[發明專利]一種預制拼裝橋墩與承臺快速連接的多級搖擺系統

在審

• 申請號: 202010781225.0
• 申請日: 2020-08-06
• 公開（公告）號: CN112030718A
• 公開（公告）日: 2020-12-04
• 發明（設計）人: 李建中;鐘學琦;沈禹;李永興
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: E01D19/00
• 分類號: E01D19/00;E01D19/04;E01D19/02
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 褚明偉

本發明涉及一種預制拼裝橋墩與承臺快速連接的多級搖擺系統，該系統主要包括：底封板、上盤、預應力筋、U型耗能器、下盤和限位角鋼。其中底封板錨固于墩柱底部；上盤包括頂板、凹槽和支板；下盤包括球銷、球銷臺階和底板；凹槽與球銷相互嵌套，限制上盤的橫向位移，第一支板支撐在球銷臺階上，球銷和球銷臺階共同承擔豎向荷載；第二支板通過限位角鋼和底板相互連接，限制上盤和下盤相對轉動；頂板和底板之間設置U型耗能器，必要時在底封板和上盤之間設置鋼墊板以便錨固和更換U型耗能器；下盤固定在承臺上。與現有技術相比，本發明通過搖擺支點變化，增大恢復力矩，延長結構周期，震后只需更換U型耗能器，便于快速恢復。

技術領域

本發明涉及橋梁工程和地震工程領域，尤其是涉及一種預制拼裝橋墩與承臺快速連接的多級搖擺系統。

背景技術

橋梁是交通運輸系統的關鍵組成部分，尤其是在應急事件或者災情期間，保證橋梁的暢通具有重要意義。現行國內外橋梁抗震設計方法主要是利用橋墩延性進行抗震設計，容許橋墩進入塑性，形成塑性鉸，強震作用下，橋墩可能嚴重損傷，產生較大的塑性變形，塑性鉸區混凝土保護層可能剝落，震后橋墩會產生永久的殘余位移。通過對橋梁震害的調查表明，橋墩殘余位移是衡量震后橋梁可修復性的主要因素。在阪神地震中，100余座橋墩因為墩柱傾斜超過1°或者橋墩頂部位移偏移超過墩高1.75％，無法修復而被拆除，造成了巨大的經濟損失，并對震后城市交通功能的恢復帶來了巨大阻礙。

為提高震后橋梁結構的使用功能，快速恢復交通，國內外許多學者進行了具有可恢復性能的橋墩體系的研究。典型的可恢復性技術包括使用搖擺結構、自復位技術和地震后快速修復技術。此外，研究人員正在尋找塑性鉸的替代辦法，以減小塑性鉸區域的局部損傷，提供替代的耗能機制，同時加入自復位技術，以減少殘余位移，確保震后的正常工作，減少震后墩柱的修復。雖然搖擺墩可以通過搖擺來延長結構周期，減少地震力，但橋墩在搖擺過程中與承臺碰撞，將會造成墩底保護層混凝土脫落等問題，如何避免搖擺墩的局部損傷也是一大研究難點。

近年來，伴隨著混凝土預制工業和裝配技術的發展，預制節段拼裝橋墩得到越來越廣泛的應用，大大提高了現場施工效率和構件質量。雖然預制拼裝縮短了現場施工時間，但在現場仍有一系列工作，比如進行預制段與承臺的濕接，以及進行預應力筋張拉、導管灌漿，而濕接段和灌漿形成強度都需要耗費一定時間。此外，預應力筋錨固在承臺底部后也無法檢查錨固情況。

發明內容

本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種預制拼裝橋墩與承臺快速連接的多級搖擺系統。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：

本發明提供一種預制拼裝橋墩與承臺快速連接的多級搖擺系統可同時在縱橋向和橫橋向發揮作用。

本發明提供一種預制拼裝橋墩與承臺快速連接的多級搖擺系統，該多級搖擺系統主要包括底封板、上盤、預應力筋、U型耗能器、下盤和限位角鋼；所述底封板錨固于墩柱底部；所述底封板和上盤之間直接焊接，或底封板和上盤之間設置鋼墊板，通過鋼墊板焊接底封板和上盤；所述上盤與下盤之間設置有U型耗能器，U型耗能器通過螺栓連接上盤和下盤；所述上盤與下盤之間還設置有限位角鋼，限位角鋼通過螺栓連接上盤和下盤；所述下盤固定在承臺上。

在本發明的一個實施方式中，所述底封板上設置剪力釘，底封板通過剪力釘錨固于墩柱底部。

在本發明的一個實施方式中，所述底封板由于需要傳遞來自墩柱的較大的荷載，基于能力保護的原則，需要設置足夠的剪力釘，以確保底封板與墩柱之間的錨固性能。