本發(fā)明涉及橋梁工程技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種減隔震結(jié)構(gòu)及其減震方法。
背景技術(shù)：
連續(xù)梁橋是指兩跨或兩跨以上連續(xù)的梁橋，屬于超靜定體系。連續(xù)梁在恒活載作用下，產(chǎn)生的支點(diǎn)負(fù)彎矩對跨中正彎矩有卸載的作用，使內(nèi)力狀態(tài)比較均勻合理，因而梁高可以減小，由此可以增大橋下凈空，節(jié)省材料，且剛度大，整體性好，超載能力大，安全度大，橋面伸縮縫少，并且因?yàn)榭缰薪孛娴膹澗販p小，使得橋跨可以增大。然而大跨度低墩連續(xù)梁橋由于上部結(jié)構(gòu)梁體重、橋墩矮，在地震力作用下，下部結(jié)構(gòu)會承受很大的地震水平力，可能會導(dǎo)致支座剪斷、梁體滑落的危險。為了避免前述危險的產(chǎn)生，通常會大幅增加橋梁下部結(jié)構(gòu)材料用量或采取減隔震措施。由于增加橋梁下部結(jié)構(gòu)材料會大幅增加工程造價，故通常采取減隔震措施。
目前對大跨度連續(xù)梁橋的減隔震措施主要有以下兩種：
1)采用阻尼器或lock-up裝置，采用這種抗震方法的主要缺點(diǎn)是只能減小固定墩的縱向地震反應(yīng)，且存在阻尼器或lock-up裝置耐久性不夠和養(yǎng)護(hù)要求高的問題。當(dāng)?shù)卣鹆^大時，即使地震力由2個或多個主墩共同承擔(dān)，可能也無法滿足抗震設(shè)計要求；
2)采用減隔震支座，目前主要采用的減隔震支座有鉛芯橡膠支座和雙曲面減隔震支座。由于鉛芯橡膠支座所能承受的豎向荷載較小，很難在大跨度連續(xù)梁橋中應(yīng)用；雙曲面減隔震支座能減小縱橋向和橫橋向地震反應(yīng)，但大噸位雙曲面減隔震支座尺寸大、用鋼量多，造價較高。
因此，如何提供一種能夠減輕大跨度低墩連續(xù)梁橋上部結(jié)構(gòu)對下部結(jié)構(gòu)的地震作用力，控制梁體水平位移，且結(jié)構(gòu)簡單、經(jīng)濟(jì)合理的減隔震結(jié)構(gòu)是本領(lǐng)域技術(shù)人員亟需解決的技術(shù)問題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
針對目前大跨度低墩連續(xù)梁橋的減隔震方式或存在減震效果不理想或造價高的問題，本發(fā)明提供一種結(jié)構(gòu)簡單、節(jié)省成本的減隔震結(jié)構(gòu)及減震方法，以減少橋梁上部結(jié)構(gòu)對下部結(jié)構(gòu)的地震作用力，并控制梁體水平位移。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：
一種減隔震結(jié)構(gòu)，包括若干間隔設(shè)置于橋梁上、下部結(jié)構(gòu)之間的若干球型支座，至少一個橡膠支座并排間隔設(shè)置于相鄰的所述球型支座之間，所述橡膠支座由上至下依次為上墊塊、橡膠支座本體以及下墊塊，所述橡膠支座本體的頂端和底端分別設(shè)有上、下支座鋼板，所述上、下支座鋼板與對應(yīng)的所述上、下墊塊之間分別設(shè)有上、下墊塊鋼板，上、下墊塊鋼板埋入上、下墊塊內(nèi)。
進(jìn)一步地，所述上、下墊塊鋼板分別與對應(yīng)的所述上、下支座鋼板螺栓連接或焊接連接。
進(jìn)一步地，所述球型支座為非抗震型支座。
進(jìn)一步地，所述橡膠支座本體為板式疊層橡膠支座。
進(jìn)一步地，所述橡膠支座通過其上、下支座鋼板與橋梁上、下部結(jié)構(gòu)固定連接。
本發(fā)明還公開了一種連續(xù)梁橋的減震方法，包括如下步驟：
步驟一：在橋梁上、下部結(jié)構(gòu)之間固定連接球型支座和橡膠支座，并使得球型支座和橡膠支座并排間隔設(shè)置；
步驟二：當(dāng)?shù)卣鸢l(fā)生且側(cè)向力超過水平地震力閾值時，球型支座被剪斷，橡膠支座和位于其上下兩端的上、下支座鋼板不發(fā)生相對滑動，從而橡膠支座和球型支座共同承受水平力，減少了地震作用力，實(shí)現(xiàn)了控制梁橋梁體水平位移。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于：
一、本發(fā)明提供的減隔震結(jié)構(gòu)，在橋梁上、下部結(jié)構(gòu)之間間隔設(shè)置球型支座，并在球型支座之間并排穿插設(shè)置橡膠支座，當(dāng)?shù)卣鸢l(fā)生時，地震作用力剪斷承受豎向力的球型支座，此時，橡膠支座牢固設(shè)置于橋梁上、下結(jié)構(gòu)之間，使得橡膠支座和球型支座共同承受水平地震力，從而起到控制梁橋水平位移，防止水平地震力對連續(xù)梁橋造成的破壞。此外，橡膠支座和球型支座二者受力明確、結(jié)構(gòu)簡單、安裝方便，節(jié)省了成本，從而該減隔震結(jié)構(gòu)具有非常廣闊的應(yīng)用前景。
二、本發(fā)明提供的減隔震結(jié)構(gòu)的減震方法，首先在橋梁上、下部結(jié)構(gòu)之間固定連接球型支座和橡膠支座，并使得球型支座和橡膠支座并排間隔設(shè)置；然后當(dāng)?shù)卣鸢l(fā)生且側(cè)向力超過水平地震力閾值時，球型支座被剪斷，橡膠支座和位于其上下兩端的上、下支座鋼板不發(fā)生相對滑動，從而橡膠支座和球型支座共同承受水平力，減少了地震作用力，實(shí)現(xiàn)了控制梁橋梁體水平位移，從而防止水平地震力對大跨度低墩連續(xù)梁橋產(chǎn)生的破壞。該減震方法操作簡便，所采用的減隔震結(jié)構(gòu)制作簡單，安裝方便，可以工廠批量生產(chǎn)，大大提升了建筑工業(yè)化水平，具有較好地推廣價值。
附圖說明
圖1為本發(fā)明一實(shí)施例的減隔震結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中：11-橋梁上部結(jié)構(gòu)；12-橋梁下部結(jié)構(gòu)；20-球型支座；30-橡膠支座本體；31-上支座鋼板；32-下支座鋼板；41-上墊塊；42-下墊塊；43-上墊塊鋼板；44-下墊塊鋼板。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明提出的一種減隔震結(jié)構(gòu)及其減震方法作進(jìn)一步詳細(xì)說明。根據(jù)下面的說明，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和特征將更清楚。以下將由所列舉之實(shí)施例結(jié)合附圖，詳細(xì)說明本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容及特征。需另外說明的是，附圖均采用非常簡化的形式且均使用非精準(zhǔn)的比例，僅用以方便、明晰地輔助說明本發(fā)明實(shí)施例的目的。為敘述方便，下文中所述的“上”、“下”與附圖的上、下的方向一致，但這不能成為本發(fā)明技術(shù)方案的限制。
實(shí)施例一
請參閱圖1，一種減隔震結(jié)構(gòu)，包括若干間隔設(shè)置于橋梁上、下部結(jié)構(gòu)(11、12)之間的若干球型支座20，至少一個橡膠支座(未圖示)并排間隔設(shè)置于相鄰的球型支座20之間，橡膠支座由上至下依次為上墊塊41、橡膠支座本體30以及下墊塊42，橡膠支座本體30的頂端和底端分別設(shè)有上、下支座鋼板(31、32)，上、下支座鋼板(31、32)與對應(yīng)的上、下墊塊(41、42)之間分別設(shè)有上、下墊塊鋼板(43、44)，上、下墊塊鋼板(43、44)埋入上、下墊塊(41、42)內(nèi)。具體來說，通過在大跨度低墩連續(xù)梁橋的上、下部結(jié)構(gòu)(11、12)之間設(shè)置多個球型支座20，可以承受豎向的地震力。然而，對大跨度低墩連續(xù)梁橋等建筑物破壞更大的水平地震力僅僅依靠球型支座20是無法承受的。因此，面對前述問題，可以在相鄰的球型支座20之間間隔設(shè)置多個能夠抵抗水平地震力的橡膠支座，使得橡膠支座本體30和上、下支座鋼板(31、32)固定連接，確保在地震作用力下球型支座20被間斷后，橡膠支座本體30和上、下支座鋼板(31、32)之間不發(fā)生相對滑動，從而橡膠支座和球型支座20共同承受水平力，以起到控制梁橋梁體水平位移，防止水平地震力對建筑物造成破壞的作用。而且，橡膠支座和球型支座二者受力明確、結(jié)構(gòu)簡單、安裝方便，節(jié)省了成本。
較佳地，為了進(jìn)一步防止橡膠支座產(chǎn)生滑動，保證控制梁體水平位移的效果，上、下墊塊鋼板(43、44)分別與對應(yīng)的上、下支座鋼板(31、32)焊接連接或螺栓連接，上、下墊塊鋼板(43、44)與上、下墊塊(41、42)固定連接。
較佳地，球型支座為非抗震型支座，不需要承受很大的水平力，從而簡化了球型支座的構(gòu)造，縮小了球形支座尺寸降低了球型支座的制造和安裝成本。
較佳地，橡膠支座本體30為板式疊層橡膠支座，結(jié)構(gòu)簡單、生產(chǎn)成本低，便于更換。
較佳地，為了確保安裝牢固性，橡膠支座通過其上、下墊塊鋼板(43、44)上設(shè)置錨固鋼筋與橋梁上、下部結(jié)構(gòu)(11、12)固定連接。
實(shí)施例二
請繼續(xù)參閱圖1，本實(shí)施例公開了一種利用本發(fā)明的減隔震結(jié)構(gòu)的減震方法，包括步驟如下：
步驟一：在橋梁上、下部結(jié)構(gòu)(11、12)之間固定連接球型支座20和橡膠支座，并使得球型支座20和橡膠支座并排間隔設(shè)置；
步驟二：當(dāng)?shù)卣鸢l(fā)生且側(cè)向力超過水平地震力閾值時，球型支座20被剪斷，橡膠支座和位于其上下兩端的上、下支座鋼板(31、32)不發(fā)生相對滑動，從而橡膠支座和球型支座20共同承受水平力，減少了地震作用力，實(shí)現(xiàn)了控制梁橋梁體水平位移，從而防止水平地震力對大跨度低墩連續(xù)梁橋產(chǎn)生的破壞。
上述描述僅是對本發(fā)明較佳實(shí)施例的描述，并非對本發(fā)明范圍的任何限定，本發(fā)明領(lǐng)域的普通技術(shù)人員根據(jù)上述揭示內(nèi)容做的任何變更、修飾，均屬于權(quán)利要求書的保護(hù)范圍。