CN109826091A - 一种跨断层桥梁的隔震基础 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种跨断层桥梁的隔震基础，包括桥墩、承台、隔震支座和桩基础，桥墩与承台固结为一体，承台的底部设有多个圆形凹槽，桩基础的顶端放置于承台的圆形凹槽内，承台与桩基础之间用隔震支座连接。该隔震基础通过在承台接触面上实现承台与桩基础的分离，桩上隔震支座在地震过程中发生的剪切变形，可以减少主梁及桥墩的移位，降低落梁风险，实现对墩底内力和墩顶位移的有效控制。

Description

一种跨断层桥梁的隔震基础

技术领域

本发明涉及桥梁工程减隔震技术领域，特别涉及一种跨断层桥梁的隔震基础。

背景技术

目前国内外对于非跨断层桥梁的减震隔震方法都比较成熟，在地震作用过程中均能较好地发挥作用，可以有效地减少桥梁结构的地震响应，减轻震害。

对于跨断层桥梁，地震时由于受到地震动和断层错动的共同作用，地震破坏风险显著增加。根据国内外的研究发现，断层错动是造成跨断层地表破裂带桥梁破坏(落梁和桥梁剪切破坏)的主要原因。所以国内外抗震规范对活动断层一般采取避让原则，如禁止在活动断层之上新建结构物或要求与活动断层保持一定的避让距离。然而对于跨越沟谷、河流等障碍物的桥梁结构，由于地形地貌、建设成本、工程周期等各种客观条件的限制，往往难以遵循这些原则。而且受现有理论计算及活动断层探测技术的局限，实际断层的地表破裂迹线很难在震前估计，它可能既不沿着地质图上标明的活动断层迹线分布，也不在历史地震的地面断裂带内，使得修建在这些断层之上桥梁结构防不胜防。近年国内外多次强震震害调查也均证实了“禁止”或“避让”并不能完全规避活动断层对桥梁结构的破坏风险。因此，在桥梁工程中的跨断层桥梁的隔震技术需要进一步研究。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的是针对跨断层桥梁结构在地震作用下的安全问题，提供了一种跨断层桥梁的隔震基础，以提高桥梁的抗震性能，减小地震破坏风险。

为达到上述目的，本发明提供了一种跨断层桥梁的隔震基础，主要包括桥墩、承台、隔震支座和桩基础，承台与桥墩固结形成整体，承台的底部设有多个圆形凹槽，圆形凹槽与桩基础一一对应，桩基础的顶端放置于承台的圆形凹槽内，承台与桩基础之间用隔震支座连接。桩基础的顶端设有凸环，凸环外侧设有橡胶保护环，橡胶保护环侧壁与圆形凹槽内侧壁之间间隙配合，设有足够的预留空间。隔震支座根据具体情况可用板式橡胶支座、铅芯橡胶支座、高阻尼隔震橡胶支座、摩擦摆减隔震支座等支座形式。

相对于现有技术，本发明的有益效果主要体现在以下几个方面：(1)结构创新，在承台接触面上实现承台与桩基础的分离。(2)桩基础与承台通过隔震支座连接，隔震支座在地震过程中发生的剪切变形，可以减少主梁及桥墩的移位，降低落梁风险；支座的滞回耗能，能有效的减少承台及其上部结构的地震能量输入，减小桥墩的内力。(3)桩基础的上端部可以根据支座尺寸进行扩展，以满足上部结构位移控制需求。(4)桩端侧面包裹橡胶保护环，防止桩基础与承台之间发生直接碰撞，橡胶通过变形可以耗能减震。(5)橡胶保护环与圆形凹槽之间设有足够的预留空间，保证了橡胶与钢筋混凝土的温度作用产生的位移、桥梁正常使用(车辆和风等作用)产生的位移、地震作用所产生的剪切位移等有足够的位移空间。

附图说明

图1为跨断层桥梁的隔震基础的结构示意图。

图2为跨断层桥梁的隔震基础的A-A处剖面示意图。

其中，1-桥墩，2-承台，2.1-圆形凹槽，3-隔震支座，4-桩基础，4.1-凸环，5-橡胶保护环。

具体实施方式

为了使本发明的目的，技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明提供了一种跨断层桥梁的隔震基础，如图1所示，从高度方向自上而下依次为桥墩1、承台2、隔震支座3、橡胶保护层5和桩基础4。桥墩1和承台2为钢筋混凝土预制构件，桥墩1与下面的承台2为固结为一体，预制时应同时浇筑成型。承台2的底部设有4个圆形凹槽2.1，桩基础4的顶端放置于承台2的圆形凹槽2.1内，圆形凹槽与桩基础为一一对应关系。承台2与桩基础4之间用隔震支座3连接，隔震支座3根据具体情况可用板式橡胶支座、铅芯橡胶支座、高阻尼隔震橡胶支座、摩擦摆减隔震支座等支座形式，桩上隔震支座3分别与四根圆柱形的桩的顶部用隔震支座连接，且上下两个连接面保持面连接，在地震过程中发生的剪切变形，可以减少主梁及桥墩的移位，降低落梁风险，支座的滞回耗能，能有效的减少承台及其上部结构的地震能量输入，减小桥墩的内力。

桩基础4为四根圆柱形的桩，可根据桥的具体情况采用合适截面尺寸和合适的桩类型。桩基础4的顶端做加宽处理，即凸环4.1，优选的，凸环4.1与桩基础4的顶端为一个整体，预制时可同时浇筑成型。设置凸环4.1可以满足上部结构位移控制需求，且凸环4.1与承台2的底部齐高。另外，如图2所示，桩基础4的凸环外侧面包裹有橡胶保护环5，防止桩基础与承台之间发生直接碰撞，起到保护桩与承台的作用，橡胶通过变形可以耗能减震，减少上部结构的地震响应；而且，圆形凹槽2.1内侧壁与橡胶保护环5侧壁之间仍留有足够的预留空间，以保证橡胶与钢筋混凝土的温度作用产生的位移、桥梁正常使用(车辆和风等作用)产生的位移、地震作用所产生的剪切位移等有足够的位移空间。

以上所述本发明的具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何根据本发明的技术构思所做出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本发明权利要求的保护范围内。

Claims (3)

1.一种跨断层桥梁的隔震基础，其结构上包括承台(2)、隔震支座(3)和桩基础(4)，其特征在于，所述承台(2)与桥墩(1)固结为一体，承台(2)底部设有多个与桩基础(4)一一对应的圆形凹槽(2.1)，所述桩基础(4)的顶端设置于圆形凹槽(2.1)内，桩基础(4)的顶面通过隔震支座(3)与承台(2)连接。

2.根据权利要求1所述的一种跨断层桥梁的隔震基础，其特征在于，所述桩基础(4)的顶端侧壁设有凸环(4.1)，所述凸环(4.1)侧壁设有橡胶保护环(5)。

3.根据权利要求2所述的一种跨断层桥梁的隔震基础，其特征在于，所述橡胶保护环(5)侧壁与圆形凹槽(2.1)内侧壁间隙配合。