[發(fā)明專利]一種鋼管混凝土柱-軟鋼消能部件組合箱形截面高墩結構

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• 申請日: 2018-04-13
• 公開（公告）號: CN108487048A
• 公開（公告）日: 2018-09-04
• 發(fā)明（設計）人: 卓衛(wèi)東;王志堅;黃新藝;孫穎;廖麗云;蔡哲罕
• 申請（專利權）人: 福州大學
• 主分類號: E01D19/02
• 分類號: E01D19/02
• 代理公司: 福州元創(chuàng)專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 蔡學俊

本發(fā)明涉及一種鋼管混凝土柱?軟鋼消能部件組合箱形截面高墩結構，包括從下往上依次設置的承臺、墩身以及蓋梁，所述墩身包括四根呈矩形狀分布的鋼管混凝土柱，相鄰兩根鋼管混凝土柱之間沿墩高方向間隔布置有若干根鋼橫系梁，相鄰兩根鋼管混凝土柱與鋼橫系梁之間設置有金屬消能部件，所述金屬消能部件與鋼橫系梁及鋼管混凝土柱均可拆連接。本發(fā)明結構簡單、側向抗推剛度大，穩(wěn)定性好，同時具有消能減震的特點，可實現高墩橋梁在強震后快速恢復結構功能，并且具有可方便快捷施工的優(yōu)點。

技術領域：

本發(fā)明涉及一種鋼管混凝土柱-軟鋼消能部件組合箱形截面高墩結構。

背景技術：

我國很多山區(qū)尤其是西部艱險山區(qū)，山高谷深，在這些地區(qū)修建高等級公路和鐵路，不可避免地需要建設一大批高墩橋梁。隨著我國西部大開發(fā)的加速發(fā)展和全面推進，公路和鐵路高墩橋梁的建設將越來越多。由于我國西部大部分地區(qū)為高烈度地震區(qū)，且強震頻發(fā)，因此，高墩橋梁結構面臨大震甚至巨震的嚴峻考驗。然而，當前公路和鐵路高墩橋梁抗震設計均無規(guī)范可循，且震害經驗少，其抗震設計具有較大的盲目性和隨意性。2008年汶川地震中廟子坪岷江特大橋遭受嚴重震害，暴露出高墩橋梁抗震設計尚存在諸多問題。

對公路橋梁，傳統(tǒng)的高墩型式主要有柱式墩、實心薄壁墩（單肢或雙肢）、空心墩和Y型墩等，建筑材料通常為鋼筋混凝土。對鐵路橋梁，常用的高墩截面型式主要為空心墩（包括圓形空心、雙圓孔空心、圓端型空心、矩形空心、圓弧面空心截面等），立面上有單坡、變坡、人字型和A型等，建筑材料也通常為鋼筋混凝土。傳統(tǒng)的鋼筋混凝土高墩通常按延性構件設計，在遭遇強烈地震時將發(fā)生破壞；同時，鋼筋混凝土高墩遭受地震破壞后無法更換，也難以修復。

為解決傳統(tǒng)的鋼筋混凝土高墩在抗震性能方面存在的不足，一些研發(fā)人員從新結構型式和新材料入手，開發(fā)了箱形鋼橋墩、雙壁鋼箱混凝土組合墩、混凝土柱-板式墩、格構式鋼管混凝土墩、鋼管混凝土疊合柱橋墩等新型高墩。雖然這些新型高墩都具有較好的抗震性能，并都已應用于工程實踐，然而，其抗震設計理念和設計方法并沒有更新。

發(fā)明內容：

本發(fā)明針對上述現有技術存在的問題做出改進，即本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種鋼管混凝土柱-軟鋼消能部件組合箱形截面高墩結構，不僅具有良好的靜力性能、抗震性能和施工性能，而且具有在地震后結構功能可快速恢復的特性。

為了實現上述目的，本發(fā)明采用的技術方案是：一種鋼管混凝土柱-軟鋼消能部件組合箱形截面高墩結構，包括從下往上依次設置的承臺、墩身以及蓋梁，所述墩身包括四根呈矩形狀分布的鋼管混凝土柱，相鄰兩根鋼管混凝土柱之間沿墩高方向間隔布置有若干根鋼橫系梁，相鄰兩根鋼管混凝土柱與鋼橫系梁之間設置有金屬消能部件，所述金屬消能部件與鋼橫系梁及鋼管混凝土柱均可拆連接。

進一步的，所述金屬消能部件為軟鋼板制成。

進一步的，軟鋼板的內側面及外側面均設置有橫縱交錯的加勁肋。

進一步的，所述金屬消能部件為一塊軟鋼板或者多塊軟鋼板拼接制成，軟鋼板與鋼管混凝土柱及鋼橫系梁經由高強螺栓連接。

進一步的，所述鋼管混凝土柱的上、下兩端分別與蓋梁及承臺剛接。

進一步的，所述鋼管混凝土柱包括一方形鋼管，所述方形鋼管內填充有混凝土。

進一步的，所述鋼橫系梁由工字鋼制成。

與現有技術相比，本發(fā)明具有以下效果：本發(fā)明結構簡單、側向抗推剛度大，穩(wěn)定性好，同時具有消能減震的特點，可實現高墩橋梁在強震后快速恢復結構功能，并且具有方便快捷施工的優(yōu)點。

附圖說明：

圖1是本發(fā)明實施例中墩身的構造示意圖；

圖2是本發(fā)明實施例的縱橋向立面布置示意圖；

圖3是本發(fā)明實施例的橫橋向立面布置示意圖；