[實用新型]柱板式空心高墩

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201020259430.2
• 申請日: 2010-07-15
• 公開（公告）號: CN201738231U
• 公開（公告）日: 2011-02-09
• 發(fā)明（設計）人: 歐陽輝來;馬有強;曹增華;繆文輝;蓋小紅;楊少軍
• 申請（專利權）人: 中鐵第一勘察設計院集團有限公司
• 主分類號: E01D19/02
• 分類號: E01D19/02;E04B1/98
• 代理公司: 西安新思維專利商標事務所有限公司 61114
• 代理人: 李罡

技術領域

本實用新型涉及一種高墩大跨度抗震橋型中的柱板式空心高墩。

背景技術

黃韓侯鐵路縱目溝特大橋位于北塬至芝陽新建雙線段落內。橋址區(qū)屬黃土溝壑區(qū)，縱目溝溝谷深切，岸壁陡峻，呈“V”字形。主溝沖溝發(fā)育，植被茂密，溝心略為平緩，常年流水，水量不大。橋址區(qū)地震動峰值加速度為0.10g，相當于地震基本烈度Ⅶ度，反應譜特征周期為0.45s。

大橋跨越縱目溝主溝，主橋橋型方案的選擇及孔跨布置受線路條件及主溝地形、地質條件控制。橋位處線路軌底至主溝心高達129.1m，主橋橋型方案應首先考慮避免溝心設墩、一跨跨越主溝的大跨上承式拱橋和大跨連續(xù)剛構方案。從地形、地質條件來看，大跨上承式拱橋方案比較合理的跨度應在200m左右，但由于基巖巖面距軌底高達73m，拱肋矢跨比過大，且拱腳位于較厚的巖石風化層中，基礎開挖量大，拱橋方案技術上不可行；大跨連續(xù)剛構方案受兩岸高陡岸坡影響，比較合理的跨度應在260m左右，如此跨度的梁式圬工橋，體量巨大，抗震性能差，經濟技術均不合理。綜上分析，主橋采用溝心設墩的高墩大跨橋型方案不可避免。經2×136m?T構部分斜拉橋方案和(80+2×136+80)m連續(xù)剛構方案經濟技術比選，推薦采用(80+2×136+80)m連續(xù)剛構方案，主墩墩高116m。

綜合國內外高墩應用及研究現(xiàn)狀，國內鐵路高墩設計多采用結構整體性好、經濟性能優(yōu)越的傳統(tǒng)圓端形或矩形空心墩，由于受剛度條件控制，橋墩截面尺寸與圬工量很大，占工程總投資的比例較高。在罕遇地震作用下墩身結構處于彈性工作狀態(tài)，而基礎往往由于受力過大，設計困難，這是傳統(tǒng)空心高墩的致命弱點。目前在國外多柱格構式橋墩已成為高墩抗震研究發(fā)展方向之一，各墩柱間依靠橫梁聯(lián)系，由于橫梁的剛度相對較弱，軸力較小，且橫梁梁端彎矩明顯大于柱端彎矩，在罕遇地震作用下塑性鉸容易形成且發(fā)生在較為理想的部位，通過橫撐的變形消耗地震能量，從而保護主體墩柱及基礎的安全。這樣就提高了結構的整體抗震性能，從而大幅降低工程造價。

借鑒國內外高墩的研究成果及成功的應用經驗，我們提出了柱板式空心高墩的構造形式，在墩柱上設置墩壁板，并在墩柱間設置橫梁聯(lián)系。

發(fā)明內容

本實用新型的目的是提供一種交通建設中的柱板式空心高墩，利用墩柱上設置的墩壁板和墩柱間設置的橫梁聯(lián)系，削減地震作用對橋墩主體的損傷，提高橋梁結構運營的安全性。

本實用新型所采用的技術方案是：

一種柱板式空心高墩，包含有墩柱、墩頂實體段和墩底實體段，其特征在于：所述的柱板式空心高墩的墩柱采用空心結構，墩頂實體段和墩底實體段采用實心結構；所述的墩柱的外壁上自上而下均勻地設置有多邊形凹槽，使墩柱的外壁上形成與同一高度墩壁相比厚度較薄的墩壁板結構；墩柱上設置的上下相鄰的多邊形凹槽之間的橫撐結構，其厚度與相同高度的墩壁相同。

所述的一種柱板式空心高墩，其特征在于：各墩柱間依靠橫梁聯(lián)系。

本實用新型的具有以下優(yōu)點：

本實用新型所涉及的一種柱板式空心高墩，剛度強，穩(wěn)定性好，繼承了傳統(tǒng)空心高墩結構整體性好的優(yōu)點；利用墩柱上設置的墩壁板和墩柱間設置的橫梁聯(lián)系，有效地緩解了罕遇地震作用對橋墩主體的損傷，又兼具了多柱格構式橋墩抗震性能優(yōu)越的特性；且體量小，投入成本低，結構先進，具有廣闊的應用前景。

附圖說明

圖1是橋墩構造圖。

圖2是墩頂斷面圖。

圖3是墩底斷面圖。

圖中，1-墩柱、2-墩壁板、3-橫撐、4-墩頂實體段、5-墩底實體段。

具體實施方式

本實用新型涉及一種柱板式空心高墩。下面結合附圖和具體實施方式對本實用新型進行詳細說明。

所述的柱板式空心高墩的墩柱1采用空心結構，繼承了傳統(tǒng)空心高墩結構整體性好的優(yōu)點。所述的墩柱1的外壁上，自上而下均勻地分布有若干多邊形的凹槽，使墩柱1的外壁上形成了與同一高度墩壁相比厚度較薄的墩壁板2結構，而上下相鄰的多邊形凹槽之間為橫撐3結構，其厚度與相同高度的墩壁相同，一旦遭遇強烈地震，厚度較薄的墩壁板2發(fā)生開裂，結構剛度迅速下降，周期有所延長，地震作用就會得到大幅度地消減，從而保護了橋墩的主體結構。各墩柱1間依靠橫梁聯(lián)系，在正常使用階段和多遇地震時，可提供較大的剛度，保證橋梁結構安全運營。另外，如果地震力過大，柱底區(qū)域也可形成塑性鉸，從而確保基礎安全，避免橋梁結構整體跨塌。

柱板式空心高墩的力學性能介于傳統(tǒng)空心高墩與多柱格構式橋墩之間，它既繼承了傳統(tǒng)空心高墩結構整體性好的優(yōu)點，又兼有多柱格構式橋墩抗震性能優(yōu)越的特性。從經濟方面考慮，與傳統(tǒng)空心高墩一樣，柱板式空心高墩由于墩柱截面及其聯(lián)系薄壁板均集中于有利于發(fā)揮橋墩剛度的部位，結構經濟性能優(yōu)越，在獲得相同剛度的前提下，橋墩圬工量與傳統(tǒng)空心高墩基本相當。?