鉛芯卡榫限位阻尼器系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】鉛芯卡榫限位阻尼器系統(tǒng)，可同時實現(xiàn)在地震中防止梁體出現(xiàn)縱向、橫向落梁和豎向限位，同時還可以起到減震耗能作用，所有組件均為可更換模塊化產品方便震后修復、易更換。它包括鋼質卡榫和鋼質卡扣。所述鋼質卡榫由上而下包括頭部、卡扣固定段、錐形段和錨錠板，其中錐形段內具有錐形空腔，該錐形空腔內灌注有鉛芯。鋼質卡榫的外端與卡扣固定段相抱合，其內端為底板。所述鋼質卡榫和鋼質卡扣于橫橋向設置于墊石的外側，鋼質卡榫通過穿過其錨錠板上安裝孔的高強螺栓組件固定安裝在墩體頂部，鋼質卡扣通過穿過其底板上安裝孔的高強螺栓組件固定安裝在梁體側壁上。
【專利說明】
鉛芯卡榫限位阻尼器系統(tǒng)
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及橋梁，特別涉及一種鉛芯卡榫限位阻尼器系統(tǒng)，主要用于簡支梁、連續(xù)梁(剛構)、斜拉橋等墩梁間有相對位移的橋梁中，在地震、車輛(列車)等沖擊荷載下發(fā)揮縱、橫、豎向的三向限位和減震(振)耗能作用，以約束梁體振動，減小梁體與梁體、梁體與墩臺之間的碰撞。
【背景技術】
[0002]簡支梁橋、連續(xù)梁(剛構)等梁式橋是交通工程中應用最普遍的橋型，其梁部與墩臺間的相對位移過大導致的落梁是地震中橋梁倒塌的首要原因。因此工程中采取了各種各樣的防落梁裝置和減隔震措施。防落梁裝置應用較多的有橫向抗震擋塊、縱向抗震擋塊、連桿裝置、拉索式防落梁裝置、鋼制卡榫(減震榫)和一些其他新型防落梁裝置;減隔震措施有摩擦擺支座、雙曲面球型減隔震支座等;阻尼器也得到應用，如鋼阻尼器、鉛阻尼器、液體粘滯阻尼器和其他阻尼器。但是，目前這些防落梁裝置都存在一定的局限性，如:難以實現(xiàn)縱、橫、豎向三向限位;耗能和限位功能分離;耗能能力有限;常規(guī)的摩擦擺支座、雙曲面球型減隔震支座等減隔震措施在豎向地震動強烈時導致失效;造價較高。今年來也有部分學者研究了減震卡榫，但其沒有阻尼效果。另外一些新型防落梁裝置應用一些復雜結構或者新型材料，導致成本較高，無法推廣應用;工藝復雜，震后修復難度大、可替換性差。
[0003]此外，在列車制動、牽引等沖擊作用下引進的梁部縱向振動控制方面，常用鎖定裝置，但鎖定裝置存在造價昂貴、易漏油，且阻尼比相對較小等局限性。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種鉛芯卡榫限位阻尼器系統(tǒng)，約束墩與梁之間的相對位移與振動，不僅可實現(xiàn)在地震中梁體縱向、橫向防落梁和豎向限位功能，而且具有減震(振)耗能功能，并可調整鉛芯大小與比例靈活調整系統(tǒng)的阻尼器，可以起到不同阻尼的減震(振)耗能作用，所有組件均為可更換模塊化產品方便震后修復、易更換。
[0005]本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案如下:
[0006]本發(fā)明的鉛芯卡榫限位阻尼器系統(tǒng)，其特征是:它包括鋼質卡榫和鋼質卡扣;所述鋼質卡榫由上而下包括頭部、卡扣固定段、錐形段和錨錠板，其中錐形段內具有錐形空腔，該錐形空腔內灌注有鉛芯;鋼質卡榫的外端與卡扣固定段相抱合，其內端為底板;所述鋼質卡榫和鋼質卡扣于橫橋向設置于墊石的外側，鋼質卡榫通過穿過其錨錠板上安裝孔的高強螺栓組件固定安裝在墩體頂部，鋼質卡扣通過穿過其底板上安裝孔的高強螺栓組件固定安裝在梁體側壁上。
[0007]本發(fā)明的有益效果是，可同時實現(xiàn)梁體縱向、橫向落梁和豎向限位功能，同時達到減震(振)耗能功能。即實現(xiàn)縱、橫、豎向三向防落梁裝置一體化;鋼結構具有一定柔性和強度，鉛芯具有很好的阻尼效果，可調整鉛芯面積達到不同的阻尼比，并且卡扣抱合槽與鉛芯卡榫固定段有一定的間隙，既可滿足常規(guī)溫度和常遇地震的位移需求，又可在設計地震和罕遇地震時起到很好的限位作用，有效減少梁體與梁體、梁體與墩臺之間的碰撞；同時進入屈服階段，發(fā)揮良好的減震(振)耗能作用。鉛芯面積可調，可方便調整系統(tǒng)的阻尼比；所有組件均為可更換模塊化產品方便震后修復、易更換，可用于對未設置防落梁裝置和減隔震裝置的橋梁加固，也可用于約束主梁相對橋墩的振動位移。
【附圖說明】
[0008]本說明書包括如下幅五附圖:
[0009]圖1是本發(fā)明鉛芯卡榫限位阻尼器系統(tǒng)中鋼質卡榫的結構示意圖；
[0010]圖2是本發(fā)明鉛芯卡榫限位阻尼器系統(tǒng)中鋼質卡榫的俯視圖；
[0011]圖3是本發(fā)明鉛芯卡榫限位阻尼器系統(tǒng)中鋼質卡扣的俯視圖；
[0012]圖4是本發(fā)明鉛芯卡榫限位阻尼器系統(tǒng)的安裝方式示意圖(縱橋向)；
[0013]圖5是本發(fā)明鉛芯卡榫限位阻尼器系統(tǒng)的安裝方式示意圖(橫橋向)。
[0014]圖中示出構件和對應的標記:頭部10、卡扣固定段11、錐形段12、錨錠板13、封裝板14、鉛芯15、右側卡扣構件21、左側卡扣構件22、底板23、抱合槽24、梁體30、墩體31、墊石32、支座33。
【具體實施方式】
[0015]下面結合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。
[0016]參照圖1、圖2和圖3，本發(fā)明的鉛芯卡榫限位阻尼器系統(tǒng)包括鋼質卡榫和鋼質卡扣。所述鋼質卡榫由上而下包括頭部10、卡扣固定段11、錐形段12和錨錠板13，其中錐形段12內具有錐形空腔，該錐形空腔內灌注有鉛芯15。鋼質卡榫的外端與卡扣固定段11相抱合，其內端為底板23。參照圖4和圖5，所述鋼質卡榫和鋼質卡扣于橫橋向設置于墊石32的外側，鋼質卡榫通過穿過其錨錠板13上安裝孔的高強螺栓組件固定安裝在墩體31頂部，鋼質卡扣通過穿過其底板23上安裝孔的高強螺栓組件固定安裝在梁體30側壁上。
[0017]參照力4和圖5，本發(fā)明的鉛芯卡榫限位阻尼器系統(tǒng)能夠實現(xiàn)縱、橫、豎向的三向限位。由于頭部10、錐形段12的豎向限定，鋼質卡榫在梁體30與支座33豎向相對位移超過設定值時發(fā)揮作用。
[0018]參照圖3，所述鋼質卡扣由通過螺栓組件可拆卸連接的右側卡扣構件21、左側卡扣構件22構成，右側卡扣構件21、左側卡扣構件22具有與卡扣固定段11圓柱狀外表面相適配的半圓形或者半橢圓形抱合槽24。當抱合槽24為半圓形時，用在固定支座處。當抱合槽24為半橢圓形時，用于單向活動支座，可實現(xiàn)梁體30在一定的允許位移范圍內自由活動，當超過允許位移后，鋼質卡扣與鋼質卡榫接觸，開始發(fā)揮限位功能。當抱合槽24直徑大于卡扣固定段直徑時，可用于多向活動支座。在強震作用時，鉛芯卡榫限位阻尼器在發(fā)揮限位作用的同時發(fā)生變形。鉛具有密度大、塑性高、強度低等特點，鉛的低剛度以及面芯立方體結構特征，使其具有較高的柔性及延展性，因此，在變形過程中可以吸收大量的能量，并有好的變形跟蹤能力。鉛在變形過程中會發(fā)熱、融化、再結晶，鉛的熔點低，再結晶溫度在室溫以下。鉛在室溫條件下變形，將會同時發(fā)生動態(tài)回復及動態(tài)再結晶過程。通過回復與再結晶過程，應變硬化將消失，鉛的組織和性能將回復至變形前的狀態(tài)。因此，理論上鉛是僅有的一種室溫下作塑性循環(huán)時不會發(fā)生累積疲勞現(xiàn)象的普通金屬，這將大大提高其耗能能力。
[0019]參照圖1，所述鉛芯15由與鋼質卡榫固定連接的封裝板I封裝在錐形空腔內。
[0020]以上所述只是用圖解說明本發(fā)明的一些原理，并非是要將本發(fā)明局限在所示和所述的具體結構和適用范圍內，故凡是所有可能被利用的相應修改以及等同物，均屬于本發(fā)明所申請的專利范圍。
【主權項】
1.鉛芯卡榫限位阻尼器系統(tǒng)，其特征是:它包括鋼質卡榫和鋼質卡扣;所述鋼質卡榫由上而下包括頭部(10)、卡扣固定段(11)、錐形段(12)和錨錠板(13)，其中錐形段(12)內具有錐形空腔，該錐形空腔內灌注有鉛芯(15);鋼質卡榫的外端與卡扣固定段(11)相抱合，其內端為底板(23);所述鋼質卡榫和鋼質卡扣于橫橋向設置于墊石(32)的外側，鋼質卡榫通過穿過其錨錠板(13)上安裝孔的高強螺栓組件固定安裝在墩體(31)頂部，鋼質卡扣通過穿過其底板(23)上安裝孔的高強螺栓組件固定安裝在梁體(30)側壁上。2.如權利要求1所述的鉛芯卡榫限位阻尼器系統(tǒng)，其特征是:所述鉛芯(15)由與鋼質卡榫固定連接的封裝板(I)封裝在錐形空腔內。3.如權利要求1所述的鉛芯卡榫限位阻尼器系統(tǒng)，其特征是:所述鋼質卡扣由通過螺栓組件可拆卸連接的右側卡扣構件(21)、左側卡扣構件(22)構成，右側卡扣構件(21)、左側卡扣構件(22)具有與卡扣固定段(11)圓柱狀外表面相適配的半圓形或者半橢圓形抱合槽(24)。
【文檔編號】E01D19/04GK105862568SQ201610179815
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年3月24日
【發(fā)明人】曾永平, 劉鵬, 樊啟武, 楊國靜, 鄭曉龍, 周帥, 王典斌, 陶奇
【申請人】中鐵二院工程集團有限責任公司