[發(fā)明專利]一種橫向裝配式自復(fù)位型抗震擋塊及其施工方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810523677.1
• 申請日: 2018-05-28
• 公開（公告）號(hào): CN108442238B
• 公開（公告）日: 2023-09-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳文朋;張紅運(yùn);龍士國;許福;梁鵬;劉思思;劉澤源;朱嘉琪
• 申請（專利權(quán)）人: 湘潭大學(xué)
• 主分類號(hào): E01D19/02
• 分類號(hào): E01D19/02;E01D21/00
• 代理公司: 長沙朕揚(yáng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 43213
• 代理人: 鐘聲

一種橫向裝配式自復(fù)位型抗震擋塊，包括擋塊本體，所述擋塊本體橫向設(shè)置在端蓋梁的一端部，所述端蓋梁的另一端連接中蓋梁，所述擋塊本體與端蓋梁之間、端蓋梁與中蓋梁之間均通過橫向榫卯拼接的方式連接，并分別設(shè)置了橫向預(yù)應(yīng)力鋼筋和張拉錨具進(jìn)行錨固；所述擋塊本體與端蓋梁之間的連接為可動(dòng)性裝配式連接；所述端蓋梁與中蓋梁之間的連接為永久性裝配式連接,所述擋塊本體和端蓋梁均為超高性能混凝土結(jié)構(gòu)，所述中蓋梁為普通混凝土結(jié)構(gòu)；本發(fā)明還包括上述橫向裝配式自復(fù)位型抗震擋塊的施工方法。本發(fā)明在小震作用下具有牢固的橫向限位能力，在大震作用下能通過擋塊的轉(zhuǎn)動(dòng)耗能保護(hù)下部結(jié)構(gòu)，具有較強(qiáng)的自復(fù)位功能，并且結(jié)構(gòu)簡單，施工方便。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種橋梁抗震結(jié)構(gòu)及其施工方法，具體涉及一種橫向裝配式自復(fù)位型抗震擋塊及其施工方法。

背景技術(shù)

我國中小跨徑鋼筋混凝土梁式橋多采用直接擱置型的板式橡膠支座，即支座上下表面與梁底和蓋梁均無錨固措施，主梁在強(qiáng)地震作用下會(huì)產(chǎn)生較大水平位移，因此，在橋墩蓋梁和橋臺(tái)臺(tái)帽上設(shè)置混凝土橫向擋塊是有必要的。2008年汶川地震中有大量橫向擋塊破壞的現(xiàn)象發(fā)生，實(shí)際上擋塊破壞在一定程度上約束了主梁在橫橋向進(jìn)一步的位移，不僅能起到保護(hù)支座的作用，還能起到防落梁的作用。根據(jù)能力保護(hù)設(shè)計(jì)的思想，混凝土抗震擋塊通常被要求設(shè)計(jì)成“犧牲構(gòu)件”或“保險(xiǎn)絲單元”，美國加州橋梁抗震規(guī)范對橋臺(tái)處混凝土抗震擋塊最大水平承載力做出了相應(yīng)的規(guī)定，以確保下部的橋臺(tái)和基礎(chǔ)不受地震破壞。然而，我國現(xiàn)行的橋梁抗震設(shè)計(jì)規(guī)范盡管提出了宜采用擋塊防止橫向落梁的措施要求，但并沒有對抗震擋塊的構(gòu)造和配筋做出詳細(xì)要求。

造成抗震擋塊設(shè)計(jì)困難的原因之一是當(dāng)前國內(nèi)外采用的擋塊結(jié)構(gòu)形式多為整體式，即先在蓋梁兩端預(yù)留一定量的錨固鋼筋，再通過現(xiàn)澆混凝土的形式將擋塊與蓋梁連成整體。設(shè)計(jì)這種整體式混凝土擋塊時(shí)多按構(gòu)造進(jìn)行配筋，在橫向地震力作用下的擋塊的破壞機(jī)理復(fù)雜且受力模式不明確，難以設(shè)計(jì)成理想的“保險(xiǎn)絲單元”形式，也難以滿足多水準(zhǔn)設(shè)防的要求。

為了解決上述存在的問題，相關(guān)學(xué)者和設(shè)計(jì)單位提出一些不同形式的擋塊結(jié)構(gòu)，包括滑移型擋塊、摩擦型擋塊、橡膠擋塊、鋼擋塊和帶阻尼擋塊等等。這些新型擋塊結(jié)構(gòu)都能在一定程度上改善傳統(tǒng)擋塊的性能，但往往存在造價(jià)過高、施工工藝復(fù)雜或耐久性不足等問題而沒能大面積推廣使用。此外，專利申請人通過閱讀大量國內(nèi)外文獻(xiàn)和規(guī)范發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有的各種擋塊結(jié)構(gòu)與蓋梁或臺(tái)帽之間的空間位置關(guān)系多為上下布置，即擋塊所承擔(dān)的橫向水平力需要通過擋塊與蓋梁之間復(fù)雜的構(gòu)造配筋或豎向預(yù)應(yīng)力來實(shí)現(xiàn)，普通構(gòu)造鋼筋會(huì)導(dǎo)致?lián)鯄K受力特征和傳力途徑并不明確，豎向預(yù)應(yīng)力鋼筋因長度太短而存在預(yù)應(yīng)力損傷過大的問題，這也是造成擋塊設(shè)計(jì)困難的原因之一。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種橫向裝配式自復(fù)位型抗震擋塊及其施工方法，它在小震作用下具有牢固的橫向限位能力，在大震作用下能通過擋塊的轉(zhuǎn)動(dòng)耗能保護(hù)下部結(jié)構(gòu)，具有較強(qiáng)的自復(fù)位功能，并且結(jié)構(gòu)簡單，施工方便。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出的技術(shù)方案為：一種橫向裝配式自復(fù)位型抗震擋塊，包括擋塊本體，所述擋塊本體橫向設(shè)置在端蓋梁的一端部，所述端蓋梁的另一端連接中蓋梁，所述擋塊本體與端蓋梁之間、端蓋梁與中蓋梁之間均通過橫向榫卯拼接的方式連接，并分別設(shè)置了橫向預(yù)應(yīng)力鋼筋和張拉錨具進(jìn)行錨固，擋塊本體、端蓋梁和中蓋梁為相互獨(dú)立的構(gòu)件，設(shè)計(jì)成橫向卯榫連接構(gòu)造，便于進(jìn)行快速裝配式施工，減小環(huán)境污染；預(yù)應(yīng)力鋼筋的數(shù)量由實(shí)際橋梁結(jié)構(gòu)的橫向地震力決定，以實(shí)現(xiàn)小震保護(hù)支座(指的是支承上部結(jié)構(gòu)的傳力裝置，它不僅要傳遞很大的荷載，還要保證其支撐的上部結(jié)構(gòu)按設(shè)計(jì)要求能產(chǎn)生一定的變位)、大震保護(hù)橋梁下部結(jié)構(gòu)(包括橋墩、橋臺(tái)和樁基)的功能，預(yù)應(yīng)力鋼筋表面采用環(huán)氧樹脂等進(jìn)行保護(hù)；張拉錨具為可實(shí)現(xiàn)二次張拉的錨具張拉系統(tǒng)，以減小預(yù)應(yīng)力損失，必要時(shí)可調(diào)整擋塊裝配式施工時(shí)的預(yù)應(yīng)力度，以滿足各種抗震性能的需求；所述擋塊本體與端蓋梁之間的連接為可動(dòng)性裝配式連接，保證擋塊本體在大震作用下可以向外轉(zhuǎn)動(dòng)；所述端蓋梁與中蓋梁之間的連接為永久性裝配式連接。