一种外置耗能角钢装配式挡块的制作方法

1.本实用新型涉及减震隔震领域，具体来讲涉及的是一种可广泛的应用于建筑房屋、生命线工程、医疗设备等减震防护领域的外置耗能角钢装配式挡块。


背景技术：

2.我国大陆大部分地区位于地震烈度vii度以上区域，在我国经济高速发展对安全的需求与我国广大城市所面临的严重地震灾害威胁产生了鲜明的矛盾，尤其是最近几次我国大地震(汶川地震、玉树地震、鲁甸地震)更是造成了巨大的人员伤亡和财产损失使这种矛盾更加激化。在大地震中，医疗建筑等设施也发生了巨大的破坏，更进一步加剧了伤亡，造成巨大的社会影响。我国生命线工程防震减灾的主要任务包括：加强国家重大生命线工程沿线地区地震监测设施建设，保障生命线工程地震安全、有重点地提高大中城市、重大生命线工程的地震灾害防御能力。居安思危，基于桥梁挡块的地震震害以及地震安全隐患，本实用新型着重从新材料及结构形式设计上对混凝土挡块进行加强来抵抗地震作用。
3.该材料的研究尚未发现应用于桥梁混凝土挡块，因此，很有必要进行探索性研究，本项目的泡沫金属挡块实用技术将产生重大的经济效益，一则促进泡沫金属的大量应用，另外，对其他地震重点监测防御区来说，本技术将大大增加桥梁的安全性，间接经济效率显著，可为一般中小桥梁的抗震设计甚至其他类型桥梁的设计的科学依据，为防灾减灾任务的顺利实施和防灾减灾事业添砖加瓦。
4.汶川大地震后，国内外众多学者对桥梁结构震害经过调研发现，抗震挡块破坏非常普遍，而且非常严重。在汶川地震中，位于都江堰市虹口乡高原村的高原大桥，由于简支梁桥各跨是通过桥墩台简支相连，其抵御横向地震力的方式仅是在桥墩处设置横向挡块将其约束，其挡块已出现严重挤压破坏，完全无法抵御更大的横向地震力作用。岷江大桥位于映秀镇213国道跨越岷江处，地震中桥梁发生顺时针方向的转动，上部结构在两岸的位移方向正好相反，混凝土挡块碰撞破坏。庙子坪大桥、百花大桥的挡块都遭受严重破坏等等。
5.国内学者通过防落梁装置对隔震桥梁动力特性影响的分析认为，挡块类型、刚度、挡块间距等参数的选择对挡块在桥梁中发挥的作用及对隔震桥梁动力响应的影响十分明显，并以一座三跨连续梁为例进行了验证。总结了国外8种pc桥防落梁构造，认为挡块对横向防落梁效果较好，对纵向防落梁效果较差。经过对海城地震和唐山地震的调查统计分析发现有纵横向防震挡块的桥梁易损性低，同样可以看出挡块的作用。利用杆单元梁端两节点分别与墩梁主从的方法，建立了计算用的挡块单元，并与胡世德一并设计了钉型和碗型橡胶挡块。虽然国内学者开展了这么多的研究，但中国规范对于挡块的设计仍然处在一个凭经验的盲区。
6.国外关于挡块的研究开展的较早，对挡块的破坏机理研究相对较透彻，因此规范相对完善。研究内容集中在挡块与桥台的连接方式。推荐采用钢筋连接挡块和桥台，并在接触面上加润滑剂的连接方式，让其形成一个薄弱面，破坏就发生在这个薄弱面上，限位主要靠摩擦力和连接钢筋，达到限位和保护桥台的目的。报告中给出了挡块约束力的计算公式
和挡块内竖向钢筋和横向钢筋的配筋面积计算公式。
7.把带挡块的简支梁桥简化成一个弹簧
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质量模型，把桥的自振周期、挡块刚度(采用的是钢板及在板后加加劲肋的挡块)、初始间隙作为参数进行了分析，选择了三条地震波e1centro、northridge和farlcfield三条地震波进行了分析并建议间隙为3mm。对跨越地震带的桥梁挡块的作用进行了分析，研究了三种情形：没有挡块、线弹性挡块和非线性挡块。认为挡块的存在改变了受力，有挡块和无挡块时，桥台和桥墩的变位和受力情况是不一样的，忽略挡块的作用未必是安全的，建议分别对线弹性挡块和无挡块两种情况进行分析，得出的结果可为非线性挡块的情况提供上下界限。
8.国内外的学者对混凝土挡块进行了大量的研究，但是绝大部分的研究都是集中在挡块自身抗震设计，即利用混凝土挡块自身的配筋、刚度等抵抗梁的碰撞力，也就部分研究填加橡胶垫片的形式来减轻挡块的震害，但是橡胶垫片不能耗能，只能起来降低碰撞刚度，增加碰撞动能的转化效率，其本质还是需要挡块来耗能。
9.在装配式结构发展的大环境下，预制挡块的研发和应用势在必行。


技术实现要素：

10.因此，为了解决上述不足，本实用新型在此提供一种外置耗能角钢装配式挡块；要解决传统桥梁防撞挡块施工周期长，在地震中无法额外耗能，阻尼分布不均匀，自恢复能力差，从而导致混凝土挡块在地震中发生严重破坏，坏了无法快速更新，进而导致桥梁上部结构发生严重破坏的问题，为此，本实用新型提供了外置耗能角钢装配式挡块，本实用新型具有环保，快速恢复和更换，稳定性强，阻尼分布均匀的特点。
11.本实用新型是这样实现的，构造一种外置耗能角钢装配式挡块；该结构包括装配式挡块体、螺栓、上法兰板、销板、角钢、固定螺母、下法兰板以及盖梁；
12.所述装配式挡块体位于盖梁上，装配式挡块体的两侧通过角钢与盖梁连接；装配式挡块体的下端开有空腔，该空腔内设置有上法兰板，盖梁上具有下法兰板，上法兰板与下法兰板之间设置销板。
13.优化的，装配式挡块体的内外两侧分别设置有角钢。
14.优化的，外侧角钢分别通过固定螺母实现与装配式挡块体和盖梁固定。
15.优化的，内侧角钢分别通过螺栓实现与装配式挡块体和盖梁固定。
16.优化的，在装配式挡块体与盖梁的内侧形成有用于容纳内侧角钢的凹腔。
17.本实用新型具有如下优点：本实用新型在此提供一种外置耗能角钢装配式挡块；要解决传统桥梁防撞挡块施工周期长，在地震中无法额外耗能，阻尼分布不均匀，自恢复能力差，从而导致混凝土挡块在地震中发生严重破坏，坏了无法快速更新，进而导致桥梁上部结构发生严重破坏的问题，为此，本实用新型提供了外置耗能角钢装配式挡块，本实用新型具有环保，快速恢复和更换，稳定性强，阻尼分布均匀的特点；具体为；
18.其1，本实用新型具有易更换特点，在大地震中螺栓和销板发生无法恢复的变形下，通过更换部件进行更换。
19.其2，本实用新型具有抵抗冲击荷载的效果，在强震过程中，螺栓和销板可以通过变形吸收大量的能量，抵抗来自梁端传来的冲击荷载，避免因结构受冲击荷载振动过大而造成结构的损坏。
20.其3，本实用新型具有阻尼分布均匀特点，由于螺栓和销板都是对称分布，可有效地提供支撑和吸收振动产生的能量。
21.其4，本实用新型可直接安装在桥梁挡块，安装简便、材料环保、具有减震耗能效果。
附图说明
22.图1为外置耗能角钢装配式挡块示意图；
23.图2为图1对应的a
‑
a剖面图；
24.图3为外置耗能角钢装配式挡块俯视图；
25.图4为外置耗能角钢装配式挡块等轴45o结构图；
26.图5为外置耗能角钢装配式挡块等轴135o结构图。
27.图6为本实用新型销板部位示意图。
28.其中：1、装配式挡块体，2、螺栓，3、上法兰板，4、销板，5、角钢，6、固定螺母，7、下法兰板，8、盖梁，9、空腔，10，凹腔。
具体实施方式
29.下面将结合附图1
‑
图6对本实用新型进行详细说明，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
30.本实用新型通过改进在此提供一种外置耗能角钢装配式挡块，如图1
‑
图6所示，可以按照如下方式予以实施；该结构包括装配式挡块体1、螺栓2、上法兰板3、销板4、角钢5、固定螺母6、下法兰板7以及盖梁8；所述装配式挡块体1位于盖梁8上，装配式挡块体1的两侧通过角钢5与盖梁8连接；装配式挡块体1的下端开有空腔9，该空腔9内设置有上法兰板3，盖梁8上具有下法兰板7，上法兰板3与下法兰板7之间设置销板4。
31.本实用新型所述外置耗能角钢装配式挡块实施时；装配式挡块体1的内外两侧分别设置有角钢5。
32.本实用新型所述外置耗能角钢装配式挡块实施时；外侧角钢5分别通过固定螺母6实现与装配式挡块体1和盖梁8固定。
33.本实用新型所述外置耗能角钢装配式挡块实施时；内侧角钢5分别通过螺栓2实现与装配式挡块体1和盖梁8固定。
34.本实用新型所述外置耗能角钢装配式挡块实施时；在装配式挡块体1与盖梁8的内侧形成有用于容纳内侧角钢的凹腔10。
35.与现有技术相比，本实用新型具有以下优点和效果：
36.其1，本实用新型具有易更换特点，在大地震中螺栓和销板发生无法恢复的变形下，通过更换部件进行更换。
37.其2，本实用新型具有抵抗冲击荷载的效果，在强震过程中，螺栓和销板可以通过变形吸收大量的能量，抵抗来自梁端传来的冲击荷载，避免因结构受冲击荷载振动过大而造成结构的损坏。
38.其3，本实用新型具有阻尼分布均匀特点，由于螺栓和销板都是对称分布，可有效地提供支撑和吸收振动产生的能量。
39.其4，本实用新型可直接安装在桥梁挡块，安装简便、材料环保、具有减震耗能效果。
40.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。