CN103628402B - 多柱式桥墩地震耗能构造 - Google Patents
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Abstract
多柱式桥墩地震耗能构造，以提高桥梁的减震性能，使桥梁在震后保持结构的完整性。包括相邻的左侧墩柱（11）、右侧墩柱（12），在左侧墩柱（11）、右侧墩柱（12）之间设置有一个或沿纵向间隔设置有多个耗能横系梁（20），耗能横系梁（20）包括钢结构横梁（22）和固定设置于其纵向两端的软钢耗能构件，软钢耗能构件与左侧墩柱（11）、右侧墩柱（12）形成连接。
Description
技术领域
本发明涉及桥梁减震构造，特别涉及一种多柱式桥墩地震耗能构造。
背景技术
总结结构抗震技术的发展史，可以将其划分为“抗”、“消”、“隔”三种方式。所谓“抗”，即从改善结构自身抗震性能着手，开发高性能结构材料及高性能结构构件，如高强度混凝土、高强度钢筋、高强度钢材、型钢混凝土结构、钢管混凝土结构等。所谓“消”，即利用结构抗震控制思想，在结构中加入消能元件帮助结构消耗地震能量，消能元件如金属阻尼器、摩擦阻尼器、粘弹性阻尼器、粘滞阻尼器、调谐质量阻尼器、调谐液体阻尼器等；还有一种思路就是进行延性设计，使某些部件在预定部位形成塑性铰耗能。所谓“隔”是将地震动作用与结构物通过隔震层部分隔离开来，从而减小输入结构物的地震动加速度，减小结构物的破坏，如采用铅芯隔震支座等。但铅芯支座造价高，从产生之初应用就不够广泛；延性设计方法，虽可避免桥梁倒塌，但塑性铰的永久变形却导致桥墩严重受损，致使地震过后难以即时修复，从而失去灾后亟需的运输功能。
沿着延性设计这一思路，利用联结梁装置减震的方法也有应用，但是联结梁进入塑性后两薄壁墩之间的连接就失效了，桥墩的稳定性无法保证，可能在余震中主体结构受到更加严重的破坏，甚至倒塌。同时，破坏的联结梁很难修复，即使可以修复，所花经济成本和时间成本都很高。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种多柱式桥墩地震耗能构造，以提高桥梁的减震性能，使桥梁在震后保持结构的完整性。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下：
本发明的多柱式桥墩地震耗能构造，包括相邻的左侧墩柱、右侧墩柱，其特征是：所述左侧墩柱、右侧墩柱之间设置有一个或沿纵向间隔设置有多个耗能横系梁，耗能横系梁包括钢结构横梁和固定设置于其纵向两端的软钢耗能构件，软钢耗能构件与左侧墩柱、右侧墩柱形成连接；所述软钢耗能构件由横向间隔设置于钢结构横梁端面上的软钢耗能单元组构成，每个软钢耗能单元组包括至少两个纵向设置的软钢耗能单元。
本发明的有益效果是，具有良好的减震效果，可保证桥墩不屈服、不破坏；震后仍然能发挥连梁效果，可抵抗一定震级的余震，同时保证救援车辆和人员通行；软钢耗能构件弹性模量可调，结合软钢耗能构件尺寸设计，可方便地对每座桥进行有针对性的减震设计；方便施工，而且方便震后更换；适用范围广，可用于多柱式桥墩的连续刚构桥、连续梁桥和简支梁桥。
附图说明
本说明书包括如下四幅附图：
图1是本发明多柱式桥墩地震耗能构造的立面示意图；
图2是本发明多柱式桥墩地震耗能构造中软钢耗能单元的一种结构示意图；
图3本发明多柱式桥墩地震耗能构造中的耗能横系梁的安装方式示意图；
图4是本发明多柱式桥墩地震耗能构造中的耗能横系梁的侧视图。
图中示出零部件、部位名称及所对应的标记：左侧墩柱11、右侧墩柱12、预埋连接构件13、牛腿14、耗能横系梁20、软钢耗能单元21、矩形框架21a、斜肢21b、钢结构横梁22、支撑构件23。
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。
参照图1，本发明的多柱式桥墩地震耗能构造，包括相邻的左侧墩柱11、右侧墩柱12。所述左侧墩柱11、右侧墩柱12之间设置有一个或沿纵向间隔设置有多个耗能横系梁20，耗能横系梁20包括钢结构横梁22和固定设置于其纵向两端的软钢耗能构件，软钢耗能构件与左侧墩柱11、右侧墩柱12形成连接。
参照图3和图4，所述软钢耗能构件由横向间隔设置于钢结构横梁22端面上的软钢耗能单元组构成，每个软钢耗能单元组包括至少两个纵向设置的软钢耗能单元21。图2示出的是软钢耗能单元21的一种具体结构，即软钢耗能单元21由矩形框架21a和焊接于其内的斜肢21b构成。在正常使用时，软钢耗能构件作用等同于传统的横系梁，地震时进行耗能减震。软钢有一定弹性模量，软钢耗能构件正是利用这一特性，在地震中，软钢耗能单元21的各肢受拉、压作用，进入塑性，保证连接件及桥墩不屈服、不破坏，同时通过软钢的塑性耗能，起到减震效果。由于软钢的弹性模量可以调整，因此可以针对桥梁个体进行单独设计，同时配合软钢耗能单元21数量的配置，保证软钢耗能构件很好的发挥作用。
参照图3和图4，所述左侧墩柱11、右侧墩柱12上在耗能横系梁20安装部位设置有预埋连接构件13和牛腿14，固定设置于钢结构横梁22上的支撑构件23支撑于牛腿14上，钢结构横梁22、软钢耗能单元21和预埋连接构件13之间通过螺栓形成可拆卸连接。
即为了保证震后方便更换，在钢结构横梁22每端两侧设置了支撑构件23，在左侧墩柱11、右侧墩柱12相应位置设置牛腿14，支撑构件23直接放置在牛腿14上，支撑构件23和左侧墩柱11、右侧墩柱12之间留有一定间隙，保证各软钢耗能单元21能自由变形。震后需要更换时，不需要借助其他机械设备即可把钢结构横梁22固定，将连接螺栓拆卸后即可更换软钢耗能单元21。整个更换过程简单、快捷，且不需要借助任何大型设备，特别适用于震后用于抗震救灾的紧急修复。由于软钢屈服平台很宽，震后如果软钢只屈服未发生破坏，可继续使用，不必更换软钢耗能单元21。
以上所述只是用图解说明本发明多柱式桥墩地震耗能构造的一些原理，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.多柱式桥墩地震耗能构造，包括相邻的左侧墩柱(11)、右侧墩柱(12)，其特征是：所述左侧墩柱(11)、右侧墩柱(12)之间设置有一个或沿纵向间隔设置有多个耗能横系梁(20)，耗能横系梁(20)包括钢结构横梁(22)和固定设置于其纵向两端的软钢耗能构件，软钢耗能构件与左侧墩柱(11)、右侧墩柱(12)形成连接；所述软钢耗能构件由横向间隔设置于钢结构横梁(22)端面上的软钢耗能单元组构成，每个软钢耗能单元组包括至少两个纵向设置的软钢耗能单元(21)。
2.如权利要求1所述的多柱式桥墩地震耗能构造，其特征是：所述软钢耗能单元(21)由矩形框架(21a)和焊接于其内的斜肢(21b)构成。
3.如权利要求2所述的多柱式桥墩地震耗能构造，其特征是：所述左侧墩柱(11)、右侧墩柱(12)上在耗能横系梁(20)安装部位设置有预埋连接构件(13)和牛腿(14)，固定设置于钢结构横梁(22)上的支撑构件(23)支撑于牛腿(14)上，钢结构横梁(22)、软钢耗能单元(21)和预埋连接构件(13)之间通过螺栓形成可拆卸连接。
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