CN106351118A - 一种减隔震结构及其减震方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种减隔震结构及其减震方法，属于桥梁工程技术领域，用于解决传统减隔震方式或存在减震效果不理想或造价高的问题。该结构包括若干间隔设置于桥梁上、下部结构之间的若干球型支座和橡胶支座，橡胶支座由上至下依次为上垫块、橡胶支座本体以及下垫块，橡胶支座本体的顶端和底端分别设有上、下支座钢板，上、下支座钢板与对应的上、下垫块之间分别设有上、下垫块钢板，上、下垫块钢板埋入所述上、下垫块内。该减震方法，首先在桥梁上、下部结构之间固定连接球型支座和橡胶支座，并使得球型支座和橡胶支座并排间隔设置；然后当地震发生时，球型支座被剪断，橡胶支座承受水平力，从而实现控制桥梁梁体水平位移。

Description

一种减隔震结构及其减震方法

技术领域

本发明涉及桥梁工程技术领域，特别涉及一种减隔震结构及其减震方法。

背景技术

连续梁桥是指两跨或两跨以上连续的梁桥，属于超静定体系。连续梁在恒活载作用下，产生的支点负弯矩对跨中正弯矩有卸载的作用，使内力状态比较均匀合理，因而梁高可以减小，由此可以增大桥下净空，节省材料，且刚度大，整体性好，超载能力大，安全度大，桥面伸缩缝少，并且因为跨中截面的弯矩减小，使得桥跨可以增大。然而大跨度低墩连续梁桥由于上部结构梁体重、桥墩矮，在地震力作用下，下部结构会承受很大的地震水平力，可能会导致支座剪断、梁体滑落的危险。为了避免前述危险的产生，通常会大幅增加桥梁下部结构材料用量或采取减隔震措施。由于增加桥梁下部结构材料会大幅增加工程造价，故通常采取减隔震措施。

目前对大跨度连续梁桥的减隔震措施主要有以下两种：

1)采用阻尼器或lock-up装置，采用这种抗震方法的主要缺点是只能减小固定墩的纵向地震反应，且存在阻尼器或lock-up装置耐久性不够和养护要求高的问题。当地震力较大时，即使地震力由2个或多个主墩共同承担，可能也无法满足抗震设计要求；

2)采用减隔震支座，目前主要采用的减隔震支座有铅芯橡胶支座和双曲面减隔震支座。由于铅芯橡胶支座所能承受的竖向荷载较小，很难在大跨度连续梁桥中应用；双曲面减隔震支座能减小纵桥向和横桥向地震反应，但大吨位双曲面减隔震支座尺寸大、用钢量多，造价较高。

因此，如何提供一种能够减轻大跨度低墩连续梁桥上部结构对下部结构的地震作用力，控制梁体水平位移，且结构简单、经济合理的减隔震结构是本领域技术人员亟需解决的技术问题。

发明内容

针对目前大跨度低墩连续梁桥的减隔震方式或存在减震效果不理想或造价高的问题，本发明提供一种结构简单、节省成本的减隔震结构及减震方法，以减少桥梁上部结构对下部结构的地震作用力，并控制梁体水平位移。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种减隔震结构，包括若干间隔设置于桥梁上、下部结构之间的若干球型支座，至少一个橡胶支座并排间隔设置于相邻的所述球型支座之间，所述橡胶支座由上至下依次为上垫块、橡胶支座本体以及下垫块，所述橡胶支座本体的顶端和底端分别设有上、下支座钢板，所述上、下支座钢板与对应的所述上、下垫块之间分别设有上、下垫块钢板，上、下垫块钢板埋入上、下垫块内。

进一步地，所述上、下垫块钢板分别与对应的所述上、下支座钢板螺栓连接或焊接连接。

进一步地，所述球型支座为非抗震型支座。

进一步地，所述橡胶支座本体为板式叠层橡胶支座。

进一步地，所述橡胶支座通过其上、下支座钢板与桥梁上、下部结构固定连接。

本发明还公开了一种连续梁桥的减震方法，包括如下步骤：

步骤一：在桥梁上、下部结构之间固定连接球型支座和橡胶支座，并使得球型支座和橡胶支座并排间隔设置；

步骤二：当地震发生且侧向力超过水平地震力阈值时，球型支座被剪断，橡胶支座和位于其上下两端的上、下支座钢板不发生相对滑动，从而橡胶支座和球型支座共同承受水平力，减少了地震作用力，实现了控制梁桥梁体水平位移。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

一、本发明提供的减隔震结构，在桥梁上、下部结构之间间隔设置球型支座，并在球型支座之间并排穿插设置橡胶支座，当地震发生时，地震作用力剪断承受竖向力的球型支座，此时，橡胶支座牢固设置于桥梁上、下结构之间，使得橡胶支座和球型支座共同承受水平地震力，从而起到控制梁桥水平位移，防止水平地震力对连续梁桥造成的破坏。此外，橡胶支座和球型支座二者受力明确、结构简单、安装方便，节省了成本，从而该减隔震结构具有非常广阔的应用前景。

二、本发明提供的减隔震结构的减震方法，首先在桥梁上、下部结构之间固定连接球型支座和橡胶支座，并使得球型支座和橡胶支座并排间隔设置；然后当地震发生且侧向力超过水平地震力阈值时，球型支座被剪断，橡胶支座和位于其上下两端的上、下支座钢板不发生相对滑动，从而橡胶支座和球型支座共同承受水平力，减少了地震作用力，实现了控制梁桥梁体水平位移，从而防止水平地震力对大跨度低墩连续梁桥产生的破坏。该减震方法操作简便，所采用的减隔震结构制作简单，安装方便，可以工厂批量生产，大大提升了建筑工业化水平，具有较好地推广价值。

附图说明

图1为本发明一实施例的减隔震结构的结构示意图。

图中：11-桥梁上部结构；12-桥梁下部结构；20-球型支座；30-橡胶支座本体；31-上支座钢板；32-下支座钢板；41-上垫块；42-下垫块；43-上垫块钢板；44-下垫块钢板。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明提出的一种减隔震结构及其减震方法作进一步详细说明。根据下面的说明，本发明的优点和特征将更清楚。以下将由所列举之实施例结合附图，详细说明本发明的技术内容及特征。需另外说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。为叙述方便，下文中所述的“上”、“下”与附图的上、下的方向一致，但这不能成为本发明技术方案的限制。

实施例一

请参阅图1，一种减隔震结构，包括若干间隔设置于桥梁上、下部结构(11、12)之间的若干球型支座20，至少一个橡胶支座(未图示)并排间隔设置于相邻的球型支座20之间，橡胶支座由上至下依次为上垫块41、橡胶支座本体30以及下垫块42，橡胶支座本体30的顶端和底端分别设有上、下支座钢板(31、32)，上、下支座钢板(31、32)与对应的上、下垫块(41、42)之间分别设有上、下垫块钢板(43、44)，上、下垫块钢板(43、44)埋入上、下垫块(41、42)内。具体来说，通过在大跨度低墩连续梁桥的上、下部结构(11、12)之间设置多个球型支座20，可以承受竖向的地震力。然而，对大跨度低墩连续梁桥等建筑物破坏更大的水平地震力仅仅依靠球型支座20是无法承受的。因此，面对前述问题，可以在相邻的球型支座20之间间隔设置多个能够抵抗水平地震力的橡胶支座，使得橡胶支座本体30和上、下支座钢板(31、32)固定连接，确保在地震作用力下球型支座20被间断后，橡胶支座本体30和上、下支座钢板(31、32)之间不发生相对滑动，从而橡胶支座和球型支座20共同承受水平力，以起到控制梁桥梁体水平位移，防止水平地震力对建筑物造成破坏的作用。而且，橡胶支座和球型支座二者受力明确、结构简单、安装方便，节省了成本。

较佳地，为了进一步防止橡胶支座产生滑动，保证控制梁体水平位移的效果，上、下垫块钢板(43、44)分别与对应的上、下支座钢板(31、32)焊接连接或螺栓连接，上、下垫块钢板(43、44)与上、下垫块(41、42)固定连接。

较佳地，球型支座为非抗震型支座，不需要承受很大的水平力，从而简化了球型支座的构造，缩小了球形支座尺寸降低了球型支座的制造和安装成本。

较佳地，橡胶支座本体30为板式叠层橡胶支座，结构简单、生产成本低，便于更换。

较佳地，为了确保安装牢固性，橡胶支座通过其上、下垫块钢板(43、44)上设置锚固钢筋与桥梁上、下部结构(11、12)固定连接。

实施例二

请继续参阅图1，本实施例公开了一种利用本发明的减隔震结构的减震方法，包括步骤如下：

步骤一：在桥梁上、下部结构(11、12)之间固定连接球型支座20和橡胶支座，并使得球型支座20和橡胶支座并排间隔设置；

步骤二：当地震发生且侧向力超过水平地震力阈值时，球型支座20被剪断，橡胶支座和位于其上下两端的上、下支座钢板(31、32)不发生相对滑动，从而橡胶支座和球型支座20共同承受水平力，减少了地震作用力，实现了控制梁桥梁体水平位移，从而防止水平地震力对大跨度低墩连续梁桥产生的破坏。

上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。

Claims (6)

1.一种减隔震结构，包括若干间隔设置于桥梁上、下部结构之间的若干球型支座，其特征在于，至少一个橡胶支座并排间隔设置于相邻的所述球型支座之间，所述橡胶支座由上至下依次为上垫块、橡胶支座本体以及下垫块，所述橡胶支座本体的顶端和底端分别设有上、下支座钢板，所述上、下支座钢板与对应的所述上、下垫块之间分别设有上、下垫块钢板，所述上、下垫块钢板埋入所述上、下垫块内。

2.根据权利要求1所述的减隔震结构，其特征在于，所述上、下垫块钢板分别与对应的所述上、下支座钢板螺栓连接或焊接连接。

3.根据权利要求1所述的减隔震结构，其特征在于，所述球型支座为非抗震型支座。

4.根据权利要求1所述的减隔震结构，其特征在于，所述橡胶支座本体为板式叠层橡胶支座。

5.根据权利要求1所述的减隔震结构，其特征在于，所述橡胶支座通过其上、下支座钢板与桥梁上、下部结构固定连接。

6.一种连续梁桥的减震方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一：在桥梁上、下部结构之间固定连接球型支座和橡胶支座，并使得球型支座和橡胶支座并排间隔设置；

步骤二：当地震发生且侧向力超过水平地震力阈值时，球型支座被剪断，橡胶支座和位于其上下两端的上、下支座钢板不发生相对滑动，从而橡胶支座和球型支座共同承受水平力，减少了地震作用力，实现了控制梁桥梁体水平位移。