[发明专利]一种扳手型阻尼装置

说明书

本发明提供一种阻尼装置，包括横桥向的主臂、顺桥向的横臂以及横桥向的侧臂。主臂两端与横臂固接，横臂两端又与侧臂固接，主臂的中点与桥梁下部结构连接，四个侧臂的端部与桥梁上部结构连接，地震时桥梁上部结构与下部结构发生的顺桥向及横桥向的相对位移均能使装置发生塑性变形。本发明设计了一种新的扳手型阻尼装置，能够实现墩梁间发生顺桥向或横桥向相对位移时耗能的目的，可以防止应变集中而发生超低周疲劳破坏。

技术领域

本发明涉及用于连续桥梁桥结构减震设计的阻尼装置。

背景技术

2008年汶川地震以后，我国桥梁抗震设计规范引入了两阶段多水准设防的抗震设计原则，要求桥梁结构在罕遇地震作用下具有相应的地震设防能力。为了提高多跨连续桥梁桥的结构整体抗震性能，减震装置是一种常用的抗震设计措施，即在墩梁之间引入铅芯橡胶支座、高阻尼橡胶支座、滑动摩擦型支座、粘滞阻尼器和金属阻尼器等耗能装置减轻桥墩的地震响应。大量的工程实例表明，减震设计可以有效降低桥梁的地震作用、提高桥梁的抗震性能。在各种耗能减震装置中，依靠弹塑性履历耗能的金属阻尼装置具有装卸简便、单价低、耗能效果好的特点，应用广泛。但是，既有的金属耗能装置只重视单方向的耗能效果，且刚度调节余地小，难以兼顾各墩地震力合理分配的需要。

现已有相关学者对E型钢阻尼器、C型钢阻尼器、辊轴式金属阻尼器、桥塔钢连接件等作了相关研究，但已经得到应用的减震装置不能兼顾顺桥向和横桥向的减震功能，结构抗震设计时需要在顺桥和横桥方向分别采用对应的耗能装置减轻各个方向的结构地震作用。另外，已经得到应用的减震装置与支座组合使用，虽然具有安装空间小的优点，但是刚度调整的余地较小，难以保证同时兼顾分配连续梁各墩地震力功能的需要。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种阻尼装置，使其同时具有横桥向和顺桥向两个水平方向的减震耗能功能，并可调整各个桥墩分担地震作用的比例。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种扳手型阻尼装置，包括横桥向的主臂、顺桥向的横臂以及横桥向的侧臂。主臂两端与横臂固接，横臂两端又与侧臂固接，主臂的中点与桥梁下部结构连接，四个侧臂的端部与桥梁上部结构连接，地震时桥梁上部结构与下部结构发生的顺桥向及横桥向的相对位移均能使装置发生塑性变形。

进一步地，该阻尼装置的结构形式为双轴对称，双轴对称具体是指在横桥向和顺桥向两个水平方向上对称，主臂、横臂以及侧臂的长度、截面尺寸根据顺桥向和横桥向的抗震需求、地震力分配目标进行调整。

进一步地，该阻尼装置采用低屈服点钢制成，一般来说，本发明所采用的材料的屈服点在235MPa以下。

进一步地，主臂、侧臂以及横臂采用渐变的截面形式，具体说，侧臂的截面从端部至与横臂连接处逐渐增大，横臂的截面从侧臂连接处至主臂连接处逐渐减小，主臂的截面在中点附近局部增大。

进一步地，侧臂端部设有侧臂销接预留连接孔，用于该装置与上部结构梁体底面连接，主臂中部设有主臂销接预留连接孔，用于该装置与下部结构盖梁顶面连接。

进一步地，侧臂与横臂连接处、横臂与主臂连接处、主臂中点局部面积增大区域采用弧线平滑过渡。

本发明的有益效果是：设计了一种新的扳手型阻尼装置，能够实现墩梁间发生顺桥向或横桥向相对位移时耗能的目的，同时在顺桥向具有分担各墩地震力的作用；该阻尼装置的结构参数根据桥梁抗震需要灵活调整，包括主臂长度和截面、横臂长度和截面以及侧臂长度和截面、装置的材质。装置顺桥向的刚度和屈服强度通过改变主臂及侧臂长度、截面、材质进行调整，装置横桥向的刚度和屈服强度通过改变横臂长度、截面、材质进行调整。变截面的主臂、横臂和侧臂可以提高耗能效果。连接部位用弧线平滑过渡可以防止应变集中而发生超低周疲劳破坏。

附图说明

图1是本发明的阻尼装置的结构示意图。

图2是本发明的阻尼装置的安装位置示意图。