[发明专利]一种自复位耗能连接装置及耗能减震方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种自复位耗能连接装置，特别涉及一种基于具有保护功能的自复位耗能连接装置，适用于桥梁以及结构建筑物梁柱减震，能够使结构在突发地震作用下协同受力，提高结构整体抗震性能。

背景技术

我国是地震多发国家，历次震害都推动了结构抗震体系的完善与发展，但现有结构抗震性能还存在着各种缺陷。现有连续梁桥建造过程中，尽管采取了减、隔震支座和粘滞阻尼器等减震措施，来降低桥梁的地震响应，提高桥梁的抗震性能，但是未能改变地震作用下固定墩单独承受地震纵向力的现状，其它滑动墩的抗震潜能未能得到充分发挥和利用。尽管存在Lock-up等锁紧装置，从技术角度可实现各墩协同受力，但其成本高昂、检查维护繁琐，未能得到大量应用。桥梁作为交通生命线的咽喉工程，如何确保桥梁震中安全迫在眉睫。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种正常状态下滑动墩和梁体可自由活动，地震突发时限制滑动墩和梁体相对位移，发挥各滑动墩抗震潜能，且保证滑动墩构件安全，同时利用装置的弹性形变和摩擦耗散地震能量，具有自复位能力的连接装置。解决了常规设计固定墩单独承受纵向地震作用力，固定墩抗震需求过大问题，实现了连续梁各墩协同受力的目的。

本发明的技术方案是

一种自复位耗能连接装置包括两个横梁连杆（1）、下翼板（2）、上翼板（3）、腹板（4）、两个弧形弹板（5）、导向柱（6）、和摩擦铰座（7），其中上翼板（3）、下翼板（2）和腹板（4）均设有导向槽；上翼板（3）、腹板（4）、下翼板（2）依次联接构成固定结构，弧形弹板（5）端部均设有摩擦铰座（7），两个弧形弹板（5）分别通过摩擦铰座（7）连接在腹板（4）两侧，横梁连杆（1）通过导向柱（6）与弧形弹板（5）连接，所述的两个横梁连杆（1）分别用于连接墩台和梁体。所述的弧形弹板（5）的片数根据实际需要可设为多个。

所述的横梁连杆（1）为箱型结构或者其他。

摩擦铰座（7）与腹板（4）之间还设置了增大摩阻力的介质。

弧形弹板（5）和腹板（4）所围空间还设置了铅棒或其它耗能装置。

摩擦铰座（7）与腹板4之间通过螺栓（8）连接。

所述的螺栓（8）还可以用精轧螺纹钢同功能构件替换，可根据需要对摩擦铰座（7）施加预紧力。

一种自复位耗能连接装置的耗能减震方法，包括：

两个横梁连杆（1）分别与墩台和梁体相连，连接处可根据需要预留连接间隙，使墩台与梁体能够相对运动；

当外力作用，使墩台和梁体的相对位移大于预留间隙时，弧形弹板（5）在横梁连杆（1）作用下弹性变形消耗能量；

当外力大于横梁连杆（1）预设值时，摩擦铰座（7）沿腹板（4）导向槽滑移，外力转化为弧形弹板（5）的弹性变形以及摩擦铰座（7）与腹板（4）的摩擦力。

所述的横梁连杆（1）预设值为墩体所能承受最大弹性荷载。腹板（4）与摩擦铰座（7）通过螺栓（8）相连。

横梁连杆（1）在受力时，可推拉弧形弹板（5）在导向柱（6）引导下，在上翼板（3）和下翼板（2）之间往复运动，当横梁连杆（1）所受外力大于预设值时，弧形弹板（5）端部摩擦铰座（7）沿腹板（4）开始摩擦移动，弧形弹板（5）片数根据需要设置；横梁连杆（1）结构型式可为箱型或其它。

摩擦铰座（7）与腹板（4）之间可根据需要决定是否添加增大摩阻力的介质；弧形弹板（5）和腹板（4）所围空间可视需要增设铅棒或其它耗能装置；连接摩擦铰座（7）的螺栓（8）可根据需要换成精轧螺纹钢等同功能构件，可根据需要对摩擦铰座（7）施加预紧力。

两侧横梁连杆（1）分别与墩台和梁体相连，连接处可根据需要预留连接间隙，以满足正常状态下墩台与梁体相对运动需要。

地震或其它外力作用下，墩台和梁体相对位移大于预留间隙时，墩台与梁体相对位置锁死，上部地震纵向作用力作用于梁体相连的横梁连杆（1），再通过弧形弹板（5）作用于墩柱，弧形弹板（5）的弹性变形可消耗能量。

当外力大于横梁连杆（1）预设值时，摩擦铰座（7）沿腹板（4）导向槽滑移，此时弧形弹板（5）的弹性变形以及摩擦铰座（7）与腹板（4）摩擦作用同时消耗地震能量。

将滑动墩所能承受最大弹性荷载作为横梁连杆（1）受力预设值，当地震或其它外力作用下，横梁连杆（1）作用力大于预设值时，摩擦铰座（7）即开始滑动，从而保障各滑动墩在地震作用下的结构安全。

有益效果