本發(fā)明涉及隔震裝置，具體涉及一種抗拉防落梁組合隔震裝置及其施工方法。

背景技術(shù)：

汶川大地震的警示之一,就是應(yīng)當(dāng)高度關(guān)注橋梁減震與隔震技術(shù)的研究和應(yīng)用。橋梁領(lǐng)域中廣泛采用的隔震措施為鉛芯橡膠隔震支座。該支座由橡膠片和薄鋼板交替疊合后硫化而成，并灌有鉛棒。其中，薄鋼板的作用是約束橡膠片的橫向變形，使橡膠支座具有與常規(guī)構(gòu)件等同的豎向剛度。橡膠片的作用是提供需要的水平位移，降低水平剛度。鉛芯橡膠支座的減隔震機(jī)理是一方面利用鉛屈服后的低剛度延長(zhǎng)結(jié)構(gòu)的周期，另一方面利用其滯后效應(yīng)來消耗地震的能量。

目前，鉛芯橡膠隔震支座一般都是采用支座本身與抗震擋塊相結(jié)合的常規(guī)做法，即罕遇地震作用下利用支座來隔震消能，極罕遇地震作用下支座超過最大變形量發(fā)生破壞后，利用抗震擋塊來限制主梁變位以防止出現(xiàn)落梁現(xiàn)象。這種做法只適用于低烈度地震區(qū)，若應(yīng)用于高烈度地震區(qū)，會(huì)帶來如下兩個(gè)問題：

(1)鉛芯橡膠隔震支座的豎向抗拉能力較低，橡膠的容許拉應(yīng)力一般為1～2Mpa，僅為容許壓應(yīng)力的1/10左右。強(qiáng)震時(shí)支座容易超過容許拉應(yīng)力，極易造成主梁在地震時(shí)發(fā)生傾覆而導(dǎo)致落梁危險(xiǎn)。

(2)目前，為防止正常使用和地震作用下主梁發(fā)生橫橋向落梁的問題，一般采用在主梁底部或橋墩蓋梁頂部設(shè)置擋塊的方法來解決上述問題。擋塊與橋梁結(jié)構(gòu)之間通常留30mm左右的間隙。強(qiáng)震時(shí)主要應(yīng)對(duì)方法是加大抗震擋塊的幾何尺寸及配筋率來抵御地震能量。但是，大地震中高強(qiáng)度的抗震擋塊會(huì)將能量傳遞到橋梁的下部結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)，不但會(huì)造成較為嚴(yán)重的下部結(jié)構(gòu)破壞，而且現(xiàn)有擋塊因自身為混凝土或鋼的剛性結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，容易出現(xiàn)由于瞬時(shí)受力而造成擋塊脆性破壞的常見性問題。因此，設(shè)置擋塊的傳統(tǒng)做法來解決高烈度地震區(qū)防落梁?jiǎn)栴}，不但具有較大的技術(shù)缺陷，而且設(shè)計(jì)也不經(jīng)濟(jì)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，而提供一種既能滿足水平防落梁的功能，又能滿足豎向抗拉需要的抗拉防落梁組合隔震裝置及其施工方法。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種抗拉防落梁組合隔震裝置，其特征在于：包括用于水平防落梁的鉛芯橡膠隔震支座和用于豎向抗拉拔的抗拉拔裝置，所述鉛芯橡膠隔震支座連接在橋墩和主梁之間，抗拉拔裝置的一端固定在主梁的下底面，抗拉拔裝置的另一端固定在系梁的頂面，抗拉拔裝置包括反扣連接的上部U型鋼構(gòu)件和下部U型鋼構(gòu)件。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述上部U型鋼構(gòu)件包括上部水平鋼箱和固定在上部水平鋼箱兩側(cè)的上部豎直鋼板，所述下部U型鋼構(gòu)件包括下部水平鋼箱和固定在下部水平鋼箱兩側(cè)的下部豎直鋼板。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述上部水平鋼箱的上表面和/或下部水平鋼箱的下表面上設(shè)置有高阻尼橡膠塊。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述上部水平鋼箱和下部水平鋼箱相互垂直布置。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述上部U型鋼構(gòu)件通過預(yù)埋連接鋼板和錨筋固定在主梁的下底面，所述下部U型鋼構(gòu)件通過預(yù)埋連接鋼板和錨筋固定在系梁的頂面。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述鉛芯橡膠隔震支座的橫向兩側(cè)固定有防落梁的柔性鋼索。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述鉛芯橡膠隔震支座包括鉛芯橡膠隔震支座本體和分別固定在鉛芯橡膠隔震支座本體上下兩端的上座板和下座板，所述柔性鋼索的兩端分別固定在上座板和下座板上。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述上座板和下座板通過錨栓和預(yù)埋連接鋼板分別固定在主梁的底面和橋墩上端的墊石上。

本發(fā)明還提供一種抗拉防落梁組合隔震裝置的施工方法，其特征在于，包括如下步驟：

1)橋墩施工時(shí)，系梁頂面預(yù)埋連接抗拉拔裝置的連接鋼板及錨筋，橋墩的墊石處預(yù)留錨栓孔；主梁現(xiàn)澆(或預(yù)制)過程中，預(yù)埋主梁梁底連接鉛芯橡膠隔震支座的連接鋼板預(yù)留錨栓孔、以及連接抗拉拔裝置的連接鋼板及錨筋；

2)在橋墩的墊石上標(biāo)出鉛芯橡膠隔震支座的位置中心線，上座板上標(biāo)出位置中心線,整體吊裝鉛芯橡膠隔震支座，找準(zhǔn)墊石上的設(shè)計(jì)中心位置，用鋼質(zhì)楔塊調(diào)整鉛芯橡膠隔震支座水平到設(shè)計(jì)標(biāo)高；

3)然后通過錨栓將鉛芯橡膠隔震支座的上座板、下座板分別與主梁的底面和墊石的頂面的預(yù)埋鋼板連接起來；

4)砂漿灌注預(yù)留錨栓孔，待砂漿硬化后拆除四塊鋼質(zhì)楔塊，并用砂漿填滿空位，灌注密實(shí)；

6)將抗拉拔裝置的上部U型鋼構(gòu)件、下部U型鋼構(gòu)件按反扣的連接形式初步在系梁頂就位，然后通過錨栓分別將上部U型鋼構(gòu)件、下部U型鋼構(gòu)件分別與主梁底面及系梁頂面的預(yù)埋連接鋼板連接，并根據(jù)系梁頂面和主梁底面實(shí)際高程，對(duì)上部U型鋼構(gòu)件、下部U型鋼構(gòu)件接觸處高阻尼橡膠塊位置進(jìn)行微調(diào)，以保證兩者可靠連接。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述鉛芯橡膠隔震支座的四角高差不大于2mm。

本發(fā)明具有的優(yōu)點(diǎn)如下：

(1)帶水平防落梁功能的鉛芯橡膠隔震支座兼具隔震和水平防落梁雙重功能，鉛芯橡膠隔震支座通過柔性鋼索限制位移，具有緩沖保護(hù)作用，防止落梁的同時(shí)可有效降低二次破壞的概率；使得鉛芯橡膠隔震支座具備良好的豎向抗拉能力，且該鉛芯橡膠隔震支座不影響水平隔震的力學(xué)性能，且支座需要具備構(gòu)造簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)性好的特點(diǎn)。

(2)豎向抗拉拔裝置對(duì)結(jié)構(gòu)水平約束體系不產(chǎn)生影響，僅承受豎向地震力作用，實(shí)現(xiàn)抗拉拔功能，避免了支座豎向受損以及更為嚴(yán)重的豎向落梁破壞；

(3)將鉛芯橡膠隔震支座和抗拉拔裝置組合安裝布置，形成一種可用于高烈度區(qū)橋梁抗拉防落梁隔震裝置。該裝置體系明確，受力清晰，構(gòu)造簡(jiǎn)單，經(jīng)濟(jì)實(shí)用，具有良好的抗拉拔、防落梁及隔震效果，在高烈度地震區(qū)橋梁設(shè)計(jì)上具有較好的適用性。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為圖1中抗拉拔裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為圖2的右視結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為鉛芯橡膠隔震支座安裝在橋墩和主梁之間的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中，1-橋墩，2-墊石，3-主梁，4-系梁，5-抗拉拔裝置，6-鉛芯橡膠隔震支座，7-上部U型鋼構(gòu)件，8-下部U型鋼構(gòu)件，9-上部水平鋼箱，10-下部水平鋼箱，11-上部豎直鋼板，12-下部豎直鋼板，13-高阻尼橡膠塊，14-柔性鋼索，15-錨筋，16-鉛芯橡膠隔震支座本體，17-上座板，18-下座板，19-錨栓。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的實(shí)施情況，但它并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限定，僅做舉例而已。同時(shí)通過說明，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)將變得更加清楚和容易理解。

如圖1所示：一種抗拉防落梁組合隔震裝置，其特征在于：包括用于水平防落梁的鉛芯橡膠隔震支座6和用于豎向抗拉拔的抗拉拔裝置5，鉛芯橡膠隔震支座6連接在橋墩1和主梁3之間，抗拉拔裝置5的一端固定在主梁3的下底面，抗拉拔裝置5的另一端固定在系梁4的頂面，抗拉拔裝置5包括反扣連接的上部U型鋼構(gòu)件7和下部U型鋼構(gòu)件8。

如圖2、圖3所示：上部U型鋼構(gòu)件7包括上部水平鋼箱9和固定在上部水平鋼箱9兩側(cè)的上部豎直鋼板11，下部U型鋼構(gòu)件8包括下部水平鋼箱10和固定在下部水平鋼箱10兩側(cè)的下部豎直鋼板12。上部水平鋼箱9的上表面和/或下部水平鋼箱10的下表面上設(shè)置有高阻尼橡膠塊13。上部水平鋼箱9和下部水平鋼箱10相互垂直布置。上部水平鋼箱9和下部水平鋼箱10緊貼接觸。在豎向地震力作用下，抗拉拔裝置5約束主梁3與橋墩1之間的豎向相對(duì)位移，通過水平鋼箱承受豎向力產(chǎn)生的彎矩，豎直鋼板承受豎向拉力，構(gòu)件的數(shù)量和尺寸根據(jù)豎向地震力大小進(jìn)行確定。在水平面內(nèi)，上部U型鋼構(gòu)件7和下部U型鋼構(gòu)件8各方向均能自由地相對(duì)運(yùn)動(dòng)，對(duì)結(jié)構(gòu)水平結(jié)構(gòu)體系不產(chǎn)生影響。

其中，上部U型鋼構(gòu)件7通過預(yù)埋連接鋼板和錨筋15固定在主梁3的下底面，下部U型鋼構(gòu)件8通過預(yù)埋連接鋼板和錨筋15固定在系梁4的頂面。在本實(shí)施例中，如圖1所示，兩個(gè)抗拉拔裝置5并排布置在主梁3和系梁4之間。在實(shí)際應(yīng)用中，受豎向空間限制抗拉拔裝置5可布置系梁4的頂面上或通過牛腿固定在橋墩1的側(cè)面，抗拉拔裝置5的數(shù)量也可以根據(jù)實(shí)際需要布置。

如圖4所示，鉛芯橡膠隔震支座6的橫向兩側(cè)固定有防落梁的柔性鋼索14。當(dāng)主梁3在水平方向達(dá)到一定位移量時(shí)，柔性鋼索14對(duì)主梁3產(chǎn)生水平約束，實(shí)現(xiàn)水平防落梁的效果。在實(shí)際應(yīng)用中，柔性鋼索14的布置位置和長(zhǎng)度可根據(jù)鉛芯橡膠隔震支座6位移量與防落梁需求方向進(jìn)行確定。

鉛芯橡膠隔震支座6包括鉛芯橡膠隔震支座本體16和分別固定在鉛芯橡膠隔震支座本體16上下兩端的上座板17和下座板18，柔性鋼索14的兩端分別固定在上座板17和下座板18上。其中，上座板17和下座板18通過錨栓19和預(yù)埋連接鋼板分別固定在主梁3的底面和橋墩1上端的墊石2上。

一種抗拉防落梁組合隔震裝置的施工方法，其特征在于，包括如下步驟：

1)橋墩1施工時(shí)，系梁4頂面預(yù)埋連接抗拉拔裝置5的連接鋼板及錨筋15，橋墩1的墊石2處預(yù)留錨栓孔；主梁3現(xiàn)澆(或預(yù)制)過程中，預(yù)埋主梁3梁底連接鉛芯橡膠隔震支座6的連接鋼板預(yù)留錨栓孔、以及連接抗拉拔裝置5的連接鋼板及錨筋15。

2)在橋墩1的墊石2上標(biāo)出鉛芯橡膠隔震支座6的位置中心線，上座板17上標(biāo)出位置中心線,整體吊裝鉛芯橡膠隔震支座6，找準(zhǔn)墊石2上的設(shè)計(jì)中心位置，用鋼質(zhì)楔塊調(diào)整鉛芯橡膠隔震支座6水平到設(shè)計(jì)標(biāo)高。

3)然后通過錨栓19將鉛芯橡膠隔震支座6的上座板17、下座板18分別與主梁3的底面和墊石2的頂面的預(yù)埋鋼板連接起來，保證鉛芯橡膠隔震支座6的四角高差不大于2mm。

4)砂漿灌注預(yù)留錨栓孔，待砂漿硬化后拆除四塊鋼質(zhì)楔塊，并用砂漿填滿空位，灌注密實(shí)。在實(shí)際施工中，可用環(huán)氧砂漿灌注預(yù)留孔，可在上座板17與主梁模板之間的空隙處填充紗布或軟木板。

6)將抗拉拔裝置5的上部U型鋼構(gòu)件7、下部U型鋼構(gòu)件8按反扣的連接形式初步在系梁4頂就位，然后通過錨栓分別將上部U型鋼構(gòu)件7、下部U型鋼構(gòu)件8分別與主梁3底面及系梁4頂面的預(yù)埋連接鋼板連接，并根據(jù)系梁4頂面和主梁3底面實(shí)際高程，對(duì)上部U型鋼構(gòu)件7、下部U型鋼構(gòu)件8接觸處高阻尼橡膠塊13位置進(jìn)行微調(diào)，以保證兩者可靠連接，確保在地震作用下發(fā)揮抗拉拔效果的同時(shí)，避免鉛芯橡膠隔震支座6的豎向破壞。

其它未經(jīng)詳細(xì)描述的內(nèi)容屬于本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的現(xiàn)有技術(shù)。