阅读说明：本技术 一种便于维护和更换的多级耗能桥梁抗震挡块 (Multistage energy consumption bridge antidetonation dog convenient to maintain and change ) 是由 张旭辉 周兴 王磊 陈秋池 杨才千 于 2019-11-07 设计创作，主要内容包括：本发明公开一种便于维护和更换的多级耗能桥梁抗震挡块,该装置由底板、固定腔体、固定腔板盖、滑移腔体、滑移腔板盖、耗能内芯I、耗能内芯II、螺丝钉、支护板、导滑杆、螺杆和螺帽组成,其实质是由填充高耗能内芯的固定腔体和滑动腔体组成的抽屉式结构,不同地震下具有不同的抗震耗能路径维护更换方法。小震时,滑动腔体整体压缩固定腔体内的内芯耗能,对应更换耗能内芯即可；较大地震时,滑动腔体还会发生自身压缩变形,同时压缩其内芯消耗地震能量,对应更换滑动腔体和耗能内芯即可；超大地震时,滑动腔体和耗能内芯均被压溃之后,依然有侧向刚度大的固定腔体约束梁体侧移。该挡块不仅有效实现了不同地震时的多级耗能特征,而且非常便于震后的维护和更换。(The invention discloses a multistage energy-consumption bridge anti-seismic stop block convenient to maintain and replace, which consists of a bottom plate, a fixed cavity plate cover, a sliding cavity plate cover, an energy-consumption inner core I, an energy-consumption inner core II, screws, a supporting plate, a guide slide bar, a screw rod and a nut. When a small earthquake occurs, the sliding cavity integrally compresses the inner core in the fixed cavity to consume energy, and the energy-consuming inner core is replaced correspondingly; when a large earthquake occurs, the sliding cavity can also generate self compression deformation, and simultaneously, the inner core of the sliding cavity is compressed to consume earthquake energy, and the sliding cavity and the energy-consuming inner core can be replaced correspondingly; during a super-large earthquake, after the sliding cavity and the energy-consuming inner core are both crushed, the fixed cavity with high lateral rigidity still restrains the beam body from moving. The stop block not only effectively realizes the multi-stage energy consumption characteristics in different earthquakes, but also is very convenient for maintenance and replacement after the earthquake.)

一种便于维护和更换的多级耗能桥梁抗震挡块

技术领域

本发明涉及一种便于维护和更换的多级耗能桥梁抗震挡块，属于桥梁抗震防灾领域。

背景技术

地震作用会引起桥梁结构的横向位移，尤其是引起上部梁体发生错动和滑移，严重时甚至会导致桥梁上部结构滑落桥梁墩台，进而引发桥梁结构的垮塌事故，产生巨大的经济损失。因此，现代桥梁结构设计时，通常会在桥梁墩台和盖梁顶部设置抗震挡块，不仅可以有效限制地震时桥梁上部结构的横向错动滑移，还能一定程度上消耗部分地震能量，减小地震的破坏作用。

目前，工程上常用的桥梁抗震挡块多数是钢筋混凝土挡块和钢挡块。钢筋混凝土挡块主要是在桥梁墩台施工时便预埋钢筋、然后再进行混凝土浇筑成型，该类挡块施工方便，但不便于震后修复，尤其是该类挡块侧向刚度大，地震时极易发生直剪破坏，容易引起墩台和盖梁的局部破坏，其耗能效果也非常有限。钢挡块多采用螺栓进行安装，震后容易更换，但钢挡块具有很大的侧向刚度，地震时梁体与钢挡块之间依然是刚性碰撞，极易造成梁体和挡块的破坏。理想的挡块应该便于维护和更换，同时具有较小的侧向刚度、良好的耗能特征和有效的梁***移约束能力。

发明内容

本发明的目的在于提供一种便于维护和更换的多级耗能桥梁抗震挡块，能有效的解决上述问题，具体技术方案如下：

一种便于维护和更换的多级耗能桥梁抗震挡块，该挡块由底板、固定腔体、固定腔板盖、滑移腔体、滑移腔板盖、耗能内芯I、耗能内芯II、螺丝钉、支护板、导滑杆、螺杆和螺帽组成；所述的底板通过螺杆和螺帽固定在盖梁的两端；所述的固定腔体由端板和两侧板焊接而成，端板底边与底板焊接，并用支护板进行加固，侧板前端焊有竖向的限位板，侧边中部边焊有若干水平导滑杆；所述的滑移腔体由前端板、后端板和两侧板围成，后端板宽于前端板，宽出部分形成限位板，限位板中部留有若干与固定腔体导滑杆匹配的导滑槽，滑移腔体后端板内嵌于固定腔体限位板处形成固定腔体，滑移腔体能沿固定腔体的导滑杆在一定范围内整体滑动；所述的耗能内芯分别填充于滑移腔体和固定腔体内；所述的固定腔板盖和滑移腔板盖分别在耗能内芯安装后采用若干螺丝钉固定在滑移腔体和固定腔体顶部。

特别的，所述的后固定腔体在端板底边与底板焊接，两侧板可与或不与底板焊接，侧板中部适当位置设置1至3条水平导滑杆，导滑杆前端与限位板接触，后端与端板隔开一定间距，略宽于滑动腔体的限位板厚度。

特别的，所述的滑移腔体的宽度大于或等于固定腔体的宽度，滑移腔体前端板可为单块平板，也可为3块板构成的无底面梯形体结构，滑移腔体两侧板为内凹的弧形板，滑移腔体后端板宽出部分的限位板中部适当位置设置1至3条与固定腔体导滑杆匹配的导滑槽。

特别的，所述的耗能内芯可以为低屈服金属蜂窝板、低强度多孔混凝土块或其他粘弹性耗能材料，耗能内芯为两种压缩刚度。刚度大的内芯置于滑动腔体内，压缩刚度小的内芯置于固定腔体内。耗能内芯外形与腔体内部空间一致，耗能内芯直接从腔体上部放入，仅采用固定腔板盖和滑移腔板盖进行固定。

特别的，所述的固定腔板盖和滑移腔板盖采用螺丝与固定腔和滑移腔固定，后期可以对盖板进行拆卸，对腔体内的耗能内芯进行维护和更换。

特别的，所述支护板优先选用低屈服钢板，也可为其他钢板，支护板数量为3-6块，厚度为1-3cm，具体通过其侧向刚度进行设计，支护板的数量和厚度应使挡块的最大侧向刚度略小于桥梁墩台的侧向刚度。

特别的，所述的底板留有4-8个孔洞，可穿过螺杆与桥梁盖梁固定。

特别的，所述的螺杆通过预埋或植筋方式安装于盖梁上。

本发明的有益效果为：本发明提供一种便于维护和更换的多级耗能桥梁抗震挡块，该挡块是由填充高耗能内芯的固定腔体和滑动腔体组成的抽屉式结构，不同地震下具有不同的抗震耗能路径。遭遇较小地震时，桥梁梁体直接撞击滑动腔体，滑动腔体在固定腔体内发生整体滑移，压缩固定腔体内的耗能内芯消耗地震能量；遇较大地震时，滑动腔体在整体滑移压缩固定腔体内芯耗能之后还会继续发生自身的压缩变形，同时压缩其内芯消耗地震能量；遭遇超大地震时，耗能内芯和滑动腔体均会被压溃，此时依然有侧向刚度很大的固定腔体约束梁体横向位移，最大限度的防止梁体滑落。此外，不同地震下该挡块的维护和更换也非常方便。小震之后，只需更换固定腔体内的耗能内芯；中震和大震时，由于滑动腔体侧板内凹弧形板的设计，地震撞击下滑动腔体必然只会压缩侧板发生内陷变形，从而有效保护了***固体腔体，震后只需对耗能内芯及滑动腔体进行更换即可；超大地震后，通过螺栓也可方便的实现对固定腔体结构的更换。可见，通过抽屉式结构的设计，该挡块不仅有效实现了不同地震时的多级耗能特征，而且非常便于震后的维护和更换。

附图说明

图1为本发明在盖梁上的侧视图；

图2为本发明在盖梁上的细部图；

图3为本发明的左侧详细图；

图4为本发明的右侧详细图；

图5为本发明在地震作用下的受力变形图。

附图标记：1-底板、2-固定腔体、3-固定腔板盖、4-滑移腔体、5-滑移腔板盖、6-耗能内芯I、7-耗能内芯II、8-螺丝钉、9-支护板、10-导滑杆、11-螺杆、12-螺帽。

具体实施方式

以下仅以实施例说明本专利可能实施的方案，然并非用以限制本专利所欲保护之范畴，合先叙明。

参考图1至图2，其显示本专利的第一较佳实施例，一种便于维护和更换的多级耗能桥梁抗震挡块，该挡块是由填充高耗能内芯的固定腔体和滑动腔体组成的抽屉式结构，不同地震下具有不同的抗震耗能路径和维护更换方法。

本实施例具体设计方案如下：

一种便于维护和更换的多级耗能桥梁抗震挡块，该挡块由底板1、固定腔体2、固定腔板盖3、滑移腔体4、滑移腔板盖5、耗能内芯I6、耗能内芯II7、螺丝钉8、支护板9、导滑杆10、螺杆11和螺帽12组成，其中，所述的底板1通过螺杆11和螺帽12固定在盖梁的两端；所述的固定腔体2由端板和两侧板焊接而成，端板底边与底板1焊接，并用支护板9进行加固，侧板前端焊有竖向的限位板，侧边中部边焊有若干水平导滑杆10；所述的滑移腔体4由前端板、后端板和两侧板围成，后端板宽于前端板，宽出部分形成限位板，限位板中部留有若干与固定腔体2导滑杆匹配的导滑槽，滑移腔体4后端板内嵌于固定腔体限位板处形成固定腔体2，滑移腔体4能沿固定腔体2的导滑杆10在一定范围内整体滑动；所述的耗能内芯7、6分别填充于滑移腔体4和固定腔体2内；所述的固定腔板盖3和滑移腔板盖5分别在耗能内芯6、7安装后采用若干螺丝钉8固定在滑移腔体4和固定腔体2顶部。

所述装置的固定腔体2在端板底边与底板1焊接，两侧板可与或不与底板1焊接，侧板中部适当位置设置1至3条水平导滑杆，导滑杆10前端与限位板接触，后端与端板隔开一定间距，略宽于滑动腔体4的限位板厚度。

所述的滑移腔体4的宽度大于或等于固定腔体2的宽度，滑移腔体4前端板可为单块平板，也可为3块板构成的无底面梯形体结构，滑移腔体4两侧板为内凹的弧形板，滑移腔体4后端板宽出部分的限位板中部适当位置设置1至3条与固定腔体2导滑杆10匹配的导滑槽。

所述装置的耗能内芯6、7可以为低屈服金属蜂窝板、低强度多孔混凝土块或其他粘弹性耗能材料，耗能内芯6、7为两种压缩刚度。刚度大的内芯置于滑动腔体4内，压缩刚度小的内芯置于固定腔体2内。耗能内芯6、7外形与腔体内部空间一致，耗能内芯6、7直接从腔体上部放入，仅采用固定腔板盖3和滑移腔板盖5进行固定。

所述装置的固定腔板盖3和滑移腔板5盖采用螺丝8与固定腔体2和滑移腔体4固定，后期可以对盖板进行拆卸，对腔体内耗能内芯6、7进行维护和更换。

所述装置的支护板9优先选用低屈服钢板，也可为其他钢板，支护板数量为3-6块，厚度为1-3cm，具体通过其侧向刚度进行设计，支护板9的数量和厚度应使挡块的最大侧向刚度略小于桥梁墩台的侧向刚度。

所述装置的底板1留有4-8个孔洞，可穿过螺杆9与桥梁盖梁固定。

所述装置的螺杆11通过预埋或植筋方式安装于盖梁上。

申请人声明，所述技术领域的技术人员在上述实施例的基础上，将上述实施例某步骤，与发明内容部分的技术方案相组合，从而产生的新的方法，也是本发明的记载范围之一，本申请为使说明书简明，不再罗列这些步骤的其他实施方。

上述实施例中，提出一种便于维护和更换的多级耗能桥梁抗震挡块，挡块是由填充高耗能内芯的固定腔体和滑动腔体组成的抽屉式结构，不仅有效实现了不同地震时的多级耗能特征，而且非常便于震后的维护和更换。

技术原理：本发明提供一种便于维护和更换的多级耗能桥梁抗震挡块，该挡块是由填充高耗能内芯的固定腔体和滑动腔体组成的抽屉式结构，不同地震下具有不同的抗震耗能路径。遭遇较小地震时，桥梁梁体直接撞击滑动腔体4，滑动腔体4在固定腔体2内发生整体滑移，这样固定腔体2内的耗能内芯6受到挤压发生塑形变形进行耗能；遇较大地震时，滑动腔体4在整体滑移压缩固定腔体2内的耗能内芯6耗能之后还会继续使自身的两块内凹弧形板发生塑形变形，同时压缩其腔体内的耗能内芯7消耗地震能量；遭遇超大地震时，耗能内芯6和7以及滑动腔体4均会被压溃，此时依然有侧向刚度很大的固定腔体2约束梁体横向位移，最大限度的防止梁体滑落。此外，不同地震下该挡块的维护和更换也非常方便。小震之后，只需更换固定腔体2内的耗能内芯；中震和大震时，由于滑动腔体4侧板内凹弧形板的设计，地震撞击下滑动腔体4必然只会压缩侧板发生内陷变形，从而有效保护了***固体腔体2，震后只需对耗能内芯6和7及滑动腔体4进行更换即可；超大地震后，通过螺栓也可方便的实现对固定腔体2的更换。可见，通过抽屉式结构的设计，该挡块不仅有效实现了不同地震时的多级耗能特征，而且非常便于震后的维护和更换。

申请人声明，所述技术领域的技术人员在上述实施例的基础上，将上述实施例某步骤，与发明内容部分的技术方案相组合，从而产生的新的方法，也是本发明的记载范围之一，本申请为使说明书简明，不再罗列这些步骤的其他实施方式。

本发明并不限于上述实施方式，凡采用与本发明相似结构及其方法来实现本发明目的的所有实施方式均在本发明保护范围之内。