本技术介绍了一种新型可更换弯曲钢条-剪切板金属阻尼器及其安装方法,应用于桥梁工程。该阻尼器由左连接钢板、右连接钢板、螺栓固定板、高强螺栓和耗能组件构成,其中左连接钢板设计用于连接和固定。
背景技术
我国处于环太平洋地震带及欧亚地震带之间,高烈度区分布广泛,因此高烈度区内的桥梁结构,易受到地震作用的影响。对于需要在墩柱间增设混凝土系梁来增加桥墩的稳定性和横向刚度的桥梁,一旦遭受到地震荷载,极易因为混凝土系梁与墩柱连接位置产生弯剪破坏,进而导致整个桥梁发生破坏。
桥墩设计时,通常将混凝土系梁作为延性构件设计,需要保证在混凝土系梁端部位置出现破坏,通过自身的塑性变形消耗地震荷载,保护桥墩其他位置不受破坏。所以在地震作用下,往往墩柱-混凝土系梁连接位置处最先形成塑性铰,而一旦混凝土系梁破坏,严重丧失工作能力,就会导致结构体系改变,进而使整个桥墩更容易发生破坏。因此在混凝土系梁上增设阻尼器可以改善桥墩的抗震性能,避免桥墩过早发生破坏。
常见的桥梁用阻尼器有粘滞阻尼器、摩擦阻尼器、金属阻尼器等。其中粘滞阻尼器能够提供较大的阻尼力,有效地耗散输入结构的能量,从而显著减少结构的振动响应。但阻尼器性能受环境、温度等影响,且内部粘滞流体可能会因密封不严或老化等原因而泄漏进而影响阻尼器性能,不利于高烈度区等环境条件复杂的情况;摩擦阻尼器造价低,力学模型简单,能够有效控制结构的侧向位移,但是其摩擦力大小需要通过调节预紧力确定,性能受温度影响较大,且不利于在高烈度区等地形复杂情况下的安装与维护;金属阻尼器是利用金属材料加工形成不同形状并在桥梁系梁等位置安装的耗能装置,具有广泛的应用前景。金属阻尼器的研发和应用,等于给桥梁装上了“安全气囊”,在地震来临时,阻尼器最大限度吸收和消耗了地震对结构的冲击能量,大大缓解了地震对结构造成的冲击和破坏。采用金属阻尼器不仅可以达到质量轻、易施工、可更换等优点,还可以增强结构的抗震性能。
目前常见的金属阻尼器有剪切型金属阻尼器、弯曲型金属阻尼器以及弯剪型金属阻尼器等。剪切型阻尼器可以提供较大的刚度,但剪切板破坏较迅速。弯曲型阻尼器能够产生较大耗能,且破坏较缓慢,但其抗侧向刚度较剪切板小。现有的弯剪型阻尼器具有较大的刚度及耗能能力,但其可更换能力相对有限,仍需要进行新型形式的探索,寻求更适合于高烈度区地形条件复杂情况下的阻尼器构造,使得桥梁系梁能够在一定程度得到保护且便于震后更换。
实现思路