本發(fā)明涉及橋梁減隔震領(lǐng)域，具體涉及一種連續(xù)梁橋分區(qū)控制連接減震裝置，地震突發(fā)時，根據(jù)地震等級的大小，分區(qū)控制活動墩和梁體的連接剛度，實現(xiàn)各墩協(xié)同受載，同時具備耗能功能，可有效提高結(jié)構(gòu)整體抗震性能，，適用于公路橋、鐵路橋、城市橋梁及各類大型連續(xù)梁結(jié)構(gòu)的新建抗震設(shè)計及既有建筑抗震加固。

背景技術(shù)：
為滿足溫度荷載引起的變位需要，一跨連續(xù)梁往往僅設(shè)置一個固定墩，這不僅使固定墩的抗震能力難以滿足地震需求，而且也使得連續(xù)梁橋縱向地震位移響應(yīng)較大，極易引起伸縮縫和支座的破壞，甚至導致落梁等嚴重震害的發(fā)生。為降低連續(xù)梁橋的震害，開發(fā)研制了粘滯阻尼器、雙曲面球型減隔震支座和拉索減震支座等裝置，盡管可以取得一定的減震效果，但沒有改變連續(xù)梁橋固定墩單獨承受縱向地震荷載，而其它活動墩的既有抗震潛能未能充分發(fā)揮利用的狀態(tài)。Lock-up裝置以梁墩相對運動速度為指標判定鎖死時機，理論上可以實現(xiàn)各墩協(xié)同受力，但其成本高昂、后期維護復雜，致使其應(yīng)用較少。專利CN201210074882.7、CN201310693078.1、CN201310561638.8所發(fā)明裝置雖然可以實現(xiàn)活動墩和梁體的鎖死功能，降低固定墩和梁體的地震響應(yīng)，但由于其連接剛度固定，當活動墩和梁體鎖死會導致整橋自振周期縮短從而引發(fā)整橋總的地震響應(yīng)的增加，此外，由于構(gòu)造特點和作用機理限制，既有鎖死裝置存在間隙，鎖死后活動墩和梁體通過“碰撞”的方式傳力承載，也會在一定程度上加大整體地震響應(yīng)，不利于最大限度的提高連續(xù)梁橋抗震性能，且不易實現(xiàn)耗能減震。

技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明目的是提供一種原理可靠、構(gòu)造簡單、經(jīng)濟耐用、便于檢查與維護的新型大噸位連續(xù)梁橋減震裝置，利用本發(fā)明，可克服現(xiàn)有減隔震裝置及既有技術(shù)存在的上述缺陷和不足，地震突發(fā)時，根據(jù)地震荷載的大小分區(qū)控制活動墩和梁體的連接剛度，通過“軟著陸”的連續(xù)方式，實現(xiàn)固定墩和各活動墩協(xié)同受力，達到解決常規(guī)設(shè)計的連續(xù)梁橋在縱向地震作用下固定墩單獨受力、橋梁上部結(jié)構(gòu)縱向位移過大等震害問題。利用本發(fā)明，可為新橋設(shè)計和舊橋加固提供新的設(shè)計理念和技術(shù)思路，適用于橋梁新建和舊橋抗震加固。為解決上述問題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是：一種連續(xù)梁橋分區(qū)控制連接減震裝置，其關(guān)鍵技術(shù)在于：其包括水平連桿、鎖緊螺母、限位裝置和連接牛腿，所述限位裝置為空心箱型結(jié)構(gòu)且固定于活動墩上，所述水平連桿為中部帶螺紋的圓桿，其外徑小于一區(qū)限位裝置和二區(qū)限位裝置空心區(qū)域，所述限位裝置包括并列設(shè)置的一區(qū)限位裝置和二區(qū)限位裝置，水平連桿穿過一區(qū)限位裝置和二區(qū)限位裝置空心區(qū)域，兩端與連接牛腿鉸接，連接牛腿固定于梁體上。在限位裝置兩側(cè)安裝鎖緊螺母，鎖緊螺母分別與一區(qū)限位裝置、二區(qū)限位裝置之間預留設(shè)計間隙Δ1和Δ2，如正常運營狀態(tài)下梁體和活動墩的最大相對變位需求為Δ，則須Δ<Δ1<Δ2，以保證梁墩有相對變位需求Δi時，水平連桿可以在限位裝置空心區(qū)域間自由穿行。地震突發(fā)時，梁墩相對位移變大，中小地震時，當Δi≥Δ1時，鎖緊螺母首先與一區(qū)限位裝置接觸，從而限制梁墩相對位移，實現(xiàn)活動墩與固定墩共同承受水平荷載的目的，同時又能通過限位裝置內(nèi)置彈簧、軟鋼和金屬橡膠實現(xiàn)耗能減震；大震發(fā)生時，一區(qū)限位裝置已不能限制梁墩相對位移的進一步增大，當梁墩相對位移Δi≥Δ2時，一區(qū)限位裝置和二區(qū)限位裝置共同產(chǎn)生限位和耗能作用，繼而最大限度提高連續(xù)梁橋抗震性能。該裝置原理簡單、經(jīng)濟可靠，限位觸發(fā)間隙調(diào)解方便，可用于新建連續(xù)梁抗震設(shè)計及既有連續(xù)梁橋抗震加固，便與推廣應(yīng)用。作為優(yōu)選，所述限位裝置包括焊接于箱梁上的軟鋼擋板、固定于軟鋼擋板之間的金屬橡膠以及多個彈簧，兩側(cè)軟鋼擋板外側(cè)中部設(shè)有彎頭向下的固定掛鉤，彈簧固定于兩側(cè)軟鋼擋板外側(cè)，彈簧自由端連接彈簧觸板，彈簧觸板靠近彈簧側(cè)設(shè)有環(huán)形掛鉤，彈簧拉繩一頭鉸接于彈簧觸板環(huán)形掛鉤上，另一端彎頭向上的活動掛鉤與彎頭向下的固定掛鉤連接，彈簧拉繩設(shè)有預緊力，將彈簧壓縮至設(shè)計位置。箱梁通過下設(shè)的連接板固定于活動墩上，軟鋼擋板和金屬橡膠數(shù)量根據(jù)需要設(shè)計，彈簧的軸向剛度小于軟鋼擋板和金屬橡膠組合結(jié)構(gòu)的抗側(cè)移剛度。作為優(yōu)選，所述軟鋼擋板為梯形擋板，單層軟鋼擋板包括分別焊接在所述箱梁內(nèi)壁的四個梯形擋板，相鄰的梯形擋板之間留有縫隙。作為優(yōu)選，鎖緊螺母分別布置于一區(qū)限位裝置和二區(qū)限位裝置兩側(cè)，鎖緊螺母與一區(qū)限位裝置彈簧觸板的間隙為Δ1，Δ1大于橋梁正常運營狀態(tài)下梁墩最大變位需求Δ，鎖緊螺母與二區(qū)限位裝置彈簧觸板的間隙為Δ2，Δ2>Δ1,其具體取值可根據(jù)一區(qū)限位裝置中的軟鋼擋板和金屬橡膠所形成的組合結(jié)構(gòu)的抗側(cè)移剛度確定。所述裝置的工作原理是：正常運營狀態(tài)，一區(qū)限位裝置及二區(qū)限位裝置的彈簧在連接于彈簧觸板上的彈簧拉繩預緊力作用下呈中位狀態(tài)或設(shè)計位置，鎖緊螺母和一區(qū)限位裝置及二區(qū)限位裝置的彈簧觸板之間分別存在間隙Δ1、Δ2，且Δ2>Δ1>Δ(正常運營狀態(tài)梁墩的相對變位需求最大值)，故水平連桿可以在一區(qū)限位裝置及二區(qū)限位裝置內(nèi)自由水平運動，繼而滿足正常運營狀態(tài)下梁墩相對變位需求。地震突發(fā)狀態(tài)，地震突發(fā)將導致梁體和活動墩的相對位移Δi加大，中小地震時，即Δ2≥Δi≥Δ1時，僅一區(qū)限位裝置發(fā)揮連接限位耗能作用，鎖緊螺母擠壓一區(qū)限位裝置的彈簧觸板，彈簧壓縮引發(fā)彈簧拉繩的活動掛鉤脫落，繼而鎖緊螺母與一區(qū)限位裝置呈彈性連接狀態(tài)，由于一區(qū)限位裝置的彈簧剛度小于軟鋼擋板和金屬橡膠組合結(jié)構(gòu)的抗側(cè)移剛度，故彈簧先期壓縮變形，在彈簧壓縮至一定程度后，軟鋼擋板和金屬橡膠發(fā)生形變，三者一起消耗地震能量，此設(shè)計目的在于：一是實現(xiàn)了限位裝置與水平連桿的無碰撞連接，降低了整體地震響應(yīng)；二是彈簧先期一定程度的形變可以通過合適的位移釋放一定地震能量；三是通過彈簧、軟鋼擋板和金屬橡膠形變實現(xiàn)耗能減震；當遭遇大震時，一區(qū)限位裝置先發(fā)揮作用，消耗部分地震能量，當梁體和活動墩的相對位移Δi繼續(xù)加大至Δi≥Δ2時，二區(qū)限位裝置彈簧觸板與鎖緊螺母發(fā)生碰撞，彈簧拉繩脫落，鎖緊螺母同二區(qū)限位裝置呈彈性連接狀態(tài)，此時一區(qū)限位裝置和二區(qū)限位裝置共同發(fā)揮連接限位耗能作用，協(xié)同活動墩和固定墩共同承受縱向地震荷載，提高連續(xù)梁橋抗震性能。該裝置的核心思想是利用活動墩的抗震潛能，故一區(qū)限位裝置和二區(qū)限位裝置所能承受的總的地震荷載F1根據(jù)活動墩的最大承載能力F確定，可取F1=2F/3,當連續(xù)梁橋上部結(jié)構(gòu)地震荷載傳遞至活動墩的荷載大于F1時，一區(qū)限位裝置和二區(qū)限位裝置的彈簧、軟鋼擋板和金屬橡膠組合體在保持最大荷載狀態(tài)為F1的前提下，通過往復形變消耗地震能量，這樣，既可發(fā)揮活動墩的抗震潛能，以避免活動墩受力過大發(fā)生破壞，又能同時耗散地震能量，最大限度的提高連續(xù)梁橋整體抗震性能。有益效果本發(fā)明的積極效果是：研發(fā)一種原理可靠、構(gòu)造簡單、經(jīng)濟耐用、便于檢查與維護的新型大噸位連續(xù)梁橋減震裝置，根據(jù)地震等級的不同，利用不同的連接剛度協(xié)同連續(xù)梁橋各墩在地震荷載作用下協(xié)同受力，適用于公路橋、鐵路橋、城市橋梁及各類大型連續(xù)梁結(jié)構(gòu)的新建抗震設(shè)計及既有建筑抗震加固，地震突發(fā)時，通過原理簡單、經(jīng)濟可靠的減震裝置，達到結(jié)構(gòu)協(xié)同受力的目的，提高結(jié)構(gòu)整體抗震性能。該裝置既可充分發(fā)揮活動墩抗震潛能，又具備耗能功能，限位觸發(fā)間隙調(diào)解方便，可用于新建連續(xù)梁抗震設(shè)計及既有連續(xù)梁橋抗震加固，便與推廣應(yīng)用。本發(fā)明的分區(qū)控制連接，實現(xiàn)了根據(jù)地震等級調(diào)節(jié)活動墩和梁體的連接剛度問題，最大程度的避免了既有梁墩連接減震裝置的弊端，即不論震級大小，活動墩和梁體均為剛性連接,導致連續(xù)梁橋結(jié)構(gòu)周期變短,繼而大幅增加連續(xù)梁橋整體地震響應(yīng)的問題，本發(fā)明可根據(jù)震級大小，通過“軟著路”的方式將活動墩和梁體進行連接，最大限度減小對結(jié)構(gòu)周期的影響，最大程度的提高結(jié)構(gòu)整體抗震性能。本發(fā)明通過彈簧觸板的設(shè)置，實現(xiàn)了連接裝置激活后梁體和活動墩的彈性連接，避免了既有鎖死裝置連接過程中“碰撞”的發(fā)生，消除了“碰撞”所引起的附加地震響應(yīng)。本發(fā)明具有耗能功能，可通過彈簧、軟鋼擋板和金屬橡膠實現(xiàn)多渠道耗能，具有良好的持續(xù)耗能能力和安全性。本發(fā)明分區(qū)控制連接調(diào)整方式簡單，工程應(yīng)用時，根據(jù)每個活動墩的最大承載能力確定一區(qū)限位裝置和二區(qū)限位裝置的設(shè)計間隙后，通過調(diào)整鎖緊螺母位置即可實現(xiàn)設(shè)計目的。本發(fā)明具有極強的環(huán)境適應(yīng)性，所有裝置均為結(jié)構(gòu)件，維護保養(yǎng)簡單，環(huán)境適應(yīng)性強。本發(fā)明具有能力保護功能，既可以最大限度的發(fā)揮活動墩的抗震潛能，又能避免活動墩受力過大而引發(fā)的結(jié)構(gòu)破壞。附圖說明為了更清楚地說明本發(fā)明具體實施方式或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對具體實施方式或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實施方式，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它的附圖。圖1是本發(fā)明的主視結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明限位裝置的剖視結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是本發(fā)明限位裝置的側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是本發(fā)明正常運營狀態(tài)下結(jié)構(gòu)示意圖。圖5是本發(fā)明中小地震狀態(tài)下一區(qū)限位裝置右側(cè)彈簧激活狀態(tài)結(jié)構(gòu)示意圖。圖6是圖5中A的局部放大結(jié)構(gòu)示意圖。圖7是本發(fā)明在中小地震狀態(tài)下一區(qū)限位裝置左右兩側(cè)彈簧激活狀態(tài)示意圖。圖8是本發(fā)明在地震荷載水平反復運動下一區(qū)限位裝置的工作狀態(tài)示意圖。圖9是本發(fā)明在地震荷載水平反復運動下一區(qū)限位裝置的極限工作狀態(tài)示意圖。圖10是本發(fā)明在大地震狀態(tài)下一區(qū)限位裝置和二區(qū)限位裝置共同作用的狀態(tài)示意圖。圖11是本發(fā)明在大地震狀態(tài)下一區(qū)限位裝置和二區(qū)限位裝置極限工作狀態(tài)示意圖。圖12是本發(fā)明限位裝置的另一種實施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。其中：1水平連桿、2鎖緊螺母、3一區(qū)限位裝置、4二區(qū)限位裝置、5連接牛腿、6梁體、7活動墩、001軟鋼擋板、002金屬橡膠、003箱梁、004固定掛鉤、005彈簧、006彈簧拉繩、007彈簧觸板、008連接板、009手孔。具體實施方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面結(jié)合附圖1-12和具體實施例對發(fā)明進行清楚、完整的描述。本實施例的結(jié)構(gòu)如圖1所示，一種連續(xù)梁橋分區(qū)控制連接減震裝置，其包括水平連桿1、鎖緊螺母2、限位裝置和連接牛腿5，所述限位裝置包括并列設(shè)置的一區(qū)限位裝置3和二區(qū)限位裝置4，一區(qū)限位裝置3和二區(qū)限位裝置4為空心箱型結(jié)構(gòu)，且均固定于活動墩7上，水平連桿1為中部帶螺紋的圓桿，其外徑小于限位裝置空心區(qū)域，水平連桿1穿過一區(qū)限位裝置3和二區(qū)限位裝置4的空心區(qū)域后兩端與連接牛腿5鉸接，連接牛腿5固定于梁體上。鎖緊螺母2安裝于水平連桿上且位于限位裝置兩側(cè)，鎖緊螺母2分別與一區(qū)限位裝置3、二區(qū)限位裝置4之間預留設(shè)計間隙Δ1和Δ2，且Δ2>Δ1>Δ(Δ為正常運營狀態(tài)梁墩的相對變位需求最大值)，以保證正常狀態(tài)下梁體和活動墩有相對變位需求Δi時，水平連桿1可以在限位裝置空心區(qū)域間自由穿行。如圖2和圖3所示，所述限位裝置包括截面呈矩形的箱梁003、焊接于箱梁003內(nèi)壁的多層軟鋼擋板001、固定于軟鋼擋板001之間的環(huán)狀金屬橡膠002以及位于兩側(cè)軟鋼擋板001外側(cè)的彈簧005，每層軟鋼擋板001包括焊接于箱梁腹板和翼緣四周的四個梯形擋板，兩側(cè)軟鋼擋板001外側(cè)中部設(shè)有彎頭向下的固定掛鉤004，其中，每個梯形擋板中部設(shè)置有一個固定掛鉤004，彈簧005固定于兩側(cè)軟鋼擋板001外側(cè)，彈簧005自由端連接彈簧觸板007，彈簧觸板007靠近彈簧005側(cè)設(shè)有環(huán)形掛鉤，彈簧拉繩006一端鉸接于彈簧觸板007的環(huán)形掛鉤上，另一端彎頭向上的活動掛鉤與彎頭向下的固定掛鉤004連接，彈簧拉繩006設(shè)有預緊力，將彈簧005壓縮至設(shè)計位置。箱梁003通過下設(shè)的連接板008固定于活動墩7上，軟鋼擋板001和金屬橡膠002的型號和數(shù)量根據(jù)需要設(shè)計，彈簧005的軸向剛度小于軟鋼擋板001和金屬橡膠002組和結(jié)構(gòu)的抗側(cè)移剛度。軟鋼擋板001為梯形，便于等強度設(shè)計，擋板所采用的鋼材型號可以根據(jù)實際需要進行選擇。如圖4所示，鎖緊螺母2分別布置于一區(qū)限位裝置3和二區(qū)限位裝置4的左右兩側(cè)，鎖緊螺母2與一區(qū)限位裝置3的彈簧觸板007之間的間隙為Δ1，Δ1大于橋梁正常運營狀態(tài)下梁墩最大相對位移Δ，鎖緊螺母2與二區(qū)限位裝置4的彈簧觸板007之間的間隙為Δ2，Δ2>Δ1,其具體取值可根據(jù)一區(qū)限位裝置3中的軟鋼擋板001和金屬橡膠002的組合結(jié)構(gòu)的抗側(cè)移剛度確定。通過間隙設(shè)置，該發(fā)明可以滿足橋梁正常運營狀態(tài)下梁墩相對變位需求。如圖5、6和7所示，地震突發(fā)時，梁墩相對位移Δi變大，中小地震時，即當Δ2≥Δi≥Δ1時，鎖緊螺母2首先與一區(qū)限位裝置3一側(cè)的彈簧觸板007接觸，鎖緊螺母2擠壓彈簧觸板007引發(fā)彈簧拉繩006脫落，彈簧005與鎖緊螺母2呈彈性連接狀態(tài)；當?shù)卣疬\動反向作用時，鎖緊螺母2激活另一側(cè)彈簧005，實現(xiàn)水平連桿1和一區(qū)限位裝置3的雙向限位，達到活動墩7和梁體6彈性聯(lián)接、協(xié)同承受地震荷載的目的。如圖8所示，水平連桿1和一區(qū)限位裝置3實現(xiàn)雙向限位后，地震荷載水平反復運動下，彈簧005、軟鋼擋板001和金屬橡膠002發(fā)生形變及摩擦，既可以實現(xiàn)多渠道耗能機制，又通過彈性聯(lián)接發(fā)揮了活動墩7的既有抗震潛能，同時避免了連續(xù)梁橋自振周期大幅度降低所引發(fā)的總的地震響應(yīng)的增加。如圖9和10所示，當?shù)卣鹞：^大時，一區(qū)限位裝置3的承載能力達到極值時，Δi≥Δ2，二區(qū)限位裝置4兩側(cè)的鎖緊螺母2和彈簧觸板007發(fā)生作用，激活二區(qū)限位裝置4的彈簧005，實現(xiàn)一區(qū)限位裝置3和二區(qū)限位裝置4共同耗能連接，最大限度的提高連續(xù)梁橋抗震性能。如圖11所示，當遭遇不可預測的特大地震時，一區(qū)限位裝置3和二區(qū)限位裝置4承載能力同時達到極值（一區(qū)限位裝置和二區(qū)限位裝置承載能力極值根據(jù)活動墩的極限承載能力確定）時，本發(fā)明裝置所傳遞的最大地震荷載不再增加，以保護活動墩的結(jié)構(gòu)安全，但在地震荷載往復運動過程中，依然通過一區(qū)限位裝置3和二區(qū)限位裝置4的彈簧005、軟鋼擋板001和金屬橡膠002的形變和摩擦作用消耗地震能量，達到連續(xù)梁橋減震目的。作為另一種實施方式，一區(qū)限位裝置和二區(qū)限位裝置可通過設(shè)計連為一體，發(fā)揮上述連接耗能減震作用，如圖12所示，內(nèi)部鎖緊螺母可通過箱體所開手孔009進行安裝和間隙設(shè)置。最后應(yīng)說明的是：以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當理解：其依然可以對前述實施例所記載的技術(shù)方案進行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明實施例技術(shù)方案的精神和范圍。