CN121496830A - 一种嵌入式桥梁抗震挡块 - Google Patents

Abstract

本发明涉及桥梁抗震技术领域，特别是一种抗震挡块，包括桥梁路面，桥梁路面的顶部开设有若干嵌入槽，嵌入槽的设置有抗震挡块，抗震挡块与嵌入槽之间设置有抗震间隙h，抗震间隙h大于桥梁的竖向位移y，抗震间隙h内设有抗震垫片，通过在嵌入槽的两侧设置侧槽，使延伸板能够在侧槽内与路面顶部接触，将路面传导的震动通过延伸板传导至抗震挡块，由下方的抗震垫片和阻尼伸缩杆辅助起到抗震缓冲的效果，且侧槽在水平方向也设有两道间隙，在遇到地震载荷的水平方向和竖向振动时，通过侧槽可缓冲水平方向的振动，通过嵌入槽底部的抗震间隙h及其内设置的所述抗震垫片和所述阻尼伸缩杆可缓冲竖向振动。

Description

一种嵌入式桥梁抗震挡块

技术领域

本发明涉及桥梁抗震技术领域，特别是一种抗震挡块。

背景技术

地震和车辆荷载都会引起桥面的振动，表现为桥梁结构的弹性变形和振动响应，振动形式包括横向振动、竖向振动以及扭转振动等，嵌入式桥梁抗震挡块主要用于增强桥梁的抗震能力，通过设置抗震挡块来削弱地震冲击力的分力，限制梁体的相对位移和桥梁的震动传导，从而提高桥梁的抗震性能和桥梁路面的稳定性，地震的振动来源于地震波，其振动幅值较大，振动持续时间较短，且地震振动是多方向的，包括水平方向和竖向，可能导致桥梁的整体倒塌、支座失效、梁体落梁等严重破坏；车辆荷载是由车辆行驶引起的，振动幅值较小，振动持续时间相对较长，车辆荷载振动主要是竖向，长期作用可能导致疲劳损伤、裂缝扩展等累积性破坏；

在中国专利CN201921755095.2 中公开的一种嵌入式桥梁抗震挡块，该嵌入式桥梁抗震挡块在梁体左右移动时，会将减震块向两侧推，减震块向两侧移动会将顶块向上顶压缩弹簧，将地震横向分力分解为横向力和竖向力，竖向力在弹簧形变产生的弹力下进行削弱，被分解后的地震横向力将使顶板推动顶部的拨板，但该嵌入式桥梁抗震挡块主要用于地震等对震动的减震，汽车对于桥面产生的震动无法起到有效的减震效果。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种嵌入式桥梁抗震挡块，有效解决了现有技术中的抗震挡块对汽车载荷于造成的桥面震动减震效果不足的问题。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种嵌入式桥梁抗震挡块，包括桥梁路面，所述桥梁路面的顶部开设有若干嵌入槽，所述嵌入槽的设置有抗震挡块，所述抗震挡块与嵌入槽之间设置有抗震间隙h，所述抗震间隙h大于桥梁的竖向位移y（x, t）；所述桥梁的竖向位移y（x, t）是由车辆荷载引起的桥梁结构在竖直方向上的位移，根据振型叠加法，得到桥梁的竖向位移y（x, t）的线性组合表达式：

②

其中：为长度为L的简支梁的振型，无量纲；为：振型的广义坐标，无量纲；

所述抗震间隙h内安装有抗震垫片，所述嵌入槽的底部固定连接有若干阻尼伸缩杆。

进一步地，所述嵌入槽的底部宽度小于顶部宽度，所述抗震挡块的形状与嵌入槽的形状相适配，所述嵌入槽的形状与其底部形状相适配。

进一步地，所述嵌入槽的顶部固定连接有若干支撑板，所述抗震挡块的顶部固定连接有若干扇形凸起，所述扇形凸起位于所述支撑板的间隙之间，所述扇形凸起的顶部高度高于所述桥梁路面的顶部高度。

进一步地，所述嵌入槽顶部的两侧均开设有侧槽，所述抗震挡块的两侧固定连接有延伸板，所述延伸板位于所述侧槽内部的顶部，所述抗震垫片的两侧位于所述侧槽内部的底部。

进一步地，所述抗震垫片的材质为硫化橡胶，非受力状态时，所述抗震垫片分别与所述抗震挡块的顶部、所述支撑板的底部相贴合。

可选地，所述抗震挡块的底部开设有若干圆槽，所述圆槽内部设置游所述阻尼伸缩杆，所述阻尼伸缩杆的外侧均套接有压缩弹簧，所述压缩弹簧的弹力大于一百牛。

进一步地，所述抗震挡块用于所述桥梁路面的车辆载荷和地震载荷的抗震。

本发明具有以下优点：

1、该嵌入式桥梁抗震挡块，通过在抗震挡块与嵌入槽之间设置抗震间隙h，且根据实际使用环境，计算出桥梁的竖向位移y（x, t），并将抗震间隙h设置为大于桥梁的竖向位移y（x, t），缓解了汽车载荷带来的竖向位移，减少桥梁路面的疲劳损伤、裂缝扩展等累积性破坏；

2、该嵌入式桥梁抗震挡块，通过在桥梁路面上设置嵌入槽和抗震挡块，抗震挡块能够将桥梁路面产生的震动传导至抗震垫片上，抗震垫片能够起到缓冲震动的效果，减小震动对桥梁的影响，能够减小车辆震动对桥梁路面的影响，通过在抗震挡块的顶部设置扇形凸起，车辆通过时能够压在扇形凸起上，将震动传导至抗震挡块下方的抗震垫片和阻尼伸缩杆上，对车辆产生的震动起到缓冲效果，且桥梁路面上的扇形凸起能够起到减速带的作用，限制车辆在桥梁路面上的速度；

3、该嵌入式桥梁抗震挡块，通过在嵌入槽的两侧设置侧槽，使延伸板能够在侧槽内与路面顶部接触，将路面传导的震动通过延伸板传导至抗震挡块，由下方的抗震垫片和阻尼伸缩杆辅助起到抗震缓冲的效果，且侧槽在水平方向也设有两道间隙，在遇到地震载荷的水平方向和竖向振动时，通过侧槽可缓冲水平方向的振动，通过嵌入槽底部的抗震间隙h及其内设置的所述抗震垫片和所述阻尼伸缩杆可缓冲竖向振动；通过在抗震挡块的底部设置硫化橡胶材质的抗震垫片，硫化的橡胶具有较好的性能，能够在缓冲震动的过程快速消耗震动动能，起到抗震减震的效果；

4、该嵌入式桥梁抗震挡块，通过在抗震挡块的下方设置阻尼伸缩杆和压缩弹簧，在抗震挡块受到震动时，阻尼伸缩杆能够快速往复伸缩，对传导震动的动能进行消耗，减少桥梁路面震动对梁体的影响，提高桥梁的稳定性和抗震能力。

附图说明

图1 为本发明的结构示意图；

图2 为本发明的剖视结构示意图；

图3 为本发明图2中A处的放大结构示意图；

图4 为本发明图2中B处的放大结构示意图；

图5 为本发明的爆炸结构示意图；

图6 为本发明图5中C处的放大结构示意图。

图中：1-桥梁路面，2-嵌入槽，3-抗震挡块，4-抗震垫片，5-阻尼伸缩杆，6-支撑板，7-扇形凸起，8-侧槽，9-延伸板，10-圆槽，11-压缩弹簧。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

如图1至图6所示，一种嵌入式桥梁抗震挡块，包括桥梁路面1，所述桥梁路面1的顶部开设有若干嵌入槽2，所述嵌入槽2的设置有抗震挡块3，所述抗震挡块3与嵌入槽2之间设置有抗震间隙h，所述抗震间隙h大于在桥面车辆荷载影响下产生的桥梁的竖向位移y（x,t）；在不考虑风载荷的情况下，所述桥梁的竖向位移y（x, t）是由车辆荷载引起的桥梁结构在竖直方向上的位移，了方便计算所述车辆荷载主要为移动车辆荷载，但为，将其简化为集中车辆荷载以下所说的所述车辆载荷即为所述集中车辆载荷，设车辆荷载大小为P（t）；车辆荷载移动速度为 v；长度为 L 的简支梁的截面为等截面，长度为L的简支梁的截面为等截面；线密度为m；桥梁的阻尼系数为c，此时在汽车移动荷载作用下桥梁的运动方程为 ：

①

其中：y（x, t）为桥梁的竖向位移，单位为m；δ 为狄拉克函数，无量纲；P（t）为车辆荷载，单位为Pa；v为车辆荷载移动速度，单位为m/s；E 为桥面的弹性模量，单位为GPa；I为截面惯性矩，单位为m⁴；m为线密度，单位为g/m；c为桥梁的阻尼系数，单位为kg/s；

振型叠加法是利用结构的振型特性，将系统的动力响应表示为各振型的线性组合，根据振型叠加法，对式①进行求解，得到桥梁的竖向位移y（x, t）的线性组合表达式：

②

其中：为长度为 L 的简支梁的振型，无量纲；为：振型的广义坐标，无量纲；

所述抗震间隙h内安装有抗震垫片4，所述嵌入槽2的底部固定连接有若干阻尼伸缩杆5。

如图2所示，嵌入槽2的底部宽度小于顶部宽度，抗震挡块3的形状与嵌入槽2的形状相适配，嵌入槽2的形状与嵌入槽2的底部形状相适配，通过在桥梁路面1上设置嵌入槽2和抗震挡块3，抗震挡块3能够将桥梁路面产生的震动传导至抗震垫片4上，抗震垫片4能够起到缓冲震动的效果，减小震动对桥梁的影响，能够减小车辆震动对桥梁路面的影响。

如图2-4所示，嵌入槽2的顶部固定连接有若干支撑板6，抗震挡块3的顶部固定连接有若干扇形凸起7，扇形凸起7位于支撑板6的间隙之间，扇形凸起7的顶部高度高于桥梁路面1的顶部高度，通过在抗震挡块3的顶部设置扇形凸起7，车辆通过时能够压在扇形凸起7上，将震动传导至抗震挡块3下方的抗震垫片4和阻尼伸缩杆5上，对车辆产生的震动起到缓冲效果，且桥梁路面1上的扇形凸起7能够起到减速带的作用，限制车辆在桥梁路面上的速度。

如图4-6所示，嵌入槽2顶部的两侧均开设有侧槽8，抗震挡块3的两侧固定连接有延伸板9，所述延伸板9位于所述侧槽8内部的顶部，所述抗震垫片4的两侧位于所述侧槽8内部的底部，通过在所述嵌入槽2的两侧设置所述侧槽8，使所述延伸板9能够在所述侧槽8内与所述桥梁路面1顶部接触，将所述桥梁路面1传导的汽车载荷震动通过延伸板9传导至抗震挡块3，由下方的抗震垫片4和所述阻尼伸缩杆5辅助起到抗震缓冲的效果，且所述侧槽8在水平方向也设有两道间隙，在遇到地震载荷的水平方向和竖向振动时，可通过侧槽8可缓冲水平方向的振动，通过所述嵌入槽2底部的抗震间隙h及其内设置的所述抗震垫片4和所述阻尼伸缩杆5可缓冲竖向振动。

如图4所示，抗震垫片4的材质为硫化橡胶，所述抗震垫片4分别与所述抗震挡块3的顶部以及所述支撑板6的底部相贴合，通过在抗震挡块3的底部设置硫化橡胶材质的抗震垫片4，硫化的橡胶具有较好的性能，能够在缓冲震动的过程快速消耗震动动能，起到抗震减震的效果。

如图3所示，抗震挡块3的底部开设有若干圆槽10，阻尼伸缩杆5设置在圆槽10内部，阻尼伸缩杆5的外侧均套接有压缩弹簧11，压缩弹簧11的弹力大于一百牛，通过在抗震挡块3的下方设置阻尼伸缩杆5和压缩弹簧11，在抗震挡块3受到震动时，阻尼伸缩杆5能够快速往复伸缩，对传导震动的动能进行消耗，减少桥梁路面震动对梁体的影响，提高桥梁的稳定性和抗震能力。

实际实施时，所述抗震挡块3用于所述桥梁路面1的车辆载荷和地震载荷的抗震。

本发明的工作原理如下：

S1、在桥梁路面1上设置嵌入槽2和抗震挡块3，抗震挡块3能够将桥梁路面产生的震动传导至抗震垫片4上，抗震垫片4能够起到缓冲震动的效果，减小车辆载荷和地震载荷震动对所述桥梁路面1的影响；

S2、在抗震挡块3的顶部设置扇形凸起7，车辆通过时能够压在扇形凸起7上，将震动传导至抗震挡块3下方的抗震垫片4和阻尼伸缩杆5上，对车辆产生的震动起到缓冲效果，且桥梁路面1上的扇形凸起7能够起到减速带的作用，限制车辆在桥梁路面上的速度。

Claims (7)

1. 一种嵌入式桥梁抗震挡块，其特征在于：包括桥梁路面，所述桥梁路面的顶部开设有若干嵌入槽，所述嵌入槽的设置有抗震挡块，所述抗震挡块与嵌入槽之间设置有抗震间隙h，所述抗震间隙h大于桥梁的竖向位移y（x, t）；所述桥梁的竖向位移y（x, t）是由车辆荷载引起的桥梁结构在竖直方向上的位移，根据振型叠加法，得到桥梁的竖向位移y（x, t）的线性组合表达式：

②

其中：为长度为L的简支梁的振型，无量纲；为：振型的广义坐标，无量纲；

所述抗震间隙h内安装有抗震垫片，所述嵌入槽的底部固定连接有若干阻尼伸缩杆。

2.根据权利要求1所述的嵌入式桥梁抗震挡块，其特征在于：所述嵌入槽的底部宽度小于顶部宽度，所述抗震挡块的形状与嵌入槽的形状相适配，所述嵌入槽的形状与其底部形状相适配。

3.根据权利要求2所述的嵌入式桥梁抗震挡块，其特征在于：所述嵌入槽的顶部固定连接有若干支撑板，所述抗震挡块的顶部固定连接有若干扇形凸起，所述扇形凸起位于所述支撑板的间隙之间，所述扇形凸起的顶部高度高于所述桥梁路面的顶部高度。

4.根据权利要求3所述的嵌入式桥梁抗震挡块，其特征在于：所述嵌入槽顶部的两侧均开设有侧槽，所述抗震挡块的两侧固定连接有延伸板，所述延伸板位于所述侧槽内部的顶部，所述抗震垫片的两侧位于所述侧槽内部的底部。

5.根据权利要求4所述的嵌入式桥梁抗震挡块，其特征在于：所述抗震垫片的材质为硫化橡胶，非受力状态时，所述抗震垫片分别与所述抗震挡块的顶部、所述支撑板的底部相贴合。

6.根据权利要求1所述的嵌入式桥梁抗震挡块，其特征在于：所述抗震挡块的底部开设有若干圆槽，所述圆槽内部设置有所述阻尼伸缩杆，所述阻尼伸缩杆的外侧均套接有压缩弹簧（11），所述压缩弹簧的弹力大于一百牛。

7.根据权利要求1-6任一项所述的嵌入式桥梁抗震挡块，其特征在于：所述抗震挡块用于所述桥梁路面的车辆载荷和地震载荷的抗震。