CN109898409B - 一种抗震式预制桥墩结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及桥梁建筑技术领域，具体涉及一种抗震式预制桥墩结构，桥墩结构包括墩座、抗震球型支座、中心桥墩体以及减震阻尼机构，所述中心桥墩体设置在抗震球型支座上，所述抗震球型支座固定在墩座上，墩座浇筑在水平地面，所述减震阻尼机构包裹着中心桥墩体设计，所述中心桥墩体内设有若干个竖向的钢绞线，每个钢绞线的一端位于所述中心桥墩体的底部，另一端位于穿过盖梁的通孔置于盖梁的顶部；该结构设计能够有效提高桥梁的抗震性，避免桥梁发生刚性破坏，在保证道路交通便捷、快速的安装的同时，抗震结构能自适应加强，结构简单稳定，安装方便。

Description

一种抗震式预制桥墩结构

技术领域

本发明涉及桥梁建筑技术领域，具体涉及一种抗震式预制桥墩结构。

背景技术

人们的出行由以前的步行渐渐发展成由交通工具代步，如汽车、火车、飞机、轮船等，相对应的公路、铁路等一系类的道路开始出现，并且在发展过程中渐渐的由路面建设发展到空中建设，在这样的条件下，桥梁的作用也越加的重要，因为在长路程的公路建造中，经常要跨越河流、山谷等地方，所以这是就要通过桥梁来连通，在桥梁建设中，桥梁支座是连接、约束桥梁上、下部结构的重要构件，对于桥梁的承重来说是不可缺少的一部分，桥梁构造在强震作用下，多在上下左右构造间产生较大的相对位移，易造成桥梁结构性损坏，导致交通的中断，给救灾工作带来极大困难，造成巨大的损失，现有桥梁耗材多、运输安装的成本高，抗震效果差。

现有使用的，桥墩主要由顶帽、墩身组成。桥台主要由顶帽、台身组成。顶帽的作用是把桥跨支座传来的较大而集中的力，分散而匀称地传给墩身和台身。因此顶帽应采用强度较高的材料建筑，一般用不低于200级钢筋混凝土建筑，且厚度不小于40厘米。此外，顶帽还须有较大的平面尺寸，为施工架梁及养护维修提供必要的工作面。墩身和台身是支承桥跨的主体结构，不仅承受桥跨结构传来的全部荷载，而且还直接承受土压力、水流冲击力、冰压力、船舶撞击力等多种荷载，所以墩身和台身都具有足够的强度、刚度和稳定性，现有的桥墩一般为钢筋混凝土浇倒而成，抗震性较差，但现有的技术很难克服上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种抗震式预制桥墩结构，能够有效提高桥梁的抗震性，避免桥梁发生刚性破坏，在保证道路交通便捷、快速的安装的同时，抗震结构能自适应加强，结构简单稳定，安装方便。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种抗震式预制桥墩结构，其中桥墩结构的顶部设有盖梁，盖梁内设有若干个竖向的通孔，所述桥墩结构包括墩座、抗震球型支座、中心桥墩体以及减震阻尼机构，所述中心桥墩体设置在抗震球型支座上，所述抗震球型支座固定在墩座上，墩座浇筑在水平地面，所述减震阻尼机构包裹着中心桥墩体设计，所述中心桥墩体内设有若干个竖向的钢绞线，每个钢绞线的一端位于所述中心桥墩体的底部，另一端位于穿过盖梁的通孔置于盖梁的顶部；减震阻尼机构包括套在中心桥墩体外的上顶板，上顶板的下方固定连接有上封板，上封板下设有交叉层层重叠的钢板和橡胶板，在钢板和橡胶板下方设有下封板，下封板下固定有连接在墩座上的下底板，在上顶板和下底板之间还设有若干竖直连接的弹簧轴，在弹簧轴外套有上下两端固定在上顶板和下底板之间的弹簧。

采用抗震式预制桥墩结构设计，与现有技术相比：由于设计了中心桥墩体与盖梁的钢绞线连接方式，将此两者连接呈整体，提高连接质量，提升结构的整体性能和抗震性，施工作业面小，有效降低施工作业时对环境的影响。由于中心桥墩体的外周利用减震阻尼机构，保护中心桥墩体的浇筑结构，使其收到径向的刚性破坏，加强其结构强度，采用浇筑和结构组合安装的方式，既保证桥墩的强度和稳定性，又能增强其抗震性能，解决了现有的桥墩完全采用钢筋混凝土浇筑而成造成的抗震性能差的问题。由于在墩座上连接着抗震球型支座，结合中心桥墩体的外周部，在整个桥墩的四周和下部均设置了减震装置，有利于受力平衡，使其桥梁具有更好的抗震效果。

进一步限定，所述抗震球型支座包括下支座板，所述下支座板的上顶面设有球型凹槽，在球型凹槽内垫有下球面薄板，在下球面薄板上固定有中间球面板，中间球面板上顶面上设有矩形凹槽，在矩形凹槽内设有平面薄板，在平面薄板上设有不锈钢板，在不锈钢板上设有与下支座板倒扣在一起的上支座板，所述下支座板浇筑在墩座上，所述中心桥墩体和下底板浇筑在上支座板上。抗震球型支座采取了刚、柔结合等有效抗震措施，极大的改善了支座的抗震性能，因此地震发生时可提高桥梁的抗震能力，最大限度的限制了桥梁上下部结构之间的相对位移，减小了地震力的放大系数。

进一步限定，所述中心桥墩体为方形或者圆形结构，当中心桥墩体为方形结构时其长宽相等，其中减震阻尼机构为匹配中心桥墩体设计的圆形或者方形机构。

进一步限定，所述中心桥墩体的上端和盖梁的连接处为企口结构。

进一步限定，在企口结构上设有防水层。采用上述设置，能够增强所述中心桥墩体和盖梁之间拼缝处的剪切应力，有利于抵抗水平荷载，有效提高连接强度和整体性能，进一步提升抗震性能。

进一步限定，所述钢绞线为缓粘结预应力钢绞线，所述缓粘结预应力钢绞线包括裸线、缓凝粘合剂和外包护套。采用此设计，使得施工工序更简便，有效降低施工难度，节省施工周期，张拉完毕后从所述盖梁顶部压入膨胀型混凝土以便于填充所述通孔内的空隙。

附图说明

图1为一种抗震式预制桥墩结构的主视结构示意图；

图2为一种抗震式预制桥墩结构的减震阻尼机构的全剖结构示意图；

图3为一种抗震式预制桥墩结构的抗震球型支座的全剖结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例进一步阐述本发明。

如图1、图2、图3所示的一种抗震式预制桥墩结构，所述桥墩结构包括墩座1、抗震球型支座2、中心桥墩体3以及减震阻尼机构4，所述中心桥墩体3设置在抗震球型支座2上，所述抗震球型支座2固定在墩座1上，墩座1浇筑在水平地面，所述减震阻尼机构4包裹着中心桥墩体3设计。

整个桥墩结构的顶部连接有盖梁5，盖梁5内设有若干个竖向的通孔，所述中心桥墩体3内设有若干个竖向的环绕布置的钢绞线31，每个通孔的位置、大小和每个钢绞线31的位置、大小一一适配，每个钢绞线31的一端位于所述中心桥墩体3的底部，另一端位于穿过盖梁5的通孔置于盖梁5的顶部，并且每个钢绞线31垂直于中心桥墩体3的横截面，每个钢绞线31的张拉端位于盖梁5的顶部，每个钢绞线31的固定端位于所述中心桥墩体3的底部，所述钢绞线31为缓粘结预应力钢绞线，所述缓粘结预应力钢绞线包括裸线、缓凝粘合剂和外包护套。

中心桥墩体3外的减震阻尼机构4由若干组依次累计叠加安装，一层重叠一层，彼此之间利用螺栓或者混凝土相互浇筑的形式将两两相邻的两个减震阻尼机构4的上顶板和下底板连接在一起。减震阻尼机构4包括套在中心桥墩体3外的上顶板41，上顶板41的下方固定连接有上封板42，上封板42下设有交叉层层重叠的钢板43和橡胶板44，在钢板43和橡胶板44下方设有下封板45，下封板45下固定有连接在墩座1上的下底板46，在上顶板41和下底板46之间还设有若干竖直连接的弹簧轴47，确切的是，弹簧轴47是竖直向上固定在下底板46上的，在弹簧轴47外套有上下两端固定在上顶板41和下底板46之间的弹簧48。在中心桥墩体3上安装减震阻尼机构4的工艺顺序是：先将下底板46套在中心桥墩体3上，并且最下方的一个下底板46要浇筑在抗震球型支座2的上支座板上，接着，套装下封板45，套装钢板43和橡胶板44，一层钢板43，一层橡胶板44的交叉套装，之后，套装上封板42，把弹簧48套在弹簧轴47上，最后盖上上顶板41，在压上上顶板41的时候调整弹簧48，避免其歪斜安装。接下来继续浇筑上一层的下底板46在下一层的上顶板41上，结合中心桥墩体3依次完成桥墩结构的安装。

所述抗震球型支座2包括下支座板21，所述下支座板21的上顶面设有球型凹槽，在球型凹槽内垫有下球面薄板22，在下球面薄板22上固定有中间球面板23，中间球面板23上顶面上设有矩形凹槽，在矩形凹槽内设有平面薄板24，在平面薄板24上设有不锈钢板25，在不锈钢板25上设有与下支座板21倒扣在一起的上支座板26，所述下支座板21浇筑在墩座1上，所述中心桥墩体3和下底板46浇筑在上支座板26上。

所述中心桥墩体3为方形或者圆形结构，当中心桥墩体3为方形结构时其长宽相等，其中减震阻尼机构4为匹配中心桥墩体3设计的圆形或者方形机构。

所述中心桥墩体3的上端和盖梁5的连接处为企口结构，在企口结构上填充环氧树脂防水层。

在制作时，先在地平面上浇筑墩座1，再在墩座1上安装抗震球型支座2，接着在抗震球型支座2上浇筑中心桥墩体3，在浇筑中心桥墩体3时，一边浇筑一边安装减震阻尼机构4，每浇筑一截中心桥墩体3，就将减震阻尼机构4的相应零件按顺序套装在中心桥墩体3上，安装顺序如上述所示。在预制所述中心桥墩体3时，预埋通长的缓粘结预应力钢绞线31，在预制所述盖梁5时，在每个所述钢绞线31的对应位置上预留所述通孔，使每个所述通孔的位置和大小与对应的所述钢绞线31的位置和大小适配。浇筑的中心桥墩体3高度足够后，且减震阻尼机构4安装完成后，然后就将所述盖梁5连接于所述墩座1的顶部，使每个所述通孔套设于一个所述钢绞线31上，通过所述企口结构使所述中心桥墩体3和盖梁5相连接，并在所述企口结构上填充环氧树脂防水层，然后将所有所述钢绞线31的张拉端锚固在所述盖梁5的顶部并进行张拉，张拉完毕进行封锚，并在所述盖梁5顶部压入微膨胀型混凝土来填充所有所述通孔的孔道缝隙，待所述钢绞线31外套的波纹管内的缓粘结剂凝结固化后，即可实现所述中心桥墩体3与盖梁5整体相连。

以上对本发明提供的一种减震式预制桥墩结构进行了详细介绍。具体实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (5)

1.一种抗震式预制桥墩结构，其中桥墩结构的顶部设有盖梁，盖梁内设有若干个竖向的通孔，其特征在于：所述桥墩结构包括墩座、抗震球型支座、中心桥墩体以及减震阻尼机构，所述中心桥墩体设置在抗震球型支座上，所述抗震球型支座固定在墩座上，墩座浇筑在水平地面，所述减震阻尼机构包裹着中心桥墩体设计，所述中心桥墩体内设有若干个竖向的钢绞线，每个钢绞线的一端位于所述中心桥墩体的底部，另一端位于穿过盖梁的通孔置于盖梁的顶部；

所述抗震球型支座包括下支座板，所述下支座板的上顶面设有球型凹槽，在球型凹槽内垫有下球面薄板，在下球面薄板上固定有中间球面板，中间球面板上顶面上设有矩形凹槽，在矩形凹槽内设有平面薄板，在平面薄板上设有不锈钢板，在不锈钢板上设有与下支座板倒扣在一起的上支座板，所述下支座板浇筑在墩座上，所述中心桥墩体和下底板浇筑在上支座板上；

减震阻尼机构包括套在中心桥墩体外的上顶板，上顶板的下方固定连接有上封板，上封板下设有交叉层层重叠的钢板和橡胶板，在钢板和橡胶板下方设有下封板，下封板下固定有连接在墩座上的下底板，在上顶板和下底板之间还设有若干竖直连接的弹簧轴，在弹簧轴外套有上下两端固定在上顶板和下底板之间的弹簧。

2.根据权利要求1所述的一种抗震式预制桥墩结构，其特征在于：所述中心桥墩体为方形或者圆形结构，当中心桥墩体为方形结构时其长宽相等，其中减震阻尼机构为匹配中心桥墩体设计的圆形或者方形机构。

3.根据权利要求2所述的一种抗震式预制桥墩结构，其特征在于：所述中心桥墩体的上端和盖梁的连接处为企口结构。

4.根据权利要求3所述的一种抗震式预制桥墩结构，其特征在于：在企口结构上设有防水层。

5.根据权利要求4所述的一种抗震式预制桥墩结构，其特征在于：所述钢绞线为缓粘结预应力钢绞线，所述缓粘结预应力钢绞线包括裸线、缓凝粘合剂和外包护套。

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