[發明專利]帶可更換耗能波紋鋼連梁的雙柱式自復位鋼管混凝土橋墩

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• 申請號: 201911222930.0
• 申請日: 2019-12-03
• 公開（公告）號: CN111021232A
• 公開（公告）日: 2020-04-17
• 發明（設計）人: 趙秋紅;董碩;漆詩軍;王勇鑫
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: E01D19/02
• 分類號: E01D19/02;E01D21/00;E01D101/26
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 程毓英

本發明涉及一種帶可更換耗能波紋鋼連梁的雙柱式自復位鋼管混凝土橋墩，包括蓋梁、墩柱和承臺，所述的蓋梁和所述的承臺之間并列設置兩根墩柱，所述的兩個墩柱之間橫向間隔設置至少一個可更換耗能波紋鋼連梁，每個可更換耗能波紋鋼連梁包括可更換的波紋耗能段和加強連接段，所述的波紋耗能段包括上翼緣、下翼緣和耗能波紋鋼腹板，所述的上翼緣、下翼緣和耗能波紋鋼腹板固定連接，可更換耗能波紋鋼連梁與墩柱之間通過節點相連；蓋梁、墩柱和承臺預留有預應力管道，通過貫穿預應力管道的后張預應力鋼筋將三者連接。本發明適用于地震區、施工便利、震后可快速修復。

技術領域

本發明涉及橋梁工程領域，具體涉及一種帶可更換耗能波紋鋼連梁的雙柱式自復位鋼管混凝土橋墩及其施工方法。

背景技術

我國地處環太平洋地震帶和歐亞地震帶之間，地震區分布廣泛且分散，眾多區域抗震設防烈度在7至8度以上。橋梁是交通生命線工程的重要樞紐，建設造價較高，一旦遭遇地震破壞，震后修復極其困難。歷次地震震害調查和抗震救災的經驗和教訓表明，由于地震區交通生命線工程的橋梁損毀，嚴重阻礙了救災行動和震后恢復工作，所造成的經濟損失和人員傷亡不可估量。因此，保證作為生命線工程的重要組成部分的橋梁結構的地震安全問題尤為重要，保障其抗震安全已經成為我國經濟和社會發展的迫切需求。

目前橋梁抗震設計方法有延性抗震設計和減隔震抗震設計。延性抗震設計是依靠結構、構件自身具有的強度、延性、耗能能力來抗震，但延性抗震設計不可避免地會使橋墩發生損傷，尤其是在強震作用下橋墩塑性鉸區域損傷將非常嚴重，并產生較大的殘余位移，致使橋墩震后修復工作非常困難。減隔震設計是通過引入隔震裝置改變結構在地震中的動力響應特征，但結構的位移很難與支座系統相協調，在可能出現的最大地震荷載作用下，尤其是近場地震特性比較顯著的情況下，減隔震提供的設計位移非常大，可能發生落梁。近年來，對于自復位橋墩的研究越來越多，且開始應用于實際工程中。自復位橋墩的設計是不同于上述兩種橋墩的抗震設計方式，自復位橋墩允許各部件在彼此接觸處發生短暫的分離，由于預應力鋼筋的恢復能力，可以產生恢復力，幫助結構重回初始位形，減小或者消除殘余變形。并且自復位橋墩可采用節段拼裝的方式，實現施工裝配化，現場施工效率高。然而自復位橋墩在地震中僅依靠預應力筋的彈性變形來耗能，耗能能力不足，需要設置耗能部件來達到需求?；谏鲜霰尘?，工程界亟待引入一種既有自復位能力又具有足夠耗能能力的橋梁墩柱結構體系設計方案。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術中存在的上述不足，提出一種適用于地震區、施工便利、震后可快速修復的帶可更換耗能波紋鋼連梁的雙柱式自復位鋼管混凝土橋墩極其施工方法。

為了實現上述發明目的，本發明提供了以下技術方案：

一種帶可更換耗能波紋鋼連梁的雙柱式鋼管混凝土橋墩，包括蓋梁、墩柱和承臺，所述的蓋梁和所述的承臺之間并列設置兩根墩柱，其特征在于，所述的兩個墩柱之間橫向間隔設置至少一個可更換耗能波紋鋼連梁，每個可更換耗能波紋鋼連梁包括可更換的波紋耗能段和加強連接段，所述的波紋耗能段包括上翼緣、下翼緣和耗能波紋鋼腹板，所述的上翼緣、下翼緣和耗能波紋鋼腹板固定連接，可更換耗能波紋鋼連梁與墩柱之間通過節點相連；蓋梁、墩柱和承臺預留有預應力管道，通過貫穿預應力管道的后張預應力鋼筋將三者連接。

本發明同時給出上述橋墩的施工方法，包括下列步驟：

(1)鋼管混凝土墩柱采用預制方式施工，預留預應力管道，在可更換耗能波紋鋼連梁的鋼管混凝土墩柱側面位置焊接端板，用于連接可更換耗能波紋鋼連梁。

(2)蓋梁以及承臺采用現澆或預制的方式施工，并預留預應力管道，之后分別在蓋梁的上部以及承臺的下部設置錨固區。

(3)可更換耗能波紋鋼連梁在蓋梁、承臺和雙柱式鋼管混凝土墩柱施工完畢后進行安裝，與端板通過連接板進行螺栓連接。