[实用新型]一种装配式弹塑性耗能装置及其刚构桥

说明书

本实用新型公开了一种装配式弹塑性耗能装置及其刚构桥，装配式弹塑性耗能装置包括钢筋混凝土球销、钢筋混凝土球座和耗能件；钢筋混凝土球销为半球形，钢筋混凝土球座上设置有与钢筋混凝土球销匹配的球面型凹槽；耗能件包括钢管、法兰盘和螺栓，钢管的两端分别设置有法兰盘，法兰盘上开设有安装螺栓的第一螺栓孔；钢管的内径大于钢筋混凝土球座的外径。本实用新型通过在墩柱和墩台基础之间设置一个可装配式弹塑性耗能装置，轴向正常荷载由球铰承担，地震时所需变形及耗能则由耗能钢管承担，受力结构更加明确，在应用上具有更好的耗能性能以消耗地震产生的能量；能够产生更大的弹性变形以适应多发地震所需变形要求。

技术领域

本实用新型属于刚构桥技术领域，具体涉及一种装配式弹塑性耗能装置及其刚构桥。

背景技术

现有刚构桥的耗能方式主要有设置弹塑性连接梁和设置盆式(球型)滑动支座两类。

弹塑性连接梁是双墩刚构桥常用的耗能方式，它是由钢筋混凝土浇筑而成，并采用高强螺栓等连接在桥柱之间，混凝土为连接梁在日常工作中提供强度，钢筋为连接梁在地震作用下提供耗能作用，使弹塑性连接梁既能降低水平地震作用，又能在正常使用期间提供一定的横桥向刚度。在地震过程中弹塑性连接梁的混凝土先产生裂缝，并进一步形成塑性铰开始耗能，而桥柱通过截面设计及配筋设计处于弹性阶段，随着位移量增大所有弹塑性连接梁钢筋屈服产生塑性铰，进一步耗能保护桥柱。但弹塑性连接梁仅适用于双薄壁墩柱，而且在设置弹塑性连接梁后，墩柱结构出现变化，使墩柱的纵向弯矩和剪力增加，不利于墩柱的正常工作；另外，对于不同的地震波，在设计中需要考虑弹塑性连接梁构件的宽厚比、高宽比、配筋率、连接位置、结构数量等诸多原因，并且在结构计算中，弹塑性连接梁采用完全弹性，与实际工作情况有出入；弹塑性连接梁多采用钢筋混凝土结构，损坏后维修成本高、数量多、难度大。

盆式(球型)滑动支座属于滑动型支座，安装在刚构桥的边跨桥台上。它是在隔震层中设置滑动材料，如低摩擦系数材料石墨、砂粒、滑石粉等，使基础只能向上部结构传递有限的地震力作用，起到保护上部结构的作用。由于刚构桥采用墩梁固结形式，因此仅可在边跨梁端设置减隔震支座，支座的耗能极为有限。并且刚构桥为适应温度、汽车冲击力、汽车制动力等作用下的变位，不宜采用对主梁纵向变位有限制作用的减隔震支座；同时，刚构桥的跨径通常较大，支座吨位较大，主梁纵向变位也较大，不宜采用设计吨位较小、设计位移较小的板式滑动支座。因此刚构桥可选择的耗能支座类型极少，在高地震烈度地区采用支座耗能的方式是不可取的。

发明内容

为解决上述问题，本实用新型提供了一种装配式弹塑性耗能装置及其刚构桥，解决现有的刚构桥的耗能装置不适用于刚构桥、减隔震效果不理想、结构复杂、造价昂贵等问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案予以实现：

一种装配式弹塑性耗能装置，包括钢筋混凝土球销、钢筋混凝土球座和耗能件；所述的钢筋混凝土球销为半球形，所述的钢筋混凝土球座上设置有与钢筋混凝土球销匹配的球面型凹槽；

所述的耗能件包括钢管、法兰盘和螺栓，所述的钢管的两端分别设置有法兰盘，法兰盘上开设有安装螺栓的第一螺栓孔；所述的钢管的内径大于钢筋混凝土球座的外径。

进一步的，所述的钢管的内壁上沿其圆周均匀布设有加劲肋。

具体的，所述的钢管的内径为墩柱的直径减去法兰盘的宽度。

具体的，所述的钢管为圆形管，所述的钢筋混凝土球座的外部轮廓为圆形。

本实用新型还公开了一种刚构桥，包括桥梁、墩柱和墩台基础，所述的桥梁和墩柱固接，所述的墩柱和墩台基础之间设置有本实用新型所述的装配式弹塑性耗能装置；所述的墩柱和墩台基础上分别设置有与所述的第一螺栓孔位置匹配的第二螺栓孔。

具体的，所述的钢筋混凝土球销预制在墩柱的底面，所述的钢筋混凝土球座预制在墩台基础的上表面。