專利名稱：用于橋梁的抗震阻尼器及其抗震擋塊的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種橋梁的防撞裝置，特別涉及一種用于橋梁的抗震阻尼器及用其制備的抗震擋塊。
背景技術：
在地震中，橋梁主要受到水平地震在順橋向和橫橋向(順橋向是指橋梁中軸線方向，橫橋向指的是垂直于橋梁中軸線的方向)分量的作用。在橫橋向分量的作用下存在如下安全隱患:橋梁上部結構與橋墩(或橋臺)上的側向擋塊相互碰撞，側向擋塊破壞，發生橫向落梁事故。目前，在防止正常使用及地震作用下橋梁上部結構發生橫橋向落梁的問題上，一般采用在橋梁上部結構的底部或橋墩、蓋梁頂部設置擋塊的方法來解決上述問題。擋塊與橋梁結構之間通常留30_左右的間隙。現有技術中，設置抗震擋塊是提高橋梁抗震性能的有效措施之一，其主要是利用擋塊抵抗地震力，減小下部結構地震響應，抗震擋塊的結構及性能是決定抗震性能的重要參數。對此，很多設計人員對擋塊自身結構進行改進，力求抗震擋塊能夠最大限度的發揮作用，主要方法大多是加大防震擋塊的幾何尺寸及配筋率來抵御地震能量。但是，大地震中高強度的抗震擋塊會將能量傳遞到橋梁的下部結構和基礎，造成的較為嚴重的破壞，難以修復。更重要的是，現有擋塊大多采用各種混凝土或鋼材等做成的剛性結構，當其發揮作用時，結構受力陡然增大，會造成連接部位發生局部破壞，進而造成擋塊失效。采用剛性構件沒有解決耗能的問題，為此，也有的從抗震擋塊的材料著手，利用各種新型復合材料等的耗能特性以降低地震對橋梁安全性的影響。實踐證明，采用各自高性能的吸能復合材料，不僅吸能效果不夠理想，而且成本較高，抗震性能仍然達不到中震或強震時的安全需求。針對上述不足，需要設計和開發一種新型抗震擋塊，以提高橋梁的抗震效果，保證橋梁的安全性
發明內容
有鑒于此，本發明的目的是提供一種阻尼器及用其制備的橋梁阻尼抗震擋塊，采用阻尼部件以消耗和吸收橋梁撞擊的能量，提高防撞效果，提高橋梁的抗震性能和安全性。本發明的目的之一是通過以下技術手段實現的:一種用于橋梁的抗震阻尼器，包括外圈、內圈和均勻設置在外圈和內圈之間的支撐肋，所述外圈、內圈和支撐肋均由阻尼材料制成。進一步，所述支撐肋為圓弧形，弧度為π/3— π。進一步,所述阻尼器外圈的半徑R為5—25cm,內圈的半徑r為2—15cm ;外圈和內圈的徑向厚度t均為0.4一2cm ;阻尼器的厚度d為2—30cm。進一步，所述外圈、內圈和支撐肋均由阻尼比為0.03—0.05的阻尼材料制成。進一步，所述阻尼材料采用Q235鋼、鉻鑰合金鋼或2鉻13不銹鋼。進一步,所述外圈的外側對稱設置兩受力面。
本發明的目的之二是提供一種采用上述阻尼器制備的抗震擋塊，包括固定設置在橋墩上的擋塊，擋塊與主梁之間固定設置有阻尼器。進一步，所述阻尼器固定設置在擋塊上或固定設置在主梁上。進一步，所述擋塊為楔形鋼架結構。本發明的有益效果:本發明的阻尼器，包括外圈、內圈和均勻設置在外圈和內圈之間的支撐肋，所述外圈、內圈和支撐肋均由阻尼材料制成。采用阻尼材料制備的內外圈和支撐勒結構，受力后內外圈和支撐肋均發生阻尼形變，消耗大量撞擊能量，大大提高了阻尼器的阻尼作用，吸能效果十分明顯。用其制備的抗震擋塊，將其安裝于擋塊與主梁之間，當主梁發生位移后撞擊到阻尼器后，阻尼器受力發生阻尼形變，消耗大量能量，不會將主梁移動產生的所有動能全部傳遞給擋塊造成局部破壞，導致擋塊失效。利用阻尼器的耗能左右，減小對擋塊的撞擊力，從而大大提高防撞效果，提高橋梁的抗震性能和安全性。
下面結合附圖和實施例對本發明作進一步描述。圖1為本發明所述阻尼器的結構示意圖；圖2為本發明所述抗震擋塊的結構示意圖；圖3為圖2中沿A-A向的截面示意圖。
具體實施例方式以下將結合附圖對本發明進行詳細說明，如圖所示:本實施例的用于橋梁的抗震阻尼器，包括外圈6a、內圈6d和均勻設置在外圈和內圈之間的支撐肋6b,所述外圈、內圈和支撐肋均由阻尼材料制成。本發明優選采用阻尼比為0.03-0.05的阻尼材料，能夠最大限度的發揮阻尼吸能作用；可采用Q235鋼、鉻鑰合金鋼或2鉻13不銹鋼，可通過市場購買而得。具體的，本實施例中所述阻尼器外圈6a的半徑R為5 — 25cm，具體取R=8cm ;內圈6d的半徑r為2—15cm ;具體取r=7cm ;外圈和內圈的徑向厚度t均為0.4一2cm,具體取t=lcm ；阻尼器的厚度d為2—30cm ;具體取d=6cm。所述支撐肋6b為圓弧形,弧度為π/3—π，具體為0.5 。通過建立模型分析和反復實驗驗證,優選出R、r、t、d和rad等參數,吸能效果非常理想，綜合性能優越，合適選擇安裝數量可適用于現有各種型號的橋梁。作為對上述實施例的進一步改進，所述外圈6a的外側對稱設置兩受力面6c。設置受力面使阻尼器在受到撞擊時是面受力，而不是點受力，受力均衡，有利于提高阻尼器的性倉泛。將其使用在橋梁的擋塊抗震時，完全能夠滿足中震和強震對擋塊的阻尼要求，不會造成擋塊的局部破壞。具體結構為:在橋墩4上固定設置擋塊5，擋塊5采用鋼板或鋼梁做成楔形鋼架結構，提高擋塊的抗撞擊能力，在橋墩4與主梁I之間設置支座3和支座石2，擋塊5與主梁I之間固定設置有阻尼器6 ;所述阻尼器6固定設置在擋塊5上，也可固定設置在主梁I上。阻尼器6與主梁I或擋塊5之間留有合適間距。最后說明的是，以上實施例僅用以說明本發明的技術方案而非限制，盡管參照較佳實施例對本發明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本發明的技術方案進行修 改或者等同替換，而不脫離本發明技術方案的宗旨和范圍，其均應涵蓋在本發明的權利要求范圍當 中。
權利要求
1.一種用于橋梁的抗震阻尼器，其特征在于:包括外圈(6a)、內圈(6d)和均勻設置在外圈和內圈之間的支撐肋(6b)，所述外圈、內圈和支撐肋均由阻尼材料制成。
2.根據權利要求1所述的用于橋梁的抗震阻尼器，其特征在于:所述支撐肋(6b)為圓弧形,弧度為Π /3— η。
3.根據權利要求2所述的用于橋梁的抗震阻尼器，其特征在于:所述阻尼器外圈(6a)的半徑R為5—25cm,內圈(6d)的半徑r為2—15cm ;外圈和內圈的徑向厚度t均為0.4一2cm ;阻尼器的厚度d為2—30cm。
4.根據權利要求3所述的用于橋梁的抗震阻尼器，其特征在于:所述外圈、內圈和支撐肋均由阻尼比為0.03-0.05的阻尼材料制成。
5.根據權利要求2所述的用于橋梁的抗震阻尼器，其特征在于:所述阻尼材料采用Q235鋼、鉻鑰合金鋼或2鉻13不銹鋼。
6.根據權利要求2所述的用于橋梁的抗震 阻尼器，其特征在于:所述外圈(6a)的外側對稱設置兩受力面(6c)。
7.一種用權利要求1所述阻尼器制備的抗震擋塊，其特征在于:包括固定設置在橋墩(4)上的擋塊(5)，擋塊(5)與主梁(I)之間固定設置有阻尼器(6)。
8.根據權利要求7所述的抗震擋塊，其特征在于:所述阻尼器(6)固定設置在擋塊(5)上或固定設置在主梁(I)上。
9.根據權利要求1所述的橋梁阻尼抗震擋塊，其特征在于:所述擋塊(5)為楔形鋼架結構。
全文摘要
本發明公開了一種阻尼器，包括外圈、內圈和均勻設置在外圈和內圈之間的支撐肋，所述外圈、內圈和支撐肋均由阻尼材料制成。采用阻尼材料制備的內外圈和支撐勒結構，受力后內外圈和支撐肋均發生阻尼形變，消耗大量撞擊能量，大大提高了阻尼器的阻尼作用，吸能效果十分明顯。用其制備的抗震擋塊，將其安裝于擋塊與主梁之間，當主梁發生位移后撞擊到阻尼器后，阻尼器受力發生阻尼形變，消耗大量能量，不會將主梁移動產生的所有動能全部傳遞給擋塊造成局部破壞，導致擋塊失效。利用阻尼器的耗能左右，減小對擋塊的撞擊力，從而大大提高防撞效果，提高橋梁的抗震性能和安全性。
文檔編號E01D19/00GK103243637SQ20131020505
公開日2013年8月14日 申請日期2013年5月28日 優先權日2013年5月28日
發明者耿波, 張茜, 張長青, 尚軍年 申請人:招商局重慶交通科研設計院有限公司