[發明專利]一種內置耗能鋁-混搖擺墻的裝配式橋墩體系

在審

• 申請號: 202111178658.8
• 申請日: 2021-10-10
• 公開（公告）號: CN113897854A
• 公開（公告）日: 2022-01-07
• 發明（設計）人: 白少聰;許維炳;王瑾;蔡麗香;陳彥江;陳所坤;孫航;黃曉敏
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: E01D19/02
• 分類號: E01D19/02;E01D19/00;E01D21/00
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 沈波

本發明公開了一種內置耗能鋁?混搖擺墻的裝配式墩柱體系，預制墩柱與承臺間通過鋁合金灌漿套筒和抗剪齒槽連接，接縫處設置彈性墊層。待預制墩柱與承臺施工完成后，預制鋁合金?混凝土搖擺墻下部通過鋁合金套筒與形狀記憶合金棒與承臺連接，預制組合梁上鋁骨與預制墩柱上高強L型組合梁連接板通過高強螺栓連接；待預制鋁合金?混凝土搖擺墻、預制組合梁與預制墩柱連接施工完成后，預制蓋梁通過鋁合金灌漿套筒和抗剪齒槽與預制墩柱連接，接縫處同樣設置彈性墊層。本發明能夠實現多階段耗能保護墩柱；預制蓋梁、預制組合梁、預制墩柱和預制鋁合金?混凝土搖擺墻均為工廠標準化生產，兼具構造簡單、安裝及拆卸便捷等優點。

技術領域

本發明涉及一種內置耗能鋁-混搖擺墻的裝配式墩柱體系，屬于工程抗震領域。

背景技術

隨著我國城鎮化建設的快速發展，城市化水平和人民生活水平逐步提高，人們對傳統建筑和橋梁結構的安全性和經濟性要求越來越高。預制拼裝式混凝土結構具有施工質量高、施工周期短和節能減排等優點，受到越來越多的學者和工程師青睞。但預制拼裝式橋墩的抗震性能和震后修復一直是國內外學者研究的重點和難點，也是阻礙其在中、高烈度地震區域等復雜、惡劣環境推廣應用的關鍵因素。

由于裝配式節點的引入，預制拼裝橋墩的抗震性能和震損模式與現澆橋墩均存在較大差異。地震荷載作用下，預制拼裝橋墩中墩柱和承臺的連接部位承受較大的軸力、剪力和彎矩，是受力的關鍵部位之一。為了能夠實現較優的抗震性能，預制拼裝橋墩裝配式節點的連接構造方式主要有預應力連接、灌漿套筒連接、灌漿波紋管連接、插槽式連接、承插式連接、濕接縫連接等。其中，灌漿套筒連接是低烈度區裝配式橋墩常用的連接方式，設計較優的灌漿套筒連接裝配式混凝土橋墩的抗震性能基本能夠達到“等同現澆”的設計原則。但由于灌漿套筒剛度較大，接縫處早期損傷、集中損傷和塑性鉸轉移等不利現象在該型裝配式橋墩中也十分常見。在地震、撞擊等偶然荷載作用下，灌漿套筒連接處的損傷破壞容易使該型裝配式橋墩成為沿連接面的“搖擺”機構。盡管預制拼裝式橋墩的“搖擺”會耗散一部分地震能量，但過大的搖擺會削弱混凝土與鋼筋之間的粘結、開合和摩擦作用，限制傳統塑性鉸區的形成和發展，使其耗能能力下降；同時也會導致預制拼裝式橋墩的震后殘余變形過大，影響裝配式橋墩的安全性和可恢復性。

現階段針對預制拼裝橋墩抗震性能的研究取得了一系列成果，然而預制拼裝橋墩抗震性能影響參數繁多，既有裝配式橋墩體系的抗震性能并不足以支撐其在中、高烈度等復雜惡劣工程環境中應用。因此，研發一種抗震性能優并且震后可修復的預制拼裝式橋墩具有顯著的實用價值和現實意義。

發明內容

為了解決傳統裝配式式橋墩耗能能力差、耐久性差、震后修復困難等難題，實現裝配式橋墩在高烈度地區的廣泛應用，本發明提出了一種具有良好抗震性能，可恢復能力的內置耗能鋁-混搖擺墻的裝配式橋墩體系。

為了實現上述目的，本發明采取了如下技術方案。

一種內置耗能鋁-混搖擺墻的裝配式橋墩體系，其特征在于：包括預制鋁合金-混凝土搖擺墻(1)，預制鋁骨混凝土組合梁(2)，預制墩柱(3)，預制蓋梁(4)，承臺(5)。其裝配方法為：預制墩柱(3)與承臺(5)間通過鋁合金灌漿套筒(1d)和抗剪齒槽(3c)連接，接縫處設置彈性墊層(3e)。待預制墩柱(3)與承臺(5)施工完成后，預制鋁合金-混凝土搖擺墻(1)下部通過鋁合金套筒(1d)與形狀記憶合金棒(1e)與承臺(5)連接，其上部通過混凝土提高面(2d)與預制組合梁(2)利用對拉螺栓(2e)連接，預制組合梁上鋁骨(2a)與預制墩柱(3)上高強L型組合梁連接板(3a)通過高強螺栓(2c)連接；待預制鋁合金-混凝土搖擺墻(1)、預制組合梁(2)與預制墩柱(3)連接施工完成后，預制蓋梁(4)通過鋁合金灌漿套筒(1d)和抗剪齒槽(3c)與預制墩柱(3)連接，接縫處同樣設置彈性墊層(3e)。進而形成一種內置耗能鋁-混搖擺墻的裝配式橋墩體系，該體系具有多階段耗能，可裝配，易修復，具有一定自復位功能等優點，并且單、雙柱墩均可應用。