一种适用于多跨板梁桥的防地震落梁结构及板梁系统的制作方法

1.本发明涉及梁桥领域，尤其涉及一种适用于多跨板梁桥的防地震落梁结构及板梁系统。


背景技术：

2.近年来，全国乃至全球发生过多次破坏性地震，都造成了非常惨重的生命和财产损失。其中，桥梁工程在地震中遭到严重的破坏，特别是一些落梁震害，直接切断震区交通生命线，震后救灾工作难以及时开展。特别在一些高烈度地区，桥梁在地震作用下将发生较大的顺桥向位移，当位移超过允许值后将导致上部结构发生碰撞或者落梁震害。
3.为了解决上述技术问题，公开号为cn106567325a中国发明专利申请公开了一种组合式防落梁及碰撞装置，包括盖梁、板式橡胶支座和桥梁上部结构；板式橡胶支座通过支座垫块固定在盖梁上，并支撑于桥梁上部结构的下方；桥梁上部结构的梁端处设置有多个呈刚性连接的横隔板，且两跨桥梁上部结构相邻梁端处的横隔板一一对应，每组对应的横隔板之间通过耗能构件和拉索连接。该专利虽然在一定程度上能够限制桥梁上部结构的相对变形，降低了落梁的可能性，但是，其将每组对应的横隔板之间通过耗能构件和拉索连接，不仅对材质的依赖过大，持久度低，抗地震能力差，而且不能有效应对横桥方向的地震变形位移，因此，其并不能显著降低地震落梁发生率。
4.鉴于此，有必要提供一种适用于多跨板梁桥的防地震落梁结构，以解决或至少缓解上述缺陷。


技术实现要素：

5.本发明的主要目的是提供一种适用于多跨板梁桥的防地震落梁结构，旨在解决现有技术中不能显著降低地震落梁发生率的技术问题。
6.为实现上述目的，本发明提供一种适用于多跨板梁桥的防地震落梁结构，包括多个依次连接的板梁以及设置于所述板梁下方的支座，所述防地震落梁结构还包括位于相邻两个所述板梁的连接端部处的连接座板结构；
7.其中，所述连接座板结构包括下座板和位于所述下座板上方的上座板，所述下座板一体成型的设置于相邻两个所述板梁中的其中一个所述板梁的连接端部的下部，所述上座板一体成型的设置于相邻两个所述板梁中的另一个所述板梁的所述连接端部的上部，相邻的两个所述板梁对接时，所述上座板放置于所述下座板的上方，以将相邻的两个所述板梁对接固定；
8.所述下座板的承载所述上座板的上表面上固定设置有横向限位齿，所述横向限位齿上套设有缓冲块，所述上座板在朝向所述下座板的下表面上开设有用于安装所述横向限位齿和所述缓冲块的沿顺桥方向设置的滑槽；
9.相邻两个所述板梁之间填充有缓冲板，所述缓冲板上开设有供所述横向限位齿和所述缓冲块贯穿的安装孔。
10.进一步地，所述下座板的所述上表面上凹设有固定槽，所述横向限位齿的底端固定于所述固定槽内。
11.进一步地，所述横向限位齿呈圆柱状，所述缓冲块上开设有供所述横向限位齿上下贯穿的圆柱状通孔。
12.进一步地，所述缓冲板呈折线形，折线形的所述缓冲板包括依次设置的第一竖向缓冲部、水平缓冲部、以及第二竖向缓冲部；其中，所述第一竖向缓冲部填充于所述上座板与所述连接端部之间，所述水平缓冲部填充于所述上座板与所述下座板之间，所述第二竖向缓冲部填充于所述下座板与所述连接端部之间。
13.进一步地，所述缓冲板的所述第二竖向缓冲部通过粘性材料与所述下座板固定连接。
14.进一步地，所述缓冲板在所述水平缓冲部开设有所述安装孔，所述安装孔的横截面不小于所述滑槽的横截面。
15.进一步地，所述上座板开设的所述滑槽延伸至所述上座板的延伸端。
16.进一步地，所述缓冲板和所述缓冲块均为橡胶材质。
17.进一步地，在所述板梁为始架梁时，所述始架梁的始架端为竖直断面，另一端为与所述下座板一体成型的所述连接端部；
18.在所述板梁为末架梁时，所述末架梁的末架端为竖直断面，另一端为与所述上座板一体成型的所述连接端部；
19.在所述板梁为中间梁时，所述中间梁的一端为与所述上座板一体成型的所述连接端部，另一端为与所述下座板一体成型的所述连接端部；
20.在所述中间梁为合拢梁时，所述合拢梁的两端均为与所述上座板一体成型的所述连接端部。
21.本发明还提供一种板梁系统，包括如上述任意一项所述的防地震落梁结构。
22.与现有技术相比，本发明具有以下优点：
23.本发明能够显著降低地震落梁发生率，具有减震、消能、防止变形的作用；通过设置所述连接座板结构，不仅能够有效避免所述板梁顺桥和横桥方向上发生变形位移，对材料的依存度低，而且具有很好的持久度，与板梁本体的使用寿命相当；通过设置所述支座，在正常条件下，所述支座可以用于承受多跨板梁桥在水平及竖直方向上的荷载；通过设置所述上下座板，可以应对顺桥方向地震变形位移，当桥面整体位移时，板梁桥一端脱离支座，由于相邻板梁端上下座板吻合，可以形成临时支撑，防止落梁，并且，在桥面整体位移且开裂时，所述上座板和所述下座板可提供一定的变形量；通过设置所述横向限位齿、所述缓冲块、以及所述滑槽，可以应对横桥方向的地震变形位移，保证相邻梁端铰接，并起缓冲作用，提供一定的偏角幅度；通过设置所述缓冲板，能够进一步防止所述板梁出现挤压变形；另外，本发明所提供的结构能用于高地震烈度地区多跨空心板、小箱梁桥设计，以及活动断裂带多跨空心板、小箱梁桥设计，对施工设备没有特殊要求。
附图说明
24.为了更清楚地说明本发明实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅
是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
25.图1为本发明中一实施例中防地震落梁结构的立体结构示意图；
26.图2为本发明一实施例中拆解状态下防地震落梁结构的立体结构示意图(未示出支座)；
27.图3为本发明一实施例中下座板的立体结构示意图(未示出缓冲块)；
28.图4为本发明一实施例中下座板的立体结构示意图；
29.图5为本发明一实施例中上座板的立体结构示意图；
30.图6为本发明一实施例中缓冲板的立体结构示意图；
31.图7为本发明另一实施例中缓冲板的立体结构示意图；
32.图8为本发明一实施例中始架梁的立体结构示意图；
33.图9为本发明一实施例中末架梁的立体结构示意图；
34.图10为本发明一实施例中中间梁的立体结构示意图；
35.图11为本发明一实施例中合拢梁的立体结构示意图；
36.图12为本发明一实施例中板梁系统的立体结构示意图(未示出支座和缓冲板)；
37.图13为本发明另一实施例中板梁系统的立体结构示意图(未示出支座和缓冲板)；
38.附图标号说明：板梁1、支座2、下座板3、固定槽31、横向限位齿32，缓冲块33、上座板4、滑槽41、缓冲板5、第一竖向缓冲部51、水平缓冲部52、第二竖向缓冲部53、安装孔54、始架梁6、末架梁7、中间梁8、合拢梁9。
39.本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施方式，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
40.下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明的一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
41.需要说明，本发明实施方式中所有方向性指示(诸如上、下
……
)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
42.另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。
43.并且，本发明各个实施方式之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
44.如图1
‑
图11所示，为了防止因地震等自然灾害造成多跨板梁桥产生落梁的现象，本发明提供了一种适用于多跨板梁桥的防地震落梁结构，包括多个依次连接的板梁1以及设置于所述板梁1下方的支座2，所述支座2一般可以靠近所述板梁1与板梁1的相邻处设置，所述防地震落梁结构还包括位于相邻两个所述板梁1的连接端部处的连接座板结构。
45.应当知道的是，多跨板梁桥落梁主要是由于板梁1在地震的带动下产生变形位移所导致的，因此，需要对板梁1与板梁1之间的连接处进行特定的处理。而在本实施方式中，通过在相邻两个所述板梁1连接端部处设置所述连接座板结构，不仅能够有效避免所述板梁1顺桥和横桥方向上发生变形位移，对材料的依存度低，而且具有很好的持久度，与板梁1本体的使用寿命相当。
46.为了能使所述所述连接座板结构与所述板梁1相契合，提高所述板梁1的抗变形能力，连接座板结构包括下座板3和位于所述下座板3上方的上座板4，其中，所述下座板3一体成型的设置于相邻两个所述板梁1中的其中一个所述板梁1的连接端部的下部，所述上座板4一体成型的设置于相邻两个所述板梁1中的另一个所述板梁1的所述连接端部的上部，因此，相邻两个板梁1的连接处，其中一个所述板梁1与所述上座板4是一体的，另一个所述板梁1与所述下座板3是一体的，通过进行上述一体的设置，能够提高所述防地震落梁结构的整体性。
47.另外，需注意的是，相邻的两个所述板梁1对接时，所述上座板4放置于所述下座板3的上方，以将相邻的两个所述板梁1对接固定，从而保证所述板梁1与板梁1之间的衔接，并且将所述上座板4与所述下座板3上下设置，还可以应对顺桥方向三维地震变形位移，当桥面具有严顺桥方向整体位移的倾向时，板梁1桥的一端会有脱离支座2的倾向，然而，由于相邻所述板梁1端的上下座板3吻合，可以形成临时支撑，防止落梁。
48.为了能够进一步提高所述板梁1与板梁1之间的抗变形位移能力，尤其是提高横桥方向上的抗地震变形位移的效果，所述下座板3的承载所述上座板4的上表面上固定设置有横向限位齿32，所述横向限位齿32上套设有缓冲块33，所述上座板4在朝向所述下座板3的下表面上开设有用于安装所述横向限位齿32和所述缓冲块33的沿顺桥方向设置的滑槽41，所述滑槽41与所述横向限位齿32和所述缓冲块33配合，可以进行减震消能，防止所述板梁1变形。通过所述横向限位齿32和所述滑槽41的作用，保证了相邻所述板梁1的梁端铰接，能抵抗横向上的位移变形，而且，所述缓冲块33可以起到缓冲作用，并提供一定的偏角幅度。
49.另外，为了增加所述防地震落梁结构的抗变形能力，相邻两个所述板梁1之间填充有缓冲板5，相对于在相邻两个所述板梁1之间进行了留缝填充，而为了将所述缓冲板5与所述连接座板结构契合，便于所述缓冲板5的安装，以及避免所述缓冲板5对所述连接座板结构造成安装上的干扰，所述缓冲板5上开设有供所述横向限位齿32和所述缓冲块33贯穿的安装孔54。需要知道的是，虽然所述下座板3可以承载所述上座板4，但两者之间并不一定是直接接触，也可以通过缓冲板5进行间接受力；为了能够将所述缓冲板5填充于相邻两个所述板梁1之间，由于所述上座板4和所述下座板3也属于各自板梁1的一部分，所述上座板4和所述下座板3的高度可以小于所述板梁1高度的一半，方便将所述缓冲板5在所述上座板4和所述下座板3之间填充。
50.应当注意的是，由于所述上座板4和所述下座板3并不是孤立存在的，而是与对应的所述板梁1一体成型设置，因此，所述上座板4和所述下座板3也可看成是对应板梁1的一部分，当相邻两个所述板梁1的连接处未设置所述连接座板结构时或者因描述的需要而需要借助临时借助这一概念时，所述板梁1的连接端部可以仅表示相邻两个所述板梁1的在连接位置的端部，但是，当相邻两个所述板梁1分别与所述上座板4和所述下座板3一体成型时，所述板梁1的连接处会随着所述上座板4和所述下座板3的存在进行调整。
51.上述实施方式的工作流程可以为：在实际施工的过程中，向所述下座板3上的所述横向限位齿32上套设所述缓冲块33，然后将所述缓冲板5紧挨所述下座板3，以及与所述下座板3一体成型的所述板梁1，最后，将所述下座板3与所述上座板4吻合安装，使得桥面在顺桥方向上具有抗变形位移的能力，并且，在上座板4和下座板3的吻合过程中，需将所述下座板3上的横向限位齿32以及缓冲块33安装在所述上座板4的所述滑槽41内，以使所述板梁1与板梁1之间能够在横桥方向上具有抗变形位移的能力，并增加上座板4与下座板3之间的缓冲性能。
52.在正常条件下：所述多跨板梁桥由支座2承受水平及竖直荷载。
53.在应对顺桥方向地震变形位移时：
54.(1)桥面整体位移，板梁1桥的一端脱离支座2，由于相邻所述板梁1的上下座板3吻合，可以形成临时支撑，防止落梁；
55.(2)桥面整体位移且开裂，上下座板3提供可提供一定的变形量。
56.在应对横桥方向地震变形位移时：通过所述横向限位齿32和所述缓冲块33，不仅保证了相邻所述板梁1连接端部处的铰接，而且能够抵抗横桥方向上的作用力，并提供了一定的偏角幅度。
57.为了能够增强对所述固定槽31的固定性，所述下座板3的所述上表面上凹设有固定槽31，所述横向限位齿32的底端固定于所述固定槽31内，从而增大对所述横向限位齿32的抗性，使其能够承受更大的作用力。
58.为了扩大所述横向限位齿32的受力方向和作用方向，所述横向限位齿32呈圆柱状；而且，为了便于所述缓冲块33套设在所述横向限位齿32上，所述缓冲块33上开设有供所述横向限位齿32上下贯穿的圆柱状通孔，所述圆柱型通孔的形状和尺寸与所述横向限位齿32的形状和尺寸一致。
59.为了将所述板梁1与板梁1之间的缝隙完全填充，增大所述缓冲板5的缓冲作用，所述缓冲板5呈折线形，折线形的所述缓冲板5包括依次设置的第一竖向缓冲部51、水平缓冲部52、以及第二竖向缓冲部53，所述第一竖向缓冲部51、所述水平缓冲部52、以及所述第二竖向缓冲部53通常一体成型设置；其中，所述第一竖向缓冲部51填充于所述上座板4与所述连接端部之间，以将所述缓冲板5填充于其中一个所述板梁1的上座板4与另一个所述板梁1的连接端部之间；所述水平缓冲部52填充于所述上座板4与所述下座板3之间，以将所述缓冲板5填充于所述上座板4和所述下座板3之间；所述第二竖向缓冲部53填充于所述下座板3与所述连接端部之间，以所述缓冲板5填充于将所述另一个所述板梁1的所述下座板3与所述其中一个所述板梁1的连接端部之间。因此，折线形的所述缓冲板5能够与所述连接座板结构相契合，增大所述连接座板的缓冲性能，从而提高抗变形能力。
60.为了增加所述缓冲板5的牢固性，所述缓冲板5的所述第二竖向缓冲部53通过粘性材料与所述下座板3固定连接，即折线形的所述缓冲板5可以采用胶水固定在所述下座板3的表面。
61.为了能够将所述缓冲板5填充于相邻两个所述板梁1之间，尤其是填充于所述上座板4与所述下座板3之间，所述缓冲板5在所述水平缓冲部52开设有所述安装孔54，从而便于安装折线形的所述缓冲板5；另外，所述安装孔54的横截面应不小于所述滑槽41的横截面，以免所述缓冲板5对所述横向限位齿32在所述滑槽41内的滑移造成干扰。
62.另外，本领域技术人员应当知道的是，由于所述缓冲块33和所述缓冲板5具有缓冲性，其本身应当会有一定的伸缩性，因此，在实际施工过程中，参照图6可以仅在所述水平缓冲部52开设有所述安装孔54，当然，为了施工方便，参照图7也可以在所述第一竖向缓冲部51开设一个安装孔54，两个所述安装孔54一体成型，构成一个大的安装孔54。
63.为了便于将所述上座板4和所述下座板3吻合安装，所述上座板4开设的所述滑槽41延伸至所述上座板4的延伸端，从而能够快速地将所述横向限位齿32和所述缓冲块33安装在所述滑槽41内，需知道的是，所述上座板4的延伸端是指所述上座板4朝向相邻两个所述板梁1的连接处的一端。
64.作为对缓冲材质的一种选择，兼顾实际上的应用性和成本，所述缓冲板5和所述缓冲块33均为橡胶材质。
65.作为上述实施方式的其中一个设计实例：
66.所述下座板3的高度可以为梁高/2减0.5cm，所述下座板3的长度可以为20cm。
67.所述下座板3的中间设置宽度为20cm，长度为20cm，深度为1cm的固定槽31，所述固定槽31中固定有高度为11cm，半径为9cm的圆柱形的所述横向限位齿32，圆柱形的所述横向限位齿32外套设有橡胶材质的缓冲块33。
68.橡胶材质的所述缓冲块33的高度为11cm，长度和宽度均为20cm，并且，搜书缓冲块33的中间设置半径9cm圆柱状通孔。
69.所述上座板4的高度为梁高/2减0.5cm，长度为20cm。
70.所述上座板4上设置有宽度为20cm，长度为20cm，深度为10cm滑槽41，所述滑槽41的位置与所述横向限位齿32的位置上下对应。
71.所述上座板4与连接端部的缝宽、以及所述下座板3与连接端部的接头缝宽均为2～4cm，所述两个板梁1之间的缝隙处设置橡胶材质的折线形的所述缓冲板5，所述缓冲板5在对应所述横向限位齿32、所述缓冲块33以及所述滑槽41的部分开孔，折形形的所述缓冲板5的水平部分的厚度为1cm，竖直部分同缝宽。折线形的所述缓冲板5采用胶水固定在下座板3表面。
72.另外，作为对所述防地震落梁结构的深化，由于两个两个所述板梁1之间需要具有上述各实施方式中的特定结构，因此，当所述板梁1在整个梁桥上的位置不同时，防地震落梁结构的位置和设定方式需要与所述板梁1的位置相适应。
73.具体地，所述在所述板梁1为始架梁6时，所述始架梁6的一端为竖直断面，另一端与所述下座板3一体成型设置；在所述板梁1为末架梁7时，所述末架梁7的一端为竖直断面，另一端与所述上座板4一体成型设置；在所述板梁1为中间梁8时，所述中间梁8的一端与所述上座板4一体成型设置，另一端与所述下座板3一体成型设置；在所述中间梁8为合拢梁9时，所述合拢梁9的两端均一体成型地设置有所述上座板4。
74.即：在所述板梁为始架梁6时，所述始架梁6的始架端为竖直断面，另一端为与所述下座板3一体成型的所述连接端部；
75.在所述板梁为末架梁7时，所述末架梁7的末架端为竖直断面，另一端为与所述上座板4一体成型的所述连接端部；
76.在所述板梁为中间梁8时，所述中间梁8的一端为与所述上座板4一体成型的所述连接端部，另一端为与所述下座板3一体成型的所述连接端部；
77.在所述中间梁为合拢梁9时，所述合拢梁9的两端均为与所述上座板4一体成型的所述连接端部。
78.其中，所述始架梁6和所述末架梁7设置于梁桥的两端，通常情况下梁桥的一端设有所述始架梁6，另一端设有所述末架梁7，但是，也一些情况下啊，所述梁桥的两端可以均设置所述始架梁6。
79.为了能够提高从整体上提高所述板梁1的防地震落梁性能，本发明还提供了一种板梁系统，包括如上述任意实施方式所述的防地震落梁结构。即所述板梁系统由多个所述板梁1按照所述防地震落梁结构搭建而成。
80.其中，所述板梁1与板梁1的关系具体可以为，当所述梁桥的一端设有所述始架梁6，另一端设有所述末架梁7时，参照图12，所述所述始架梁6与所述末架梁7之间通常会设置所述中间梁8，以将多个所述板梁1构成一个整体；例如：始架梁6、中间梁8、......、末架梁7。
81.当所述所述梁桥的两端可以均设置所述始架梁6时，参照图13，需要在所述中间梁8与中间梁8之间或者两个所述始架梁6之间设置所述合拢梁9，以将所述板梁1进行整体上的搭建。例如：始架梁6、中间梁8、......、合龙梁、中间梁8、始架梁6。
82.此外，需知道的是，上述任意实施方式所述防地震落梁结构或所述板梁系统还可以用于与整个梁桥，从而获得一种多跨板梁桥，提高所述梁桥的抗震性能。
83.本发明的上述技术方案中，以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的技术构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围。