[发明专利]一种公路桥梁桥墩用耗能防撞装置和系统

说明书

一种公路桥梁桥墩用耗能防撞装置包括：第一支撑板、第二支撑板和耗能部；第一支撑板和第二支撑板均竖直设置且彼此相对；第二支撑板在水平方向上滑动设置；耗能部的两端分别连接第一支撑板和第二支撑板，第二支撑板的滑动方向与耗能部的耗能方向一致；耗能部位于耗能方向上设有至少一段缩减截面梁，所述缩减截面梁在耗能方向上中部截面面积小于两端的截面面积。本发明将车撞过程中结构产生的塑形变形有效控制在缩减截面梁段，而缩减截面梁段之外的其他结构构件仅发生弹性变形，车撞发生后仅需将产生塑性变形的缩减截面梁段进行替换即可。

技术领域

本发明涉及建筑防护领域，尤其涉及一种公路桥梁桥墩用耗能防撞装置和系统。

背景技术

随着我国城市化的不断发展，城市交通负担日益繁重，构建城市的立体交通系统成为解决这一问题的重要途径。为此，我国各大城市开展了大规模的城市桥梁建设。然而，车-桥墩碰撞已对城市桥梁的安全构成严重威胁。因此，开发能够在车撞过程中吸收大量冲击能量的耗能防护装置，对桥墩进行有效保护引起了很多国内外学者的研究兴趣。然而，现有耗能防护装置多采用价格偏昂贵的新型复合材料，橡胶等，所以往往面临制造费用高的问题。同时，在受到车撞冲击力作用后防护结构往往会发生大面积的结构损伤，导致受损后维修不方便。此外，许多防护结构往往还面临防护效果有限等相关问题。

发明内容

为了解决上述现有技术中耗能防护装置在车辆撞击损坏后维修不便且防护效果有限的缺陷，本发明提出了一种公路桥梁桥墩用耗能防撞装置，在受到车辆冲击荷载后能够通过形成大量的塑性铰从而吸收大量冲击能量，对桥墩形成有效防护，而塑性铰被控制在缩减截面梁段，避免了塑性形变损伤的扩散，对耗能部在缩减截面梁以外的部分进行了保护，方便对耗能部进行维修。

本发明提出的一种公路桥梁桥墩用耗能防撞装置包括：第一支撑板、第二支撑板和耗能部；

第一支撑板和第二支撑板均竖直设置且彼此相对，第二支撑板在水平方向上滑动设置；耗能部的两端分别连接第一支撑板和第二支撑板，第二支撑板的滑动方向与耗能部的耗能方向一致；

耗能部位于耗能方向上设有至少一段缩减截面梁，所述缩减截面梁在耗能方向上中部截面面积小于两端的截面面积。

优选的，耗能部包括U型件、第一连接件和第二连接件，U型件的一端通过第一连接件连接第一支撑板，U型件的另一端通过第二连接件连接第二支撑板， U型件的中间梁为缩减截面梁。

优选的，第一连接件的轴线、第二连接件的轴线和缩减截面梁的轴线均平行于水平面设置；缩减截面梁由腹板位于竖直方向上的工字梁拼接组成。

优选的，第一连接件和第一支撑板铰接，第二连接件和第二支撑板铰接。

优选的，所述缩减截面梁在耗能方向上端部至中部截面面积逐渐减小；或者，所述缩减截面梁在耗能方向上分割为端部、中部和变径过渡部；中部位于两个端部之间，中部截面面积小于端部截面面积，中部和端部之间通过变径过渡部连接；所述变径过渡部从端部连接位置至中部连接位置截面面积逐渐减小。

优选的，耗能部每个拐角位置的内角设有加强筋板，将U型件位于中间梁两端的部位记作臂梁，臂梁、第一连接件和第二连接件均由工字梁拼接组成，臂梁的腹板与缩减截面梁的腹板、第一连接件的腹板、第二连接件的腹板均位于同一平面上。

优选的，第一支撑板和第二支撑板之间设有多个耗能部，且多个耗能部呈矩阵排列；同一水平位置上的耗能部之间设有限位件，使得耗能部之间相对位置不变。

优选的，还包括基板，第一支撑板和第二支撑板均竖直设置在基板上，且第二支撑板通过滑动支座滑动设置在基板上。

优选的，第一支撑板和第二支撑板均由钢板和设置在钢板背离耗能部一侧的UHPFRC板组成，耗能部为钢梁结构。