连接板及若干高强螺栓，能独立工作；也能根据实际需求进行组拼，形成双肢、多肢L形金属阻尼器。

拼装时相邻的两个L形耗能钢板相对设置或背对设置。

所述金属阻尼器的工作原理和工作流程是：当结构受地震作用发生位移时，通过与结构相连接的推拉板传递荷载并驱动L形耗能钢板，L形耗能钢板受到限位板约束并在限位板的滑槽内发生滑动并产生弹塑性变形；L形耗能钢板在强大的地震作用下两个平直段和圆弧段的交界截面a、b会率先发生屈服，形成屈服截面a、屈服截面b，而后随着推移，屈服截面向移动反方向移动，屈服截面的位置在L形耗能钢板移动过程中不断流动变化，即逐次实现阻尼器变截面屈服。

与现有技术相比，本发明有益效果在于：

(1)变截面屈服L形金属阻尼器通过不同截面的逐次屈服进行耗能，有效避免了一般金属阻尼器核心耗能构件应力集中问题。同时采用L型耗能钢板在限位板内的弯曲变形，且分段弯曲变形耗能，抗疲劳性能更好，不会出现某单点应力集中的现象。

(2)变截面屈服L形金属阻尼器可根据耗能需求进行模块化组拼，满足结构不同抗震位移设计需求，可对桥梁防落梁起到良好的限位及抗震消能作用。这里组拼表述两个层面，一方面安装拼装模块化，另一方面可根据不同抗震位移设计需求，增加或减少L形金属阻尼器，可形成单肢、双肢、多肢不同的形式。

(3)变截面屈服L形金属阻尼器构造简单，尺寸小，材质可选用常见普通钢材，成本低、安装方便，是一种可靠、理想的耗能元件。

(4)本发明阻尼器的耗能原理是，结构的位移带动L型耗能钢板在限位板中移动，限位板导致L型耗能钢板变形而进行耗能，而不是采用拉伸或压缩的原理，即使结构位移很大，只要L型耗能钢板长度足够，就可满足耗能，同等条件下相较其他阻尼器设计位移较大。同时本发明由于限位板的设置将耗能方式及效果可显而易见的展示出来，耗能方式更加稳定，变形规律可严格控制。

附图说明

图1为本发明变截面屈服L形金属阻尼器单肢结构示意图。

图2为本发明变截面屈服L形金属阻尼器双肢结构示意图。

图3为L形耗能钢板结构示意图。

图4为本发明变截面屈服L形金属阻尼器工作机制示意图。(图中：1、限位板；2、L形耗能钢板；3、底板；4、高强螺栓；5、螺栓孔；6、推拉板；7、连接板)

具体实施方式

下面给出本发明的具体实施例，具体实施例仅用于进一步详细说明本发明，不限制本申请的保护范围。

本发明提供了一种变截面屈服L形金属阻尼器(简称阻尼器，参见图1-3)包括：L形耗能钢板2、推拉板6、限位板1、底板3、高强螺栓4、连接板7；L形耗能钢板2置于限位板1内，限位板1刚度大于L形耗能钢板2刚度；限位板1通过高强螺栓4固定在底板3上；底板3通过高强螺栓4固定在桥梁盖梁结构上；L形耗能钢板2的一端与推拉板6焊接连成整体；L形耗能钢板2与推拉板6垂直固定，推拉板6通过相应规格的高强螺栓与连接板7连接；连接板7通过相应规格的高强螺栓固定在桥梁主梁结构上。

L形耗能钢板2由整块钢板切割弯折成型，由两段平直段钢板、一段圆弧段钢板组成，圆弧段钢板两端连接平直段钢板，使其整体呈类L型，三段钢板的厚度相同；L形耗能钢板2的平直段和圆弧段可在限位板1内发生滑动时发生弹塑性变形，L形耗能钢板在限位板内移动时，必然沿着限位板里的卡槽走，又限位板的刚度设置远大于耗能钢板，所以产生塑型变形。

限位板1由钢板切割焊接成型，包括平直段和圆弧段，限位板的下表面与底板固定，使限位板与底板之间形成容纳L形耗能钢板的滑槽，滑槽形状尺寸与L形耗能钢板的形状尺寸相一致，在受到外部强力时L形耗能钢板能在限位板内发生滑动且产生弹塑性变形。

单肢L形金属阻尼器包含一个L形耗能钢板2、一个推拉板6、一个限位板1、一个底板3、一个连接板7及若干高强螺栓4，可独立工作；也可根据实际需求进行组拼，形成双肢、多肢L形金属阻尼器，拼装时几个并排设置的L形耗能钢板与限位板的组合结构可固定在一个底板上，再由底板与桥梁盖梁结构固定，同时几个并排设置的L形耗能钢板所连接的推拉板均连接一个长条形连接板7，通过连接板与桥梁主梁结构固定。

拼装时相邻的两个L形耗能钢板2可以相对设置(如图2所示)，也能背对设置。

本发明变截面屈服L形金属阻尼器的变截面主要是指屈服截面的位置是不断变化的。

本发明一种变截面屈服L形金属阻尼器工作原理和工作流程是：当结构受地震作用发生位移时，通过与结构相连接的推拉板6传递荷载并驱动L形耗能钢板2，L形耗能钢板2受到限位板1约束并在限位板1的滑槽内发生滑动并产生弹塑性变形。如图4所示，以图中的移动方向为例，L形耗能钢板2在强大的地震作用下两个平直段和圆弧段的交界截面a、b会率先发生屈服，形成屈服截面a、屈服截面b，而后随着推移，交界截面向移动反方向移动，图4中第二个状态为圆弧段中交界截面a后面的截面c和平直段中交界截面b后面的截面d发生屈服，继而截面c后的截面e、截面d后的界面f屈服，可见屈服截面的位置在L形耗能钢板2移动过程中不断流动变化，即逐次实现阻尼器变截面屈服，截面的流动宏观上表现为平直段与圆弧段的交替变换，即原先为L形耗能钢板的圆弧段的某个截面位置由于受到外力作用，会进入限位板的平直段，此时原先为L形耗能钢板平直段的某个截面会进入限位板的圆弧段，不断流动变化，在限位板的圆弧段附近L形耗能钢板的界面为平直和圆弧交替变化，反方向移动时的工作机制亦如此。这种截面和区段的更迭就实现并强化了阻尼器的弹塑性变形耗能能力和抗疲劳性能。

本发明未述及之处适用于现有技术。