[發明專利]震后功能可恢復的全預制拼裝雙層框架橋墩結構體系

有效

• 申請號: 201711488434.0
• 申請日: 2017-12-30
• 公開（公告）號: CN108103927B
• 公開（公告）日: 2019-06-14
• 發明（設計）人: 韓強;王寶夫;杜修力;許坤;賈俊峰
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: E01D19/02
• 分類號: E01D19/02
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 沈波

本發明公開了震后功能可恢復的全預制拼裝雙層框架橋墩結構體系，結構體系由預制承臺、預制下層墩柱、預制下層橫梁、預制上層墩柱、預制上層橫梁、摩擦耗能阻尼器、無粘結預應力筋、鋼銷栓組成。預制上層墩柱?預制上層橫梁、預制上層墩柱?預制下層橫梁通過無粘結預應力筋連接，輔以摩擦阻尼器，形成自復位搖擺耗能體系。預制下層墩柱?預制下層橫梁、預制下層墩柱?預制承臺分別通過灌漿套筒、承插式進行連接，形成等同現澆體系。較小地震作用下，上層通過自復位搖擺耗能，下層結構處于彈性階段。上層結構發生搖擺耗能的同時，下層結構產生有限的塑性損傷耗散地震能量。震后上層結構可自復位，下層結構可快速修復，結構體系可快速恢復功能。

技術領域

本發明涉及新型橋梁結構體系，尤其是涉及震后功能可恢復的全預制拼裝雙層框架橋墩結構體系及作法。

背景技術

隨著我國城鎮化進程的發展，城市交通擁堵問題日益突出，既有城市交通基礎設施結構性能退化，承載能力降低，嚴重制約了城市的發展，亟需重建或新建城市道路、橋梁等交通基礎設。雙層高架橋梁能夠充分利用空間，在有限的道路面積上實現交通分流和擴容，是一種高效的交通網絡解決方案，在城市高架橋梁的建設中得到了越來越廣泛的應用。

當前，城市橋梁的建設仍以現場澆筑為主，施工工期長，場地占用大，造成橋梁建設場地周邊嚴重的交通擁堵，增加城市的陣痛感。同時現場澆筑會造成建設場地周邊較嚴重的污水、揚塵、噪音等環境污染，且容易產生安全生產事故。因此，城市橋梁的建設迫切需要更高效、綠色、快捷的工業化建造方式，預制拼裝技術成為了人們的選擇。預制拼裝技術采用構件工廠化生產，現場吊裝裝配的方式，極大的縮短了現場施工工期，減少對環境的影響，越來越受到橋梁工程師的重視。在我國既有的預制拼裝技術主要用于橋梁上部結構，用于橋梁墩柱等下部結構的預制拼裝技術還寥寥無幾，迫切需要發展下部結構的預制拼裝技術。

雙層高架橋梁的橋墩多采用框架墩，其在地震作用下的受力復雜，結構潛在的塑性鉸區域可能多達8個，在結構達到延性能力之前有可能先發生結構整體穩定問題，結構的抗震性能不易滿足要求。同時，基于延性抗震設計理論的高架橋墩柱，地震作用下往往產生較嚴重損傷和較大的殘余變形，造成震后修復困難，影響高架橋梁的通行能力，阻礙抗震救災的實施。因此，需要開發出震后功能可恢復的抗震結構體系，減少墩柱的損傷和殘余變形，使其具有可快速恢復的能力，保證高架橋梁震后的快速通行。

發明內容

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種震后功能可恢復的全預制拼裝雙層框架橋墩結構體系，該體系可以實現現場全預制拼裝施工，在保證足夠的強度和剛度的前提下，減小結構所承受的地震力，并且具有地震損傷可控和震后功能可快速恢復的能力。

一種震后功能可恢復的全預制拼裝雙層框架橋墩結構體系，包括框架墩預制承臺(1)、預制下層墩柱(2)、預制下層橫梁(3)、預制上層墩柱(4)、預制上層橫梁(5)、外置摩擦耗能阻尼器(6)、無粘結預應力筋(7)、鋼銷栓(10)、鋼罩(13)、鋼套管(14)、鋼墊板(15)、以及灌漿套筒(17)，預制上層橫梁(5)的下部設有并排的兩個預制上層墩柱(4)，每個預制上層墩柱(4)的下面為預制下層橫梁(3)，預制下層橫梁(3)的下面為并排的兩個預制下層墩柱(2)，預制下層墩柱(2)的下面為預制承臺(1)。

預制上層橫梁(5)與預制上層墩柱(4)通過貫穿預制上層橫梁(5)與預制上層墩柱(4)內部的四束平行的無粘結的預應力筋(7)連接；所述預制上層橫梁(5)的底部四束平行的無粘結預應力筋(7)之間設有通過鋼罩(13)預留圓柱形孔洞，圓柱形孔洞內放置鋼管混凝土銷栓(10)；鋼管混凝土銷栓(10)的一端設置在鋼罩(13)內，另一端位于預制上層墩柱(4)內部；設置于預制上層墩柱(4)內部的鋼管混凝土銷栓(10)外表面設有栓釘(12)，底部設有圓形法蘭盤(11)；所述預制上層橫梁(5)底部與預制上層墩柱(4)上端接觸處設有厚度為2cm的鋼墊板(15)，預制上層墩柱(4)的上端設有厚度為2cm的鋼套管(12)；預制上層橫梁(14)底部與預制上層墩柱(4)連接的內側設有轉動摩擦耗能阻尼器(6)。