CN108982032A - 一种适用于高烈度区预制拼装桥墩的试验装置及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适用于高烈度区预制拼装桥墩的试验装置及其方法，包括：两振动台，两振动台之间通过连接板相连接；两试验墩，两试验墩分别固定在两振动台的上表面；两保护墩，两保护墩分别固定在两振动台的上表面，两保护墩位于两试验墩之间；一钢板，钢板压设于两试验墩上，两试验墩分别支撑钢板的两侧；若干质量块，钢板的上表面布置有若干质量块。本发明通过模型的试验结果直接反应项目原型的抗震、减隔震性能。

Description

一种适用于高烈度区预制拼装桥墩的试验装置及其方法

技术领域

本发明涉及振动台的技术领域，尤其涉及一种预制拼装桥墩的振动台。

背景技术

随着我国城市化进程的加速，出行车辆不断的快速增加，交通需求总量迅速增长，车、路供需矛盾日益加剧，城市交通压力日益严重。近年来我国规划和建造大量的城市高架、立交桥、轨道高架桥等工程；同时，城市既有老桥已经服役多年，部分桥梁面临使用功能不足或结构缺陷等问题，需要对其进行加宽、加固或拆除重建等。

城市桥梁建造首先满足足够强度、刚度、耐久性、安全、经济、美观等，但目前在城市中开展桥梁的建造，还面临各种挑战：施工场地狭小、施工时段受限、工期紧等问题，城市桥梁建造还要满足：快速的施工、减低周围交通的干扰、降低噪声、环境破坏等。

目前国内城市桥梁施工技术现状是现场浇筑方式为主，部分预制拼装方式为辅，上部板梁、T梁、小箱梁多采用预制，下部基础、桥墩和盖梁等的建造仍主要以人绑扎、现场浇筑施工为主。在城市环境下现场浇筑施工需要大量劳动力、搭设大量支架和模板、绑扎钢筋，危险性高且效率低；施工工期长，对城市周围正常交通和环境干扰大；现场浇注混凝土噪声大，往往伴有粉尘等，对周围居民日常生活影响大；工业化水平偏低，监管难度大，这导致建造效率低、行业整体能耗高。

随着劳动力成本不断攀升，劳动力人口老龄化，劳动力短缺等，人口红利正在消失，桥梁建造等传统劳动密集型产业面临挑战，因此必须对现有的产业进行升级。我国城市桥梁施工技术的发展趋势是采用预制拼装式工业化建造技术，即工厂化制造+机械化装配+信息化管理，实现城市桥梁的快速化施工ABC(Accelerated Bridge Construction)，城市混凝土桥梁进入全预制拼装建造时代。

全预制拼装混凝土桥梁建造技术是一种将混凝土桥梁上部和下部结构的主要构件在预制工场预先制作、现场进行拼装的桥梁建造技术。其中,根据主梁截面形式、跨径大小等构造特点,桥梁上部结构的主梁采用纵向竖缝划分桥宽、全跨逐梁预制,如板梁、T梁、小箱梁等；或采用横向竖缝划分桥跨、全宽节段预制,如节段箱梁；桥面护栏、分隔带等节段预制；桥梁下部结构桥墩的盖梁、墩柱、承台、基桩,以及桥台的台身、挡墙等作为基本构件,分别根据其尺寸大小采用整体预制或节段预制；把传统基础-墩-上部结构的顺序施工过程，变成并行的工序；通过专业化的施工人员使用运输和架设设备来进行现场拼装施工，加快施工进度。全预制拼装桥梁建造技术是一套高效、低碳、环保的桥梁建造技术。该技术能①减少现场作业需要人工数量；②缩短时间、减低对交通和环境的干扰、提高效率；③规范作业，确保质量和安全等。

随着下部桥墩采用节段拼装施工技术在高地震危险区域中的应用，面临的一个重要技术问题就是采用这种技术施工的预制拼装桥墩的抗震性能如何？该改问题给桥梁设计工程师和业主决策带来的疑虑和影响，这包括预制拼装桥墩连接构造型式、拼接缝以及桥墩节段划分等对桥墩整体抗震性能有何影响等存在困惑。由于缺乏这些方面的研究储备，这在很大程度上会阻碍该项技术在我国的使用。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种适用于高烈度区预制拼装桥墩的试验装置。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种适用于高烈度区预制拼装桥墩的试验装置，其中，包括：两振动台，两所述振动台之间通过连接板相连接；两试验墩，两所述试验墩分别固定在两所述振动台的上表面；两保护墩，两所述保护墩分别固定在两所述振动台的上表面，两所述保护墩位于两所述试验墩之间；一钢板，所述钢板压设于两所述试验墩上，两所述试验墩分别支撑所述钢板的两侧；若干质量块，所述钢板的上表面布置有若干质量块。

上述的适用于高烈度区预制拼装桥墩的试验装置，其中，两所述试验墩均为预制立柱或现浇立柱。

上述的适用于高烈度区预制拼装桥墩的试验装置，其中，每一所述试验墩均包括：试验承台，所述试验承台固定在一所述振动台的上表面；试验立柱，所述试验立柱设置在所述试验承台上；试验盖梁，所述试验盖梁设置在所述试验立柱上；试验支座，所述试验支座设置在所述试验盖梁上，所述试验支座支撑所述钢板。

上述的适用于高烈度区预制拼装桥墩的试验装置，其中，所述试验承台上开设有若干预留孔，所述试验承台通过若干所述预留孔与所述振动台螺栓连接。

上述的适用于高烈度区预制拼装桥墩的试验装置，其中，每一所述保护墩均包括：保护承台，所述保护承台固定在一所述振动台的上表面；保护立柱，所述保护立柱设置在所述保护承台上；保护盖梁，所述保护盖梁设置在所述保护立柱上，所述保护盖梁位于所述钢板的下方。

上述的适用于高烈度区预制拼装桥墩的试验装置，其中，所述钢板呈矩形，若干所述质量块呈矩形阵列。

上述的适用于高烈度区预制拼装桥墩的试验装置，其中，两所述试验墩和两所述保护墩均位于同一直线上。

一种适用于高烈度区预制拼装桥墩的试验装置的使用方法，其中，包括上述的任意一项所述的适用于高烈度区预制拼装桥墩的试验装置，所述使用方法包括：

步骤S1：设置两所述振动台和所述连接板；

步骤S2：将两所述试验墩和两所述保护墩分别吊装就位；

步骤S3：将两所述试验墩分别与两所述振动台固定连接；

步骤S4：在两所述试验墩上布置所述钢板，并在所述钢板上布置若干所述质量块；

步骤S5：进行振动台试验。

本发明由于采用了上述技术，使之与现有技术相比具有的积极效果是：

(1)本发明通过设置的减隔震支座工况的情况直接反应项目原型的抗震、减隔震性能。

(2)本发明在主梁下设置不传递弯矩的支座工况的振动台试验，能够通过加载至桥墩破坏对比研究预制拼装桥墩在地震作用下的损伤机理、破坏模式及抗震性能。

附图说明

图1是本发明的适用于高烈度区预制拼装桥墩的试验装置的平面图。

图2是本发明的适用于高烈度区预制拼装桥墩的试验装置的立面图。

附图中：1、振动台；2、连接板；3、试验墩；31、试验承台；32、试验立柱；33、试验盖梁；34、试验支座；4、保护墩；41、保护承台；42、保护立柱；43保护盖梁；5、钢板；6、质量块。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。

图1是本发明的适用于高烈度区预制拼装桥墩的试验装置的平面图，图2是本发明的适用于高烈度区预制拼装桥墩的试验装置的立面图，请参见图1至图2所示，示出了一种较佳实施例的适用于高烈度区预制拼装桥墩的试验装置，包括：两振动台1，两振动台1之间通过连接板2相连接。通过两振动台1进行振动试验。

此外，作为一种较佳的实施例，适用于高烈度区预制拼装桥墩的试验装置还包括：两试验墩3，两试验墩3分别固定在两振动台1的上表面。

另外，作为一种较佳的实施例，适用于高烈度区预制拼装桥墩的试验装置还包括：两保护墩4，两保护墩4分别固定在两振动台1的上表面，两保护墩4位于两试验墩3之间。

进一步，作为一种较佳的实施例，适用于高烈度区预制拼装桥墩的试验装置还包括：一钢板5，钢板5压设于两试验墩3上，两试验墩3分别支撑钢板5的两侧。

更进一步，作为一种较佳的实施例，适用于高烈度区预制拼装桥墩的试验装置还包括：若干质量块6，钢板5的上表面布置有若干质量块6。

再进一步，作为一种较佳的实施例，两试验墩3均为预制立柱或现浇立柱。

以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围。

本发明在上述基础上还具有如下实施方式：、

本发明的进一步实施例中，请继续参见图1至图2所示，每一试验墩3均包括：试验承台31，试验承台31固定在一振动台1的上表面。

本发明的进一步实施例中，每一试验墩3均包括：试验立柱32，试验立柱32设置在试验承台31上。

本发明的进一步实施例中，每一试验墩3均包括：试验盖梁33，试验盖梁33设置在试验立柱32上。

本发明的进一步实施例中，每一试验墩3均包括：试验支座34，试验支座34设置在试验盖梁33上，试验支座34支撑钢板5。

本发明的进一步实施例中，试验承台31上开设有若干预留孔311，试验承台31通过若干预留孔311与振动台1螺栓连接。通过在试验盖梁33上直接设置试验支座34工况的振动台试验，加载至试验墩3破坏，以此对比研究预制拼装桥墩在地震作用下的损伤机理、破坏模式及抗震性能。

本发明的进一步实施例中，每一保护墩4均包括：保护承台41，保护承台41固定在一振动台1的上表面；

本发明的进一步实施例中，每一保护墩4均包括：保护立柱42，保护立柱42设置在保护承台41上。

本发明的进一步实施例中，每一保护墩4均包括：保护盖梁43，保护盖梁43设置在保护立柱42上，保护盖梁43位于钢板5的下方。保护墩4在试验墩3被破坏的情况下保护其上的钢板5和质量块6不直接落下。

本发明的进一步实施例中，钢板5呈矩形，若干质量块6呈矩形阵列。

本发明的进一步实施例中，两试验墩3和两保护墩4均位于同一直线上。

下面说明本发明的使用方法，使用方法包括：

步骤S1：设置两振动台1和连接板2；

步骤S2：将两试验墩3和两保护墩4分别吊装就位；

步骤S3：将两试验墩3分别与两振动台1固定连接；

步骤S4：在两试验墩3上布置钢板5，并在钢板5上布置若干质量块6；

步骤S5：进行振动台试验。

本发明的进一步实施例中，上述使用方法可校正为有限元数值分析模型，提供基础的试验数据。

以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种适用于高烈度区预制拼装桥墩的试验装置，其特征在于，包括：

两振动台，两所述振动台之间通过连接板相连接；

两试验墩，两所述试验墩分别固定在两所述振动台的上表面；

两保护墩，两所述保护墩分别固定在两所述振动台的上表面，两所述保护墩位于两所述试验墩之间；

一钢板，所述钢板压设于两所述试验墩上，两所述试验墩分别支撑所述钢板的两侧；

若干质量块，所述钢板的上表面布置有若干质量块。

2.根据权利要求1所述的适用于高烈度区预制拼装桥墩的试验装置，其特征在于，两所述试验墩均为预制立柱或现浇立柱。

3.根据权利要求1所述的适用于高烈度区预制拼装桥墩的试验装置，其特征在于，每一所述试验墩均包括：

试验承台，所述试验承台固定在一所述振动台的上表面；

试验立柱，所述试验立柱设置在所述试验承台上；

试验盖梁，所述试验盖梁设置在所述试验立柱上；

试验支座，所述试验支座设置在所述试验盖梁上，所述试验支座支撑所述钢板。

4.根据权利要求3所述的适用于高烈度区预制拼装桥墩的试验装置，其特征在于，所述试验承台上开设有若干预留孔，所述试验承台通过若干所述预留孔与所述振动台螺栓连接。

5.根据权利要求1所述的适用于高烈度区预制拼装桥墩的试验装置，其特征在于，每一所述保护墩均包括：

保护承台，所述保护承台固定在一所述振动台的上表面；

保护立柱，所述保护立柱设置在所述保护承台上；

保护盖梁，所述保护盖梁设置在所述保护立柱上，所述保护盖梁位于所述钢板的下方。

6.根据权利要求1所述的适用于高烈度区预制拼装桥墩的试验装置，其特征在于，所述钢板呈矩形，若干所述质量块呈矩形阵列。

7.根据权利要求1所述的适用于高烈度区预制拼装桥墩的试验装置，其特征在于，两所述试验墩和两所述保护墩均位于同一直线上。

8.一种适用于高烈度区预制拼装桥墩的试验装置的使用方法，其特征在于，包括权利要求1至7中任意一项所述的适用于高烈度区预制拼装桥墩的试验装置，所述使用方法包括：

步骤S1：设置两所述振动台和所述连接板；

步骤S2：将两所述试验墩和两所述保护墩分别吊装就位；

步骤S3：将两所述试验墩分别与两所述振动台固定连接；

步骤S4：在两所述试验墩上布置所述钢板，并在所述钢板上布置若干所述质量块；

步骤S5：进行振动台试验。