一种桥梁及其牺牲型抗震挡块的制作方法

本发明涉及桥梁抗震技术领域，具体为一种桥梁及其牺牲型抗震挡块。

背景技术：

中小跨径梁桥是我国路网中使用最普遍的桥型，其支座类型常采用无锚固形式的板式橡胶支座，且板式橡胶支座直接放置在上、下部结构中间，不采取任何锚固措施，并在横桥向设置牺牲型抗震挡块。地震作用下，板式橡胶支座易发生滑动，导致主梁易与挡块发生碰撞，碰撞效应对桥梁结构地震响应影响较大。因此，牺牲型抗震挡块是影响桥梁结构地震响应的重要环节，其设计强弱直接影响到上部结构位移响应及下部结构承受的地震力。而目前桥梁设计中一般不考虑主梁与挡块间的碰撞效应的影响，仅将牺牲型抗震挡块作为构造措施，按构造要求进行设计，规范中没有具体条文来指导牺牲型抗震挡块的设计细节。

近年来地震灾害中，牺牲型抗震挡块因碰撞作用而发生了普遍破坏，主要表现为剪切破坏。损伤后的牺牲型抗震挡块限位能力下降，甚至是失去限位能力，导致主梁发生较大位移甚至是落梁，严重影响了抗震救灾及灾后重建。

目前，中小跨径梁桥中牺牲型抗震挡块一般与盖梁现浇筑在一起，地震作用下，牺牲型抗震挡块的损伤会在一定程度上导致盖梁的损伤，增加震后修复代价，而且损伤后的牺牲型抗震挡块无法修复或更换。

技术实现要素：

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种桥梁及其牺牲型抗震挡块，本发明的牺牲型抗震挡块可保证牺牲型抗震挡块损伤前起到较好的限位作用，损伤后可以增加盖梁最小支承长度，进而增强防落梁能力，并在震后可以进行更换。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明的一种桥梁的牺牲型抗震挡块，包括与桥梁的盖梁连接的底座、设置于底座上方的顶部，顶部与底座之间有干施工缝；底座的高度与盖梁侧面截面的高度相同，底座中设置有预留孔；顶部面向桥梁主梁的内侧面设置有缓冲橡胶垫。

其中，顶部与底座均包括抗剪钢筋和箍筋，在抗剪钢筋和箍筋组成的框架上浇筑有混凝土。

其中，底座与顶部之间的干施工缝的位置与盖梁顶面平齐。

其中，桥梁的主梁与顶部内侧橡胶垫之间的距离为板式橡胶支座橡胶层厚度的1.0～2.5倍。

其中，牺牲型抗震挡块的设计强度为桥梁的桥墩屈服强度的0.4-0.55倍。

其中，底座中设置有预留缝，盖梁的锚杆穿过预留缝锚固挡块。

本发明还提供一种桥梁，包括主梁和设置于主梁下的盖梁，盖梁和主梁之间设置有板式橡胶支座，盖梁上设置有牺牲型抗震挡块；牺牲型抗震挡块通过锚杆在预留孔位置处固定在盖梁两侧面；牺牲型抗震挡块和盖梁的接触面之间设置密封条。

本发明还提供一种桥梁的制备方法，包括以下步骤：

步骤1：预制牺牲型抗震挡块：

步骤1.1：绑扎抗剪钢筋及箍筋，构建牺牲型抗震挡块骨架；

步骤1.2：先浇筑牺牲型抗震挡块的底座，其高度应与盖梁侧面截面高度一致，并在设计安装位置设置预留孔；

步骤1.3：待底座混凝土强度达到设计强度后，在底座的顶面进行凿毛处理，随后浇筑牺牲型抗震挡块的顶部；

步骤1.4：待顶部混凝土达到设计强度后，在牺牲型抗震挡块顶部内侧安装橡胶垫，保证橡胶垫与主梁间距为1.0～2.5倍的板式橡胶支座橡胶层厚度；

步骤2：锚杆预埋：

步骤2.1：架设盖梁钢筋骨架及模板，将锚杆预置在设计指定位置；

步骤2.2：浇筑盖梁混凝土；

步骤2.3：待盖梁混凝土强度达到设计强度后，安装板式橡胶支座，并架设主梁；

步骤3：牺牲型抗震挡块安装过程：

步骤3.1：牺牲型抗震挡块吊装至指定位置，将盖梁中预设置的锚杆穿过牺牲型抗震挡块底座的预留孔；

步骤3.2：在盖梁与牺牲型抗震挡块接触面处的间隙中采用密封条对间隙四周进行密封；

步骤3.3：在锚杆上垫上钢垫片，并拧上螺帽，将牺牲型抗震挡块固定在盖梁上。

有益效果：本发明具有以下有益效果：

1)本发明可降低落梁风险。在中小地震作用下，牺牲型抗震挡块能具有足够的强度来限制上部结构位移，同时具有一定的塑形变形能力，加上设置了缓冲橡胶垫，可耗散部分地震能量，此时，牺牲型抗震挡块不损伤或发生轻微损伤。在大震作用下，牺牲型抗震挡块发生严重损伤，限位能力下降甚至失去限位能力，牺牲型抗震挡块的破坏界面发生在干施工缝处，牺牲型抗震挡块的顶部允许完全脱落，而底座仍锚固在盖梁上，可作为盖梁的延长部分，增加了最小支承长度，降低了落梁风险。

2)本发明的牺牲型抗震挡块可实现损伤后块速更换。地震作用下，因碰撞而发生损伤的牺牲型抗震挡块可以拆卸下来，并将预制好的预留件进行拼装更换，牺牲型抗震挡块的限位功能能够立即恢复，可满足后续余震或其他作用下限位功能需求。

3)本发明的牺牲型抗震挡块可以单独进行预制，不影响桥梁主体结构施工，且构造简单，施工方便。

附图说明

图1为牺牲型易更换的牺牲型抗震挡块的侧示图；

图2为牺牲型易更换的牺牲型抗震挡块的正示图；

图3为牺牲型易更换的牺牲型抗震挡块与主梁发生碰撞后的受力示意图；

图4为牺牲型易更换的牺牲型抗震挡块预制流程；

图5为锚杆预埋在盖梁中示意图；

图6为牺牲型易更换的牺牲型抗震挡块安装示意图。

图中：1-牺牲型抗震挡块；2-主梁；3-板式橡胶支座；4-盖梁；5-锚杆；6-橡胶垫；7-干施工缝；8-螺帽；9-钢垫片；10-密封条；11-抗剪钢筋；12-箍筋；13-预留孔。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作更进一步的说明。

如图1-图6所示，本发明的一种桥梁的牺牲型抗震挡块，包括与桥梁的盖梁4连接的底座、设置于底座上方的顶部，顶部与底座之间有干施工缝7；底座的高度与盖梁4侧面截面的高度相同，底座中设置有预留孔13；顶部面向桥梁主梁2的内侧面设置有缓冲橡胶垫6。顶部与底座均包括抗剪钢筋11和箍筋12，在抗剪钢筋11和箍筋12组成的框架上浇筑有混凝土。底座与顶部之间的干施工缝7的位置与盖梁4顶面平齐。桥梁的主梁2与顶部内侧橡胶垫6之间的距离为板式橡胶支座3橡胶层厚度的1.0～2.5倍。牺牲型抗震挡块1的设计强度为桥梁的桥墩屈服强度的0.4-0.55倍。底座中设置有预留缝，盖梁4的锚杆5穿过预留缝锚固挡块。

本发明还提供一种桥梁，包括主梁2和设置于主梁2下的盖梁4，盖梁4和主梁2之间设置有板式橡胶支座，盖梁4上设置有牺牲型抗震挡块；牺牲型抗震挡块通过锚杆在预留孔位置处固定在盖梁4两侧面；牺牲型抗震挡块和盖梁4的接触面之间设置密封条。

本发明还提供一种桥梁的制备方法，包括以下步骤：

步骤一：牺牲型抗震挡块预制，如图4所示。具体施工流程为：

1)绑扎抗剪钢筋11及箍筋12，构建牺牲型抗震挡块1骨架；

2)先浇筑牺牲型抗震挡块1的底座，其高度应与盖梁4侧面截面的高度一致，并在设计位置设置预留孔13；

3)待底座的混凝土强度达到设计强度后，在顶面进行凿毛处理，随后浇筑牺牲型抗震挡块1的顶部；

4)待顶部混凝土达到设计强度后，在牺牲型抗震挡块1顶部内侧安装橡胶垫6，保证橡胶垫6与主梁2间距为1.0～2.5倍的板式橡胶支座3橡胶层厚度。

步骤二：锚杆预埋，如图5。具体施工流程为：

1)架设盖梁4钢筋骨架及模板，将锚杆5预置在设计制定位置；

2)浇筑盖梁4混凝土；

3)待盖梁4混凝土强度达到设计强度后，安装板式橡胶支座3，并架设主梁2。

步骤三：牺牲型抗震挡块安装过程，如图6。具体施工流程为：

1)牺牲型抗震挡块1吊装至指定位置，将盖梁4中预设置的锚杆5穿过牺牲型抗震挡块1底座的预留孔13；

2)在盖梁4与牺牲型抗震挡块1接触面处的间隙中采用密封条10对间隙四周进行密封；

3)在锚杆5上垫上钢垫片9，并拧上螺帽8，将牺牲型抗震挡块1固定在盖梁4上。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。