CN103526691A - 桥墩基础隔震构造 - Google Patents

Abstract

桥墩基础隔震构造，以使A（人）字型高墩连续刚构桥梁结构能有效地消散地震输入的能量，确保桥梁结构的完整性，提高抗震性能的可靠性，同时减少延性设计要求的成本。它包括墩柱（10）和由承台（20）、桩基（21）构成的基础，所述墩柱（10）的底部具有与之固结为一体的墩柱支承台（11），墩柱支承台（11）坐落于承台（20）顶部的限位凹坑（20a）内，墩柱支承台（11）的底面与限位凹坑（20a）底面保持面接触，在墩柱（10）底部与承台（20）之间设置有连接构件（30）。

Description

桥墩基础隔震构造

技术领域

本发明涉及桥梁，特别涉及一种用于A（人）字型高墩连续刚构桥梁的桥墩基础隔震构造。

背景技术

随着交通运输事业的飞速发展，跨越江河、峡谷的桥梁必然大量涌现。尤其是西南艰险山区，地形复杂，山高谷深，在该区域修建铁路，不可避免地需要跨越深沟深谷，造成大量的大跨超高墩桥梁。采用A（人）型桥墩结构型式，结构外形协调，刚度分配适应墩高变化对桥墩刚度的要求，受力合理，传力明确，而且在确保结构整体安全性的前提下，可大幅度地节约桥墩圬工量和显著降低工程造价。

但是，西部地区是我国的地震多发区，发震频繁且烈度高。在高烈度地震区，设计的桥墩必须承受巨大的水平荷载，还要有具有足够的延性，以保证桥梁的抗震安全性。传统观念的桥梁延性设计，在大地震时利用墩柱的塑性铰区的塑性变形消散地震输入的能量，但同时也造成震后难以修复的损坏。而且受高阶振型的影响，在地震作用下高墩可能会形成两个以上的塑性铰。在强震发生时塑性铰位置的分散与不确定性，使得高墩的延性设计十分困难，且设计的延性抗震性能也不可靠。因此，减隔震设计就成为A（人）型超高墩大跨度桥梁的一种重要抗震措施。

数值分析研究表明减隔震支座对当前设计的铁路高墩仍具有一定的减震效果，这是因为当前设计的铁路高墩桥梁的周期相对较小。当采用连续刚构结构时，刚构墩顶与梁固结加强了结构的整体性，提高了抗震性能，但同时也使得相对成熟的支座减隔震技术不能用于高墩连续刚构桥。

因此，使结构有效地消散地震输入的能量，确保桥梁结构的完整性，提高抗震性能的可靠性，同时减少延性设计要求的成本，成为一个急待解决的技术问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种桥墩基础隔震构造，以使A（人）字型高墩连续刚构桥梁结构能有效地消散地震输入的能量，确保桥梁结构的完整性，提高抗震性能的可靠性，同时减少延性设计要求的成本。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下：

本发明的桥墩基础隔震构造，包括墩柱和由承台、桩基构成的基础，其特征是：所述墩柱的底部具有与之固结为一体的墩柱支承台，墩柱支承台坐落于承台顶部的限位凹坑内，墩柱支承台的底面与限位凹坑底面保持面接触，在墩柱底部与承台之间设置有连接构件。

本发明的有益效果是，结构创新，在承台接触面上实现墩身与基础的分离，同时为了防止强震时提离产生较大的转角致使桥墩倾覆，在墩身和承台间设置连接构件，有效地解决了高墩连续刚构桥梁无法使用传统减隔震技术的难题；受力合理，可使桥墩及基础产生极小甚至不产生损伤，并且靠自重可自复位，不会产生较大的残余变形，可以避开地震动的峰值，滤过较大的地震动脉冲，能有效地降低墩底弯矩；施工可行，与传统的墩身和承台直接相连的基础设计方案相比，只需在承台面接触面上设置一层隔离层，实现墩身与基础的分离，容易实现；经济合理，可有效地降低墩底弯矩，从而减小墩身的配筋，对采用设置支座的墩身，避免采用减隔震支座，节省支座的造价。

附图说明

本说明书包括如下二幅附图：

图1是本发明桥墩基础隔震构造的结构示意图。

图2是现有A（人）字型高墩连续刚构桥梁上墩柱与基础的连接结构。

图中示出构件、部位名称及所对应的标记：墩柱10，墩柱支承台11，承台20，限位凹坑20a，桩基21，连接构件30，间隙A。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图2是现有A（人）字型高墩连续刚构桥梁上墩柱与基础的连接结构，墩柱10和承台20固结为一体。在大地震时利用墩柱的塑性铰区的塑性变形消散地震输入的能量，但同时也造成震后难以修复的损坏。而且受高阶振型的影响，在地震作用下高墩可能会形成两个以上的塑性铰。在强震发生时塑性铰位置的分散与不确定性，使得高墩的延性设计十分困难，且设计的延性抗震性能也不可靠。

参照图1，本发明的桥墩基础隔震构造，包括墩柱10和由承台20、桩基21构成的基础。所述墩柱10的底部具有与之固结为一体的墩柱支承台11，墩柱支承台11坐落于承台20顶部的限位凹坑20a内，墩柱支承台11的底面与限位凹坑20a底面保持面接触，在墩柱10底部与承台20之间设置有连接构件30。

本发明在承台和墩柱结构的接触面上实现墩柱与基础的分离设计。在自重作用下桥墩与基础间应始终处于粘连状态。多遇地震、正常行车时和风荷载情况下，桥墩与基础之间无相对位移，桥墩不会发生转动提离。而在罕遇地震时，基础与墩柱分离，可从根本上减小地震时对桥梁结构施加的能量，使得桥梁结构在震后得到保护。

参照图1，所述连接构件30通常可采用钢绞线或钢筋，连接构件30可防止基础与墩柱分离产生较大的转角而致使桥墩倾覆。

参照图1，所述墩柱支承台11的侧壁与限位凹坑20a的侧壁之间具有间隙A，以使在地震作用时墩柱支承台11有转动的空间。

以上所述只是用图解说明本发明桥墩基础隔震构造的一些原理,并非是要将本发明局限在所示和所述的具体结构和适用范围内，故凡是所有可能被利用的相应修改以及等同物，均属于本发明所申请的专利范围。

Claims (3)

1.桥墩基础隔震构造，包括墩柱（10）和由承台（20）、桩基（21）构成的基础，其特征是：所述墩柱（10）的底部具有与之固结为一体的墩柱支承台（11），墩柱支承台（11）坐落于承台（20）顶部的限位凹坑（20a）内，墩柱支承台（11）的底面与限位凹坑（20a）底面保持面接触，在墩柱（10）底部与承台（20）之间设置有连接构件（30）。

2.如权利要求1所述的桥墩基础隔震构造，其特征是：所述墩柱支承台（11）的侧壁与限位凹坑（20a）的侧壁之间具有间隙（A）。

3.如权利要求1所述的桥墩基础隔震构造，其特征是：所述连接构件（30）为钢绞线或钢筋。

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