本实用新型涉及铁路桥梁防落梁耗能技术领域，特别涉及一种用于控制主梁位移的耗能防落梁装置。
背景技术：
防落梁装置是桥梁抗震的关键构造，主要用于防止上部结构与下部结构相对位移过大导致的落梁，因此在地震区的桥梁工程中普遍都采用了防落梁装置。
现有技术中我国公路桥梁防落梁装置普遍采用的是混凝土挡块、高强度钢拉杆、高强度钢索等，而铁路桥梁的防落梁装置普遍采用的是基于工字钢加工而成各类挡块形式，但上述形式的防落梁装置都普遍存在一定的局限性，具体体现在下面几个方面：
缺乏缓冲能力，在地震作用下，梁体与挡块或者梁上防落装置与支座垫石之间几乎是刚性碰撞，容易导致桥梁结构破坏，且维修难度大；刚性碰撞，冲击作用力大，一方面防落装置需较大截面耗用较多的材料，另一方面对梁与桥墩的冲击作用也大；
地震耗能性差，由于混凝土挡块、钢拉杆、钢索均是了防止发生落梁的震害，无法通过自身变形来耗能，而现有的工字钢挡块自身刚度较大，无法有效利用钢材延性变形来耗散地震能量，因此在高烈度地震区的桥梁，往往需要单独另设置其它阻尼器等耗能装置来耗散地震能量，这样会增加工程造价，且需要为耗能装置单独设计放置空间。
震后修复难度大、可替换性差，一旦破坏基本无法修复，即使可修复，所花费的经济、时间成本都非常高，这样还可能导致桥梁在强烈余震中遭受严重破坏的危险。
技术实现要素：
本实用新型的目的在于克服现有的桥梁需要单独设置防落梁装置和耗能装置，设计相对繁琐，容易因位移限制过小造成耗能能力发挥不足或为了发挥耗能效果而造成主梁位移过大等上述不足，提供一种用于控制主梁位移的耗能防落梁装置。
为了实现上述目的，本实用新型提供了以下技术方案：
一种用于控制主梁位移的耗能防落梁装置，包含底板，所述底板上设有至少一个波纹板，每个所述波纹板的截面呈波浪形状，每个所述波纹板的延展方向一致，每个所述波纹板的波峰和波谷两侧分别设有挡板一，每个所述波纹板的厚度两侧分别设有挡板二，每个波纹板的厚度两侧面上均设有销钉，每个销钉设于对应的波峰和波谷的连接处，每个所述挡板二上设有至少一个条形孔，所述条形孔沿所述波纹板的延展方向设置，每个所述销钉对应一个所述条形孔，每个所述条形孔用于限制对应销钉的位移，所有所述挡板一和挡板二均连接于所述底板，每个所述波纹板的一端连接于所述底板、另一端用于连接梁体，所述底板用于连接桥墩，或者每个所述波纹板的一端连接于所述底板、另一端用于连接桥墩，所述底板用于连接梁体。
其中，所述波纹板为具有较高延性的金属结构件，比如：钢结构件或者铝结构件，即所述波纹板作为耗能构件，所述波纹板被连接桥墩和梁体之间，当梁体相对桥墩运动时能够带动所述波纹板的压缩或者拉伸，通过所述波纹板的拉压延性变形来耗散地震能量，所述波纹板的底面与底板间隙，能够有效减少摩擦。
采用本实用新型所述的一种用于控制主梁位移的耗能防落梁装置，包含用于连接桥墩的底板，所述底板上设有若干个波纹板，所述波纹板的数量根据设计耗能能力需求和安装空间来设置，所有所述波纹板延展方向一致，所述波纹板被连接桥墩和梁体之间，当梁体相对桥墩运动时能够带动所述波纹板的压缩或者拉伸，通过所述波纹板的拉压延性变形来耗散地震能量，每个所述波纹板的波峰和波谷两侧分别设有挡板一，当所述波纹板压缩时，其波峰和波谷会沿侧向向外凸出，当所述挡板一与所述波纹板波峰、波谷接触，能够约束其变形，有效保证波纹板变形过程中的稳定性，每个所述波纹板的厚度两侧分别设有挡板二，即所述波纹板的另外两个相对的侧面，每个所述挡板二上设有至少一个条形孔，每个所述条形孔的形状尺寸与对应的销钉的形状尺寸适配，每个所述条形孔用于限制对应销钉的位移，即所述波纹板在拉伸、压缩到某特定距离时，波纹板侧向销钉与条形孔末端接触限位，此时条形孔约束了波纹板继续拉、压变形，有效使每个波峰波谷段均匀耗能，同时使力更加均匀的传递到防落梁装置上，有效的限制主梁位移，采用本装置有效将耗能构件与防落梁装置进行结合，使防落梁装置具备了显著减震耗能的性能，结构受力更合理，便于根据耗能需求增设耗能构件，相较于现有独立的耗能构件和防落梁装置能够大幅降低制造成本，安装、更换方便快捷，便于耗能能力和主梁位移的一体设计，有效限制压缩和拉伸的位移量，能够将拉伸量或压缩量均匀分布到每个节段，充分发挥耗能能力，保证桥梁结构在地震中不发生落梁震害，具有良好的应用前景，尤其对我国铁路桥梁的高烈度地区的大跨度桥梁建设具有重大意义。
优选的，还包含夹板一和夹板二，所述夹板一用于夹持所述波纹板的一端，所述夹板二用于夹持所述波纹板的另一端，所述夹板二用于连接梁体，所述夹板一连接于所述挡板一的端部，所述夹板一连接于所述底板。
进一步优选的，所述夹板一连接于所述挡板一的一端端部外侧。
进一步优选的，所述夹板二滑动连接于所述挡板一的另一端端部内侧。
采用上述设置方式，即两个所述挡板一形成了限位槽，所述夹板一连接于所述限位槽的一端端部外侧，便于波纹板的安装固定，提高连接稳固性，所述夹板二作为活动构件滑动连接于限位槽的另一端端部内侧，梁体运动造成所述波纹板拉伸或压缩从而耗能，同时由于防落梁装置无论安装在横桥向或是纵桥向，通常均两两成对设置，因此能够通过参数设计避免所述夹板二因拉伸过大而滑出限位槽，或也可设置挡块防止所述夹板二滑出限位槽。
优选的，所有所述波纹板的竖直截面为波浪形状时，所有所述波纹板并列设置。
优选的，所有所述波纹板的水平截面为波浪形状时，所有所述波纹板并排设置。
优选的，所述波浪形状包含正弦波形状和方波形状，所有所述波纹板的形状尺寸均相同。
所述波浪形状包含正弦波形状和方波形状，所述方波形状包含梯形波形状和矩形波形状，所有所述波纹板的形状尺寸均相同便于设计计算耗能能力。
优选的，所有所述波纹板能够替换为波纹钢管。
优选的，每个所述挡板一外侧均设有加劲肋板，每个所述挡板一内侧均设有橡胶垫层，所述波纹板的每个波峰和波谷中设有缓冲块。
在所述挡板一的外侧设置加劲肋板，有利于提高挡板一的刚度，避免其发生变形破坏；在所述挡板一的内侧设置橡胶垫层，有效增大与波纹板的接触面积，使接触点具有一定的缓冲；设置缓冲块能够有效起到缓冲消能作用，增大阻尼，避免冲击力过大对耗能构件的损坏。
优选的，每个所述条形孔的形状尺寸均相同，相邻两个所述条形孔的间距相等，每个所述波纹板同侧对应的所有所述条形孔位于同一直线上。
综上所述，与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
1、采用本实用新型所述的一种用于控制主梁位移的耗能防落梁装置，有效将耗能构件与防落梁装置进行结合，使防落梁装置具备了显著减震耗能的性能，结构受力更合理，便于根据耗能需求增设耗能构件，相较于现有独立的耗能构件和防落梁装置能够大幅降低制造成本，安装、更换方便快捷，便于耗能能力和主梁位移的一体设计，有效限制压缩和拉伸的位移量，能够将拉伸量或压缩量均匀分布到每个节段，充分发挥耗能能力，保证桥梁结构在地震中不发生落梁震害，具有良好的应用前景，尤其对我国铁路桥梁的高烈度地区的大跨度桥梁建设具有重大意义。
2、采用本实用新型所述的一种用于控制主梁位移的耗能防落梁装置，设置加劲肋板有效提高刚度，避免发生破坏，有效增大与波纹板的接触面积，使接触点具有一定的缓冲。
附图说明：
图1为本实用新型所述的一种用于控制主梁位移的耗能防落梁装置的结构示意图一；
图2为本实用新型所述的一种用于控制主梁位移的耗能防落梁装置的结构示意图二；
图3为实施例1中的波纹板的结构示意图；
图4为实施例2中的一种用于控制主梁位移的耗能防落梁装置的结构示意图；
图5为实施例2中的波纹板的结构示意图。
图中标记：1-底板，2-波纹板，31-挡板一，32-挡板二，41-夹板一，42-夹板二，5-销钉，6-条形孔，7-加劲肋板。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本实用新型作进一步的详细描述。但不应将此理解为本实用新型上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本实用新型内容所实现的技术均属于本实用新型的范围。
实施例1
如图1-3所示，本实用新型所述的一种用于控制主梁位移的耗能防落梁装置，包含钢质的底板1，所述底板1上设有至少一个波纹板2，具体数量根据耗能能力需求和安装空间确定，每个所述波纹板2的截面呈波浪形状，每个所述波纹板2的延展方向一致，所有所述波纹板2也可替换为波纹钢管，所述波浪形状包含正弦波形状和方波形状，所述方波形状包含梯形波形状和矩形波形状，本实施例仅示例设置两个波纹板2，两个所述波纹板2的竖直截面为波浪形状，本实施例仅示例正弦波形状，两个所述波纹板2并列设置，即沿高度方向依次叠放对齐设置，优选的，两个所述波纹板2是形状尺寸均相同的钢板，每个所述波纹板2的每个波峰和波谷中设有缓冲块，如橡胶块，每个所述波纹板2的波峰和波谷两侧分别设有挡板一31，即图3中的波纹板2的上下两侧为挡板一31，最下方的所述挡板一31与底板1具有间隙，所述挡板一31的宽度适配对应的所述波纹板2的宽度，所述挡板31可采用两个框架形成，也可采用两个板状构件形成，也可以一边为框架另一边为板状构件，本实施例采用两个钢质板状构件形成，两个所述挡板一31的高度适配波纹板2波峰和波谷间的高度，即初始安装时，波峰和波谷分别与挡板一31均具有间隙，优选的，每个所述挡板一31外侧均设有加劲肋板7，有利于提高挡板一的刚度，每个所述挡板一31内侧均设有橡胶垫层，有效增大与波纹板的接触面积，也可以相邻两个波纹板2共用两者之间的那个挡板一31，有效降低安装所需高度。
每个所述波纹板2的厚度两侧分别设有挡板二32，即中的波纹板2的左右两侧为挡板二32，所有所述波纹板2同侧的挡板二32可以为一体成型构件，每个所述挡板二32上设有至少一个条形孔6，每个所述条形孔6的形状尺寸均相同，相邻两个所述条形孔6的间距相等，所述条形孔6沿所述波纹板2的延展方向设置，每个波纹板2的厚度两侧面上均设有销钉5，每个销钉5设于对应的波峰和波谷的连接处，每个波峰波谷段设置一个所述销钉5，每个所述销钉5对应伸入一个所述条形孔6，每个所述销钉5对应一个所述条形孔6，每个所述波纹板2同侧对应的所有所述条形孔6位于同一直线上，本实施例示例每个波纹板2单侧设置四个所述销钉5，所有所述挡板一31和挡板二32均连接于所述底板1，具体的，如所述挡板一31两端和挡板二32两端分别连接槽钢构件或工字钢构件，两个所述槽钢构件或工字钢构件分别连接于底板1上。
优选的，还包含夹板一41和夹板二42，所述夹板一41用于夹持所述波纹板2的一端，如采用螺栓连接，所述夹板二42用于夹持所述波纹板2的另一端，如采用螺栓连接，具体的，每个所述波纹板2包含两个平板段，所述夹板一41和夹板二42分别夹持一个平板段，两个所述挡板一31形成了限位槽，优选的，所述夹板一41连接于所述限位槽的一端端部外侧，便于波纹板2的安装固定，所述夹板二42作为活动构件滑动连接于限位槽的另一端端部内侧，所述夹板二42用于连接梁体，为防止所述夹板二42滑出所述限位槽，可在所述活动构件上设置挡块，所述挡块的宽度大于所述端部二出口的宽度。
采用本实用新型所述的一种用于控制主梁位移的耗能防落梁装置，当梁体运动时能够带动夹板二42压缩或拉伸波纹板2，通过波纹板2的拉压延性变形来耗散地震能量，所述波纹板2在拉伸、压缩到某特定距离时，波纹板2侧向销钉5与条形孔6末端接触限位，此时条形孔6约束了波纹板继续拉、压变形，有效使每个波峰波谷段均匀耗能，同时使力更加均匀的传递到防落梁装置上，有效的限制主梁位移，采用本装置有效将耗能构件与防落梁装置进行结合，使防落梁装置具备了显著减震耗能的性能，结构受力更合理，便于根据耗能需求增设耗能构件，相较于现有独立的耗能构件和防落梁装置能够大幅降低制造成本，安装、更换方便快捷，便于耗能能力和主梁位移的一体设计，有效限制压缩和拉伸的位移量，能够将拉伸量或压缩量均匀分布到每个节段，充分发挥耗能能力，保证桥梁结构在地震中不发生落梁震害，并且有了耗能构件的缓冲能够避免梁体与防落梁装置的刚性碰撞，方便震后修复，具有良好的应用前景，尤其对我国铁路桥梁的高烈度地区的大跨度桥梁建设具有重大意义。
实施例2
如图4-5所示，本实用新型所述的一种用于控制主梁位移的耗能防落梁装置，其结构与实施例1大致相同，其不同之处在于，两个所述波纹板2的水平截面为波浪形状，两个所述波纹板2并排设置，即图5中每个所述波纹板2的上下两侧分别为设有条形孔6的挡板二32，最下方的所述波纹板2上的销钉5与底板1具有间隙，图5中每个所述波纹板2的左右两侧分别为用于限位的挡板一31。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
技术特征：
1.一种用于控制主梁位移的耗能防落梁装置，其特征在于，包含底板(1)，所述底板(1)上设有至少一个波纹板(2)，每个所述波纹板(2)的截面呈波浪形状，每个所述波纹板(2)的延展方向一致，每个所述波纹板(2)的波峰和波谷两侧分别设有挡板一(31)，每个所述波纹板(2)的厚度两侧分别设有挡板二(32)，每个波纹板(2)的厚度两侧面上均设有销钉(5)，每个销钉(5)设于对应的波峰和波谷的连接处，每个所述挡板二(32)上设有至少一个条形孔(6)，所述条形孔(6)沿所述波纹板(2)的延展方向设置，每个所述销钉(5)对应一个所述条形孔(6)，每个所述条形孔(6)用于限制对应销钉(5)的位移，所有所述挡板一(31)和挡板二(32)均连接于所述底板(1)，每个所述波纹板(2)的一端连接于所述底板(1)、另一端用于连接梁体，所述底板(1)用于连接桥墩，或者每个所述波纹板(2)的一端连接于所述底板(1)、另一端用于连接桥墩，所述底板(1)用于连接梁体。
2.根据权利要求1所述的防落梁装置，其特征在于，还包含夹板一(41)和夹板二(42)，所述夹板一(41)用于夹持所述波纹板(2)的一端，所述夹板二(42)用于夹持所述波纹板(2)的另一端，所述夹板二(42)用于连接梁体，所述夹板一(41)连接于所述挡板一(31)的端部，所述夹板一(41)连接于所述底板(1)。
3.根据权利要求2所述的防落梁装置，其特征在于，所述夹板一(41)连接于所述挡板一(31)的一端端部外侧。
4.根据权利要求3所述的防落梁装置，其特征在于，所述夹板二(42)滑动连接于所述挡板一(31)的另一端端部内侧。
5.根据权利要求1所述的防落梁装置，其特征在于，所有所述波纹板(2)的竖直截面为波浪形状时，所有所述波纹板(2)并列设置。
6.根据权利要求1所述的防落梁装置，其特征在于，所有所述波纹板(2)的水平截面为波浪形状时，所有所述波纹板(2)并排设置。
7.根据权利要求1-6任一所述的防落梁装置，其特征在于，所述波浪形状包含正弦波形状和方波形状，所有所述波纹板(2)的形状尺寸均相同。
8.根据权利要求1-6任一所述的防落梁装置，其特征在于，所有所述波纹板(2)能够替换为波纹钢管。
9.根据权利要求1-6任一所述的防落梁装置，其特征在于，每个所述挡板一(31)外侧均设有加劲肋板(7)，每个所述挡板一(31)内侧均设有橡胶垫层，所述波纹板(2)的每个波峰和波谷中设有缓冲块。
10.根据权利要求1-6任一所述的防落梁装置，其特征在于，每个所述条形孔(6)的形状尺寸均相同，相邻两个所述条形孔(6)的间距相等，每个所述波纹板(2)同侧对应的所有所述条形孔(6)位于同一直线上。
技术总结
本实用新型公开了一种用于控制主梁位移的耗能防落梁装置，包含底板，所述底板上设有至少一个波纹板，每个所述波纹板的截面呈波浪形状，每个所述波纹板的波峰和波谷两侧分别设有挡板一，每个所述波纹板的厚度两侧分别设有挡板二，每个波纹板的厚度两侧面上均设有销钉，每个销钉设于对应的波峰和波谷的连接处，每个所述挡板二上设有至少一个条形孔，所述条形孔沿所述波纹板的延展方向设置，每个所述销钉对应一个所述条形孔，每个所述条形孔用于限制对应销钉的位移，所有所述挡板一和挡板二均连接于所述底板。采用本装置结构受力更加合理简洁，充分发挥耗能能力，有效节省成本，设计安装方便。
技术研发人员：陈克坚;董俊;曾永平;刘力维;庞林;郑晓龙;杨国静;陶奇;苏延文;徐昕宇;周川江;颜永逸
受保护的技术使用者：中铁二院工程集团有限责任公司
技术研发日：.05.31
技术公布日：.02.21
