[發(fā)明專利]防側(cè)傾節(jié)段拼裝搖擺單柱墩多重減震體系

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110630143.0
• 申請日: 2021-06-07
• 公開（公告）號: CN113322794B
• 公開（公告）日: 2022-09-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 黨新志;鐘海強;鄧小偉;曾明根;羅喜恒;姜宇飛;袁萬城
• 申請（專利權(quán)）人: 同濟大學;上海賽斯美克土木科技有限公司
• 主分類號: E01D19/02
• 分類號: E01D19/02;E01D19/04
• 代理公司: 上?？坡蓪＠硎聞?wù)所(特殊普通合伙) 31290
• 代理人: 葉鳳

一種防側(cè)傾的節(jié)段拼裝搖擺單柱墩多重減震體系，具體包括上部結(jié)構(gòu)、拉索減震支座、節(jié)段拼裝單柱墩、承臺、角鋼彈簧阻尼器、無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋。上部結(jié)構(gòu)與節(jié)段拼裝單柱墩之間采用拉索減震支座連接，橋墩墩底的封板直接放置在承臺的預(yù)埋鋼板上，通過無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力連接形成整體，并安裝角鋼彈簧阻尼器。本發(fā)明能滿足正常使用階段功能，沒有額外增大設(shè)計、施工的難度，在地震強度較弱時僅由支座進入非線性實現(xiàn)減震效果，在大震作用下拉索拉緊限制墩梁位移，角鋼彈簧阻尼器屈服、橋墩搖擺，從而避免了墩梁位移過大并減小橋墩內(nèi)力增大，實現(xiàn)了多重減震的功能，彈簧提供剛度也避免了橋墩側(cè)傾風險，橋墩基本保持彈性，殘余位移小，震后的維修更換也很方便。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于橋梁工程抗震領(lǐng)域，具體涉及到一種節(jié)段拼裝單柱橋墩、以及在地震作用下可以通過拉索減震支座和分離承臺之間搖擺共同提供減震能力且能夠防止橋墩側(cè)傾的搖擺橋墩多重減震體系。

背景技術(shù)

目前，現(xiàn)有的節(jié)段拼裝橋墩具有整體性差、抗震性能較弱的缺陷，此外，常見的橫向僅布置單個橋墩時還存在橫向穩(wěn)定性不足的隱患。該缺陷和隱患是進一步推廣橋梁快速施工的過程中必須攻克的難題，有專家提出必須從抗震體系出發(fā)提高節(jié)段拼裝橋墩的抗震能力。

于現(xiàn)有的以下幾種橋梁施工體系來說：

1)延性體系基于橋墩屈服形成塑性鉸的前提，但節(jié)段拼裝的橋墩難以滿足延性要求，并且，塑性鉸區(qū)損傷嚴重，震后不容易修復(fù)；

2)減隔震體系易修易換，雖能夠減小對橋墩的性能要求，但存在大震時屈后剛度不足、墩梁位移失控等隱患；

3)又有學者提出，拉索減震支座雖然能夠通過拉索限位，但拉索拉緊同樣存在橋墩進入塑性的可能；

4)近年來提出，搖擺自復(fù)位體系通過橋墩搖擺隔絕地震能量輸入，會具有殘余位移小、自復(fù)位性能好等優(yōu)點，然而，墩頂位移過大時存在橋墩側(cè)傾的風險，尤其是對于單柱墩，為了避免上部結(jié)構(gòu)重心超過搖擺軸而引起橋墩側(cè)傾，往往只能采取較小的搖擺角，不能充分發(fā)揮搖擺體系的作用。

綜上所述，隨著抗震設(shè)防水平不斷提高，單一減震體系已不能夠滿足當下韌性抗震的要求。因此，需提出一種新的防側(cè)傾搖擺承臺多重減震體系。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決背景技術(shù)中所闡述的節(jié)段拼裝單柱墩所存在的抗震能力弱、抗側(cè)傾問題突出、單一減震體系能力不足等問題，本發(fā)明提出一種防側(cè)傾節(jié)段拼裝搖擺單柱墩多重減震體系，可以逐步減小橋梁在地震下的水平剛度，延長結(jié)構(gòu)周期隔絕地震能量，并克服墩梁位移過大、墩頂位移過大而造成的梁體碰撞、落梁等問題；同時，本發(fā)明將搖擺界面設(shè)置在承臺，減小橋梁動力響應(yīng)，增大了抗傾覆力臂防止橋墩側(cè)傾，并將預(yù)應(yīng)力筋設(shè)置在承臺上提供自恢復(fù)力，避免將預(yù)應(yīng)力設(shè)置在橋墩時橋墩需要額外配筋從而增加造價，使得震后體系能夠自復(fù)位，實現(xiàn)快速維修替換，實現(xiàn)抗震韌性。

為實現(xiàn)以上目的，通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：

一種防側(cè)傾節(jié)段拼裝搖擺單柱墩多重減震體系，包括上部結(jié)構(gòu)、拉索減震支座、節(jié)段拼裝單柱墩、連接蓋板、凹槽剪力鍵、無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力索、角鋼彈簧阻尼器、封板、預(yù)埋鋼板、承臺；所述上部結(jié)構(gòu)通過所述拉索減震支座支承在所述節(jié)段拼裝單柱墩上，所述節(jié)段拼裝單柱墩的橋墩節(jié)段之間其外部通過所述連接蓋板鏈接，其內(nèi)部通過所述凹槽剪力鍵連接，并通過所述無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力索貫穿整個橋墩，所述無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力索張拉錨固于所述節(jié)段拼裝單柱墩的墩頂和所述承臺之間以使得所述節(jié)段拼裝單柱墩和所述承臺連接成整體；所述節(jié)段拼裝單柱墩的橋墩底部通過所述角鋼彈簧阻尼器與所述承臺連接。

優(yōu)選地，所述節(jié)段拼裝單柱墩的截面包括外鋼板、填充混凝土、預(yù)埋預(yù)應(yīng)力管道，所述節(jié)段拼裝單柱墩的墩底設(shè)有預(yù)留螺栓孔以及封板；所述節(jié)段拼裝單柱墩與所述承臺之間設(shè)置所述封板和所述預(yù)埋鋼板接觸；所述角鋼彈簧阻尼器與所述節(jié)段拼裝單柱墩之間通過高強螺栓連接，所述角鋼彈簧阻尼器與和所述承臺頂部的所述預(yù)埋鋼板通過高強螺栓連接，高強螺栓穿過所述預(yù)留螺栓孔以及角鋼預(yù)留螺栓孔；所述無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力索通過所述預(yù)埋預(yù)應(yīng)力管道貫穿整個橋墩。