[發明專利]外管約束橡膠混凝土減震實體橋墩

有效

• 申請號: 201310751459.0
• 申請日: 2013-12-30
• 公開（公告）號: CN103741592A
• 公開（公告）日: 2014-04-23
• 發明（設計）人: 盧彭真;唐峰
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學
• 主分類號: E01D19/02
• 分類號: E01D19/02
• 代理公司: 杭州天正專利事務所有限公司 33201
• 代理人: 王兵;黃美娟

技術領域

本發明涉及一種外管約束橡膠混凝土減震實體橋墩。?

背景技術

鋼筋混凝土實體橋墩是指內部實心的鋼筋混凝土橋墩，其是在公路與鐵路領域均應用最廣泛的普通橋墩截面形式。外管約束橡膠混凝土橋墩，其是橋墩混凝土均勻內摻橡膠顆粒形成橡膠混凝土，橡膠混凝土外套鋼管形成的橋墩截面形式。其具有截面積小、自重輕和減震效果好的特點，多用于墩高小于30m橋墩情況。?

在我國的公路與鐵路建設中，由于大部分區域地形的變化不是很大，普通高度橋墩占了很大的比例，墩高小于30m的橋墩比較普遍。在地震多發區域，對于此類橋墩，普通鋼筋混凝土實體橋墩偏于剛性，易發生地震破壞，減震效果差。而外管約束橡膠混凝土實體橋墩，由于混凝土與橡膠顆粒的有機結合，能有效吸收地震能量，不易發生地震破壞，減震效果好。?

普通的鋼筋混凝土實體橋墩在應用上存在以下問題：1）由于橋墩混凝土的外側沒有支撐，橋墩混凝土外側失去約束，處于內部無約束狀態，力學性能差；2）在地震荷載作用下，鋼筋混凝土實體橋墩偏于剛性，易發生剪切破壞。?

發明內容

本發明針對目前的橋墩鋼筋混凝土實體橋墩混凝土外側無約束、易發生地震破壞的問題，提出了一種不易損壞，承載力高、延性好，?耐久性好，減震性能好，特別適合地震多發區域的外管約束橡膠混凝土減震實體橋墩。?

本發明所述的外管約束橡膠混凝土減震實體橋墩，其特征在于：包括外管、加勁板、混凝土保護層、橡膠混凝土，所述的外管的外表面分布用于增加與混凝土保護層之間粘附力的剪力釘，所述的混凝土保護層包覆在所述的外管的外表面；所述的加勁板邊緣與所述的外管的內壁固定，所述的橡膠混凝土填充在所述的外管的內部。?

進一步，所述的加勁板沿橋墩豎直方向等距排列，所述的加勁板均處于水平方向。?

進一步，所述的橋墩的橫截面和外管的橫截面均為圓形、矩形、六邊形、橢圓形或圓端形中的任意一種。?

進一步，所述的橋墩的橫截面為矩形、外管的橫截面為矩形；?

或者，所述的橋墩的橫截面為圓形、外管的橫截面為圓形；?

或者，所述的橋墩的橫截面為六邊形、外管的橫截面為六邊形；?

或者，所述的橋墩的橫截面為圓端形、外管的橫截面為圓端形；?

或者，所述的橋墩的橫截面為橢圓形、外管的橫截面為橢圓形。?

進一步，相鄰兩塊加勁板之間的距離小于等于橋墩橫截面外形的最小尺寸，其中，所述的橋墩橫截面外形的最小尺寸為圓形截面的直徑或矩形截面的短邊或橢圓形截面的短軸長或圓端形截面的圓端直徑或六邊形截面的內切圓直徑。?

進一步，所述的加勁板的輪廓與外管相同，并且加勁板的邊緣緊貼外管內壁焊接。?

進一步，所述的加勁板為空心結構。?

進一步，所述的外管和所述的加勁板為鋼材制成。?

在本發明結構中，外管經加勁板加強，在承受荷載過程中，不易屈曲、變形，經加勁板加強的外管為實體橋墩的側壁提供強有力的外部支撐，側壁橡膠混凝土受到外管的外部約束，處于三向受力狀態，其承載力和延性得到大大提高；加勁板的分散布置，避免了集中少量布置引起截面剛度的突變，防止橋墩與加勁板相交區域在地震災害下的集中破壞；同時，通過橡膠混凝土對地震能量的有效吸收，能給地震作用下的橋墩提供切實有效的保護，從而很大程度上保證了橋梁結構的整體安全。?

本發明的有益效果是：（1）經加勁板分散布置的外管構成了橋墩側壁混凝土的側向約束，即外管提供由外向內的約束，其建立了被包裹橡膠混凝土三向受壓的有效邊界條件；（2）經加勁板分散布置的外管為橡膠混凝土實體橋墩的側壁混凝土提供強有力的外部支撐，同時利用橡膠混凝土的吸能作用，能有效保護橡膠混凝土在地震荷載下的可能破壞；（3）外管與被包裹橡膠混凝土共同工作，形成組合結構，承載力得以提高，減震效果明顯，有效減小了橡膠混凝土實體橋墩的截面尺寸。?

附圖說明

圖1是本發明的橋墩橫截面和外管橫截面均為圓形的外管約束橡膠混凝土實體橋墩的截面示意圖。?

圖2是本發明的橋墩橫截面和外管橫截面均為圓形的外管約束橡膠?混凝土實體橋墩的工作原理分析圖（σ_r：鋼筒壁對包裹混凝土的壓應力；σ_c：剖面處與鋼筒外力f_yA_s相平衡的混凝土壓應力；f_yA_s：剖面處包裹混凝土受到擠壓時對鋼筒壁產生的反作用拉力）。?

圖3是沿圖1中A-A線的剖面圖。?