[发明专利]一种用于摇摆承台全装配式桥梁的多级限位-自复位元件

说明书

一种用于摇摆承台全装配式桥梁的多级限位‑自复位元件，包括下盒体和上盒体，下盒体的顶面通透，上盒体的底面通透，上盒体的底端插入到下盒体中；下盒体内设置有内盒体，内盒体上下通透且底端与下盒体的内腔底面固接，下盒体的侧壁与内盒体的侧壁之间形成有容纳槽，上盒体的侧壁伸入到容纳槽中；容纳槽中沿周向设置有若干个可断裂承载件，上盒体的底端面抵接在若干可断裂承载件的顶面；内盒体内设置有多级弹力机构，其顶端与上盒体的内腔顶面固接，底端与下盒体的内腔底面固接。本发明充分利用摇摆承台全装配式桥梁的构造特点，将多个可断裂承载件和弹力结构有机组合，进而实现摇摆桥梁不同地震等级下的限位和自复位需求，提高抗震韧性。

技术领域

本发明涉及于桥梁工程与地震工程技术领域，特别是涉及一种用于摇摆承台全装配式桥梁的多级限位-自复位元件。

背景技术

近年来，国际上针对城市震后重建难度大、时间长、社会代价巨大等问题，提出了减小震后修复成本的城市抗震韧性概念。桥梁作为城市交通的重要节点，是城市抗震韧性的重要组成部分。因此，发展桥梁抗震韧性技术，对提高整个城市系统的抗震韧性至关重要。装配式桥梁的抗震性能是制约其在强震区推广使用的关键。对此，有专家和学者提出了通过摇摆自复位实现桥梁震后低损伤和可快速修复的摇摆桥梁体系来提高装配式桥梁的抗震韧性。现有摇摆桥梁体系主要包括摇摆基础和摇摆桥墩两种形式，其中摇摆基础结构由于土体变形会导致桥梁结构的震后残余变形，影响桥梁震后可恢复性能；摇摆桥墩结构存在开合界面尺寸较小，影响耗能元件布置及变形，导致耗能效率较低的问题。

针对现有摇摆桥梁体系的形式较难满足城市桥梁抗震韧性重大需求的问题，以及摇摆承台体积大，重量过重等缺点，基于分离式摇摆承台的摇摆桥梁结构体系应运而生,该体系将摇摆承台分成上下两个承台，以便能够减轻整体承台的重量并且方便运输和装配。分离式摇摆承台桥梁结构体系可以通过承台的摇摆实现地震作用下的摇摆自复位，降低地震损伤，提高抗震韧性。分离式摇摆承台桥梁结构体系上下承台间具有更大摇摆空间，地震作用下具有更大的容许摇摆幅度，现有的基于预应力钢筋或其它单一复位元件的自复位方式无法满足相应的自复位需求。且现有的摇摆桥梁结构通过单一自复位元件实现自复位功能，无法实现摇摆桥梁在不同地震水平下的不同自复位需求。另外，桥墩摇摆过大可能导致落梁以及倾覆等桥梁破坏，需要在考虑充分发挥摇摆桥梁体系作用的同时，兼顾允许摇摆角的最大取值，对摇摆过程进行必要限制。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于摇摆承台全装配式桥梁的多级限位-自复位元件，以解决上述现有技术中存在的问题。

一种用于摇摆承台全装配式桥梁的多级限位-自复位元件，安装在摇摆承台的上下承台之间，包括下盒体和上盒体，所述下盒体的顶面通透，所述上盒体的底面通透，所述下盒体的高度小于所述上盒体的高度，所述上盒体的长度和宽度均小于所述下盒体的长度和宽度；所述上盒体的底端由上到下插入到所述下盒体中；所述下盒体内还设置有内盒体，所述内盒体上下通透且底端面与所述下盒体的内腔底面固定连接，所述内盒体的顶端面与所述下盒体的顶端面齐平，所述下盒体的侧壁与所述内盒体的侧壁之间形成有容纳槽，所述上盒体的侧壁伸入到所述容纳槽中；所述容纳槽中沿周向设置有若干个可断裂承载件，所述上盒体的底端面抵接在若干所述可断裂承载件的顶面；所述内盒体内还设置有多级弹力机构，所述多级弹力机构的顶端与所述上盒体的内腔顶面固接且底面与所述下盒体的内腔底面固接。

优选的，所述可断裂承载件包括水平设置在所述容纳槽内的剪力键，所述剪力键垂直于所述下盒体的侧面，所述下盒体的侧壁与所述剪力键对应的位置开设有第一矩形销孔，所述内盒体的侧壁与所述剪力键对应的位置开设有第二矩形销孔，所述第二矩形销孔与对应的所述第一矩形销孔同轴线设置；所述剪力键穿设在所述第一矩形销孔和所述第二矩形销孔内；所述上盒体的底端面抵接在若干所述剪力键的顶面。