一种金属耗能桥梁挡块及其安装方法

本发明属于桥梁工程技术领域，具体地涉及一种金属耗能桥梁挡块及其安装方法。

背景技术：

设置桥梁挡块是为了避免主梁横向位移过大，防止落梁。目前我国挡块设计普遍采用整体式混凝土挡块，即施工时预先在盖梁上预留钢筋，再通过现浇混凝土行成挡块，此方法多按照经验进行构造配筋，挡块设计的随意性较大。如果挡块对主梁的横向约束过弱，可能会造成主梁横向位移过大从而发生落梁；如果挡块对主梁的横向约束过强，可能会造成主梁位移过小甚至无法产生位移，就会进一步使得墩柱损伤加剧，甚至会导致盖梁破坏。总体来看，现有桥梁混凝土挡块一般按构造进行设计，并没有统一标准，施工质量难以保证，造成地震时难以真正发挥其横向抗震及防落梁的作用，且损伤后难以更换。

技术实现要素：

本发明提出一种金属耗能桥梁挡块，以解决目前桥梁挡块由于构造配筋导致的质量难以保证的问题，由于钢筋混凝土刚度过大导致的耗能能力差、横向抗震作用难以发挥的问题，以及地震损伤后更换困难的问题。

为了实现上述目的，本发明采用的如下技术方案：

一种金属耗能桥梁挡块，包括下连接板、上连接板、侧连接板、设置在上连接板和下连接板之间的金属阻尼器和连接杆、限位板、加劲肋、第一连接螺栓和第二连接螺栓。下连接板用于与盖梁进行固定连接，侧连接板用于与主梁进行固定连接。

进一步地，所述下连接板预留第一连接螺栓孔，以便通过第一连接螺栓与盖梁进行固定连接，并预留第三螺栓连接孔以便通过第三连接螺栓与临时固定连接件进行固定连接。

进一步地，所述侧连接板预留第二连接螺栓孔，以便通过第二连接螺栓与主梁进行固定连接。

进一步地，所述金属阻尼器下部与下连接板固定连接，上部与连接杆固定连接，并通过金属阻尼器的弹塑性变形实现桥梁上部结构横向位移时的限位和减震耗能。

进一步地，所述连接杆与上连接板之间预留一定间隙。

进一步地，所述上连接板下部焊接限位板以限制连接杆的侧向位移，侧边焊接侧连接板。

进一步地，所述限位板位于外侧时，预留第四连接螺栓孔以便通过第四连接螺栓与临时固定连接件进行固定连接。

进一步地，所述相邻两个限位板之间形成一个滑槽，滑槽宽度与连接杆直径相匹配，阻尼器连接杆仅能在滑槽内滑动和转动，并且距离限位板底缘有一定距离，避免连接杆脱离滑槽。

进一步地，所述限位板在连接杆和金属阻尼器顶部连接的位置处间隔一定距离，便于金属阻尼器可自由发生弯曲变形。

进一步地，所述加劲肋焊接在上连接板和侧连接板之间，保证上连接板和侧连接板的刚性。

进一步地，所述盖梁或为桥台。

进一步地，在限位板和下连接板之间通过临时固定连接件进行固定连接，临时固定连接件上端通过第四连接螺栓与限位板进行固定连接，下端通过第三连接螺栓进行与下连接板进行固定连接。

本发明的有益效果：

1、本发明通过金属阻尼器的弹塑性变形实现桥梁上部结构容许的横向位移，同时耗散结构横向振动能量，可充分发挥金属材料耗能能力强且耗能稳定的力学特征。

2、本发明可通过设置不同尺寸和数量的金属阻尼器满足不同的桥梁减震性能需求，设计灵活，可广泛应用于抗震性能要求较高的桥梁结构。

3、本发明可采用的钢材种类多，制作成本低，且震后方便更换。

附图说明

图1为本发明金属耗能桥梁挡块整体结构示意图；

图2为本发明金属耗能桥梁挡块正视图；

图3为本发明金属耗能桥梁挡块侧视图；

图4为本发明金属耗能桥梁挡块俯视图；

图5为本发明金属耗能桥梁挡块下连接板示意图；

图6为本发明金属耗能桥梁挡块侧连接板示意图；

图7为本发明金属耗能桥梁挡块拼装流程示意图；

图8为本发明金属耗能桥梁挡块在桥梁中的某一应用实例示意图。

图中：

1-下连接板；2-上连接板；3-侧连接板；4-金属阻尼器；5-连接杆；6-限位板；7-加劲肋；8-第一连接螺栓；9-第二连接螺栓；10-临时固定连接件；11-第三连接螺栓；12-第四连接螺栓；13-金属耗能桥梁挡块；14-主梁；15-盖梁；16-支座；17-支座垫石；18-第一连接螺栓孔；19-第二连接螺栓孔；20-第三连接螺栓孔；21-第四连接螺栓孔。

具体实施方式

下面结合附图对本发明一种金属耗能桥梁挡块的具体实施方式进行说明：

如图1所示，一种金属耗能桥梁挡块包括下连接板1、上连接板2、侧连接板3、设置在上连接板2和下连接板1之间的金属阻尼器4和连接杆5、限位板6、加劲肋7、第一连接螺栓8和第二连接螺栓9。下连接板1用于与盖梁15进行固定连接，侧连接板3用于与主梁14进行固定连接。

进一步地，所述金属阻尼器4可以是三角形，也可以是梯形或其他形状。

进一步地，所述连接杆5可以是圆柱形，也可以是椭圆形柱或其他形状。

进一步地，所述限位板6可以是矩形，也可以是起到同样限位作用的其他形状。

进一步地，所述临时固定连接件10可以是l形板并与限位板6和下连接板1固定连接，也可以是槽形板并与上连接板2和下连接板1固定连接或其他形式的板与合适的挡块部件进行固定连接以使得上部结构与下部结构成为一个整体。

进一步地，所述盖梁15或为桥台。

进一步地，所述主梁14可以是t梁、箱梁或者其他桥梁主梁。

进一步的，所述第一连接螺栓8可以是预埋在盖梁中的锚栓。

进一步的，所述第二连接螺栓9可以是预埋在主梁14中的锚栓。

进一步的，所述金属耗能桥梁挡块13可以在主梁14两侧各布置一块，当有特殊情况时，可以根据实际情况进行数量上的增减。

进一步的，所述金属耗能桥梁挡块13不仅可以布置在横桥向，当纵桥向有限位和抗震的需求时，也可以布置在纵桥向，比如将金属耗能桥梁挡块13设置在主梁14与桥台之间，下连接板1与桥台固定连接，侧连接板3与主梁14固定连接。

如图7所示，一种金属耗能桥梁挡块拼装流程如下：

1)将金属阻尼器4下部焊接在下连接板1上，上部焊接连接杆5，形成下部结构。

2)将上连接板2下部焊接限位板6，侧边焊接侧连接板3，并将加劲肋7焊接在上连接板2和侧连接板3上，形成上部结构。

3)将上述步骤形成的上部结构和下部结构通过临时固定连接件10、第三连接螺栓11和第四连接螺栓12固定连接在一起形成整体方便运输和安装。

4)将下连接板1通过第一连接螺栓8锚固在盖梁15上，将侧连接板3通过第二连接螺栓9锚固在主梁14上。

5)拆除临时固定连接件10、第三连接螺栓11和第四连接螺栓12。

本发明在桥梁中的某一应用实例如图8所示，可以在主梁14两侧设置金属耗能桥梁挡块13限制主梁14的横向位移。在正常使用状态下，连接杆5可在相邻限位板6形成的滑槽内沿纵桥向发生一定位移以适应温度变化造成的主梁14伸缩。在地震来临时，可通过金属阻尼器4的塑性变形实现桥梁上部结构容许的横向位移，同时耗散结构横向振动能量，充分发挥金属材料力学性能，耗能能力强且耗能稳定，且震后方便更换。