CN111041978A - 一种抗震墩柱结构 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种抗震墩柱结构，属于墩柱工程的的技术领域，其包括柱体，柱体的底部设置有承台，承台的下方设置有基桩，所述柱体的底部设置有球状墩底，墩底的底部固定连接有橡胶垫层，承台上表面开设有与墩底相适配的放置槽，墩底的底部开设有调节一槽，承台放置槽内嵌设有开口朝上且与调节一槽的开口正对的调节二槽，调节一槽和调节二槽内设置有复位组件，本发明具有有利于震后墩柱能够准确复位的效果。

Description

一种抗震墩柱结构
技术领域
本发明涉及墩柱工程的技术领域，尤其是涉及一种抗震墩柱结构。
背景技术
目前我国大部分地区处于地震多发区，特别是华北和西南等还是强震区，在这些地区建造构筑物时，必须考虑结构的抗震性能以及采取合理的结构形式来减少地震带来的破坏。近几次国内外的大地震都显示了桥梁工程破坏的严重后果，必须对其采取有效的抗震措施，以减轻桥梁的破坏，保持交通生命线工程在抗震救灾和震后灾区重建中畅通。
现有的可参考公告号为CN104278620B的中国专利，其公开了一种可自复位的球入式带翼摇摆隔震墩柱，其为一种可自复位的摇摆墩柱的隔震结构，该隔震墩柱包括主梁、桥墩、承台、半凸出式球状墩底、桥墩翼板、橡胶垫层、挖空半球面承台顶、形状记忆合金剪力螺栓、斜截面挡块。其将桥墩与承台的固结改为可产生摇摆的铰接。桥墩球状墩底嵌入承台顶部挖空半球。桥墩球状墩底上部两侧是桥墩翼缘板，翼缘板通过形状记忆合金剪力螺栓与承台锚固连接。橡胶垫层设置在半凸出式球状墩底和挖空半球状顶部之间、承台和桥墩翼板之间、桥墩翼板侧面和承台挡块之间。
上述中的现有技术方案存在以下缺陷：形状记忆合金是一种在加热升温后能完全消除其在较低的温度下发生的变形，恢复其变形前原始形状的合金材料，因此，有形状记忆合金剪力螺栓需要加热后才能够帮助墩柱复位，且较难保证墩柱能够准确复位至竖直状态。
发明内容
本发明的目的是提供一种有利于震后墩柱能够准确复位的抗震墩柱结构。
本发明的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种抗震墩柱结构，包括柱体，柱体的底部设置有承台，承台的下方设置有基桩，所述柱体的底部设置有球状墩底，墩底的底部固定连接有橡胶垫层，承台上表面开设有与墩底相适配的放置槽，墩底的底部开设有调节一槽，承台放置槽内嵌设有开口朝上且与调节一槽的开口正对的调节二槽，调节一槽和调节二槽内设置有复位组件，复位组件包括上端板、下端板、弧形板、调节块和双向丝杠，弧形板的轴线竖直，上端板和下端板分设于弧形板的上下两端，双向丝杠与上端板和下端板转动连接，弧形板与上端板和下端板滑动连接，弧形板的滑动方向沿着远离自身轴线的方向，弧形板至少设置三个，弧形板之间固定连接有能够带动弧形板相互靠近的弹簧，弧形板从自身中部到两侧，其内壁逐渐远离自身的轴线，然后沿着轴线方向竖直延伸，调节块设置两个，调节块位于弧形板之间且与双向丝杠螺纹连接，调节块相对的一端直径逐渐减小，双向丝杠连接有能够带动自身转动的电机，电机与下端板固定连接。
通过采用上述技术方案，地震时，地面带动基桩和承台震动，承台震动挤压橡胶垫层，橡胶垫层能够吸收以及阻隔一部分震动，从而使得传递到柱体的震动较少；当震动过后，柱体和承台产生一定的位移，此时启动电机，电机带动双向丝杠转动，双向丝杠带动两个调节块逐渐靠近，调节块逐渐沿着弧形板的倾斜的内壁移动，使得弧形板逐渐远离上端板的轴线方向移动，沿着主体与承台相对移动的方向，部分弧形板抵接于调节一槽的内壁而不与调节二槽的内壁抵接，与抵接于调节一槽的弧形板相对的弧形板抵接于调节二槽的内壁而不与调节一槽的内壁抵接，随着弧形板的逐渐远离，直到弧形板与调节一槽和调节二槽的内壁均紧密抵接，此时上端板、下端板与调节一槽和调节二槽同轴，达到了使震后墩柱能够准确复位的效果。
本发明进一步设置为：所述调节一槽内设置有开口朝下的调节一筒，调节二槽设置有有开口朝上且与调节一筒的开口正对的调节二筒，复位组件位于调节一筒和调节二筒内。
通过采用上述技术方案，调节一筒对调节一槽起到保护作用，在调节墩柱的过程中，避免了调节一槽受到弧形板的压力而损坏，调节二筒的作用与调节一筒的作用相同。
本发明进一步设置为：所述弧形板的顶部和底部水平向靠近自身轴线的方向延伸。
通过采用上述技术方案，增加了弧形板与上端板和下端板之间的连接长度，当弧形板被调节块带动远离上端板的轴线时，弧形板顶部和底部的延伸，使弧形板能够移动较多的距离，也不会与上端板和下端板脱离，保证了上端板和下端板对弧形板的引导作用。
本发明进一步设置为：所述柱体设置有消震组件，消震组件包括橡胶柱和升降气缸，橡胶柱的外壁与调节一筒和调节二筒的内壁抵接，橡胶柱与上端板固定连接，升降气缸嵌设于承台内，升降气缸的活塞杆端竖直向上，且升降气缸的活塞杆端与下端板固定连接。
通过采用上述技术方案，柱体处于日常使用状态时，使升降气缸的活塞杆处于缩回状态，此时，上端板、下端板和弧形板位于调节二筒内，橡胶柱位于调节一筒和调节二筒的交界处，且橡胶柱与调节一筒和调节二筒的内壁抵接，使得地震时，承台和调节一筒之间相对震动时，橡胶筒被挤压，橡胶筒能够吸收一部分震动，减小传递给柱体的震动力；当震后对柱体复位时，使升降气缸的活塞杆伸出，升降气缸带动弧形板和橡胶柱上升，直到弧形板的中部位于调节一筒和调节二筒的交界处，此时橡胶柱位于调节一筒内部，然后启动电机，使弧形板向远离上端板轴线的方向移动来对柱体进行复位；复位组件和消震组件的设置，使得柱体和承台之间实现了震时柔性消震，震后刚性准确复位的效果。
本发明进一步设置为：所述橡胶柱内嵌设有连接柱，连接柱与上端板固定连接。
通过采用上述技术方案，连接柱加强了橡胶柱与上端板之间连接的牢固程度。
本发明进一步设置为：所述调节一筒的底部向下呈敞口状。
通过采用上述技术方案，在调节二筒内安装完毕复位组件后，再将调节一筒套设在复位组件上部，调节一筒底部形状的设置，增大了调节一筒底部的直径，保证了调节一筒能够较易套设到复位组件外部。
本发明进一步设置为：所述调节一筒和调节二筒的外壁固定连接有加强环，加强环与调节一筒和调节二筒同轴，加强环从调节一筒和调节二筒的外壁向远离调节一筒和调节二筒的轴线方向延伸。
通过采用上述技术方案，加强环对调节一筒和调节二筒的径向方向起到加强作用，当弧形板与调节一筒和调节二筒的内壁抵接，来带动调节一筒和调节二筒同轴的过程中，调节一筒和调节二筒受到弧形板沿自身径向方向的，保证了调节一筒和调节二筒的周向面不易被挤压而向远离自身轴线的方向产生变形。
本发明进一步设置为：所述调节一筒和调节二筒的外壁固定连接有加强筋，加强筋的长度方向平行于调节一筒和调节二筒的轴线，且从调节一筒和调节二筒的外壁向远离调节一筒和调节二筒的轴线方向延伸。
通过采用上述技术方案，加强筋对调节一筒和调节二筒的纵向方向起到加强作用，使调节一筒和调节二筒位置受到沿着柱体传递到自身的桥梁的纵向压力时，不易产生变形，能够保证柱体在复位组件处的强度。
综上所述，本发明的有益技术效果为：
1.通过设置复位组件，达到了使震后墩柱能够准确复位的效果；
2.通过设置弧形板顶部和底部的延伸设置，使弧形板能够移动较多的距离，也不会与上端板和下端板脱离，保证了上端板和下端板对弧形板的引导作用；
3.通过设置消震组件，进一步减小了传递给柱体的震动力；
4.通过设置复位组件和消震组件的组合，使得柱体和承台之间实现了震时柔性消震，震后刚性准确复位的效果。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明的爆炸结构示意图；
图3是复位组件的爆炸结构示意图。
图中，1、柱体；11、球状墩底；12、橡胶垫层；13、调节一槽；14、调节一筒；2、承台；21、放置槽；22、调节二槽；23、调节二筒；3、基桩；4、复位组件；41、上端板；42、下端板；43、弧形板；431、弹簧；44、调节块；45、双向丝杠；451、电机；5、消震组件；51、橡胶柱；511、连接柱；52、升降气缸；6、加强环；7、加强筋；8、主梁。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
参照图1和图2，为本发明公开的一种抗震墩柱结构，包括柱体1，柱体1的顶部固定连接有主梁8，柱体1的底部设置有承台2，承台2的下方固定连接有基桩3，柱体1的底部设置有球状墩底11，球状墩底11固定连接有水平且远离柱体1轴线延伸的固定翼，承台2固定连接有固定部，固定部与固定翼的上表面抵接，墩底的底部固定连接有橡胶垫层12，承台2上表面开设有与墩底相适配的放置槽21，墩底的底部开设有调节一槽13，承台2放置槽21内嵌设有开口朝上且与调节一槽13的开口正对的调节二槽22，调节一槽13和调节二槽22内设置有复位组件4，复位组件4保证了震后柱体1复位的准确性，复位组件4设置有消震组件5。
参照图1和图2，调节一槽13内设置有开口朝下的调节一筒14，调节二槽22设置有有开口朝上且与调节一筒14的开口正对的调节二筒23，复位组件4位于调节一筒14和调节二筒23内，调节一筒14的底部向下呈敞口状。
参照图1和图2，调节一筒14和调节二筒23的外壁固定连接有加强环6，加强环6与调节一筒14和调节二筒23同轴，加强环6从调节一筒14和调节二筒23的外壁向远离调节一筒14和调节二筒23的轴线方向延伸，调节一筒14和调节二筒23的外壁固定连接有加强筋7，加强筋7的长度方向平行于调节一筒14和调节二筒23的轴线，且从调节一筒14和调节二筒23的外壁向远离调节一筒14和调节二筒23的轴线方向延伸；加强环6对调节一筒14和调节二筒23起到径向加强作用，使调节一筒14和调节二筒23不易受到护顶板的压力而产生径向变形，加强筋7对调节一筒14和调节二筒23起到轴向加强作用，使调节一筒14和调节二筒23受到主梁8以及主梁8上部的桥梁的压力而产生纵向变形，保证了柱体1的强度和承压能力。
参照图3，复位组件4包括上端板41、下端板42、弧形板43、调节块44和双向丝杠45，弧形板43的轴线竖直，上端板41和下端板42分设于弧形板43的上下两端，上端板41和下端板42和轴线与调节一筒14和调节二筒23的轴线重合，双向丝杠45与上端板41和下端板42转动连接，弧形板43与上端板41和下端板42滑动连接，弧形板43的滑动方向沿着远离自身轴线的方向，且弧形板43的顶部和底部水平向靠近自身轴线的方向延伸，弧形板43至少设置三个，弧形板43之间固定连接有能够带动弧形板43相互靠近的弹簧431，弧形板43从自身中部到两侧，其内壁逐渐远离自身的轴线，然后沿着轴线方向竖直延伸，调节块44设置两个，调节块44位于弧形板43之间且与双向丝杠45螺纹连接，调节块44相对的一端直径逐渐减小，双向丝杠45连接有能够带动自身转动的电机451，电机451与下端板42固定连接。
参照图2和图3，消震组件5包括橡胶柱51和升降气缸52，橡胶柱51的外壁与调节一筒14和调节二筒23的内壁抵接，上短板固定连接有竖直的连接柱511，连接柱511的外部设置有橡胶柱51，使橡胶柱51与上端板41相对固定连接，升降气缸52嵌设于承台2内，升降气缸52的活塞杆端竖直向上，且升降气缸52的活塞杆端与下端板42固定连接。
本实施例的实施原理为：地震时，地面带动基桩3和承台2震动，承台2震动挤压橡胶垫层12，橡胶垫层12能够吸收以及阻隔一部分震动，从而使得传递到柱体1的震动较少；同时，升降气缸52的活塞杆处于缩回状态，此时，上端板41、下端板42和弧形板43位于调节二筒23内，橡胶柱51位于调节一筒14和调节二筒23的交界处，且橡胶柱51与调节一筒14和调节二筒23的内壁抵接，使得地震时，承台2和调节一筒14之间相对震动时，橡胶筒被挤压，橡胶筒能够吸收一部分震动，减小传递给柱体1的震动力。
震动过后，柱体1和承台2产生一定的移动，此时，使升降气缸52的活塞杆伸出，升降气缸52带动弧形板43和橡胶柱51上升，直到弧形板43的中部位于调节一筒14和调节二筒23的交界处，此时橡胶柱51位于调节一筒14内部，然后启动电机451，电机451带动双向丝杠45转动，双向丝杠45带动两个调节块44逐渐靠近，调节块44逐渐沿着弧形板43的倾斜的内壁移动，使得弧形板43逐渐远离上端板41的轴线方向移动，随着弧形板43的逐渐远离，直到弧形板43与调节一槽13和调节二槽22的内壁均紧密抵接，此时上端板41、下端板42与调节一槽13和调节二槽22同轴，柱体1和承台2之间实现了震时柔性消震，震后刚性准确复位的效果，达到了使震后墩柱能够准确复位的效果。
本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种抗震墩柱结构，包括柱体(1)，柱体(1)的底部设置有承台(2)，承台(2)的下方设置有基桩(3)，其特征在于：所述柱体(1)的底部设置有球状墩底(11)，墩底的底部固定连接有橡胶垫层(12)，承台(2)上表面开设有与墩底相适配的放置槽(21)，墩底的底部开设有调节一槽(13)，承台(2)放置槽(21)内嵌设有开口朝上且与调节一槽(13)的开口正对的调节二槽(22)，调节一槽(13)和调节二槽(22)内设置有复位组件(4)，复位组件(4)包括上端板(41)、下端板(42)、弧形板(43)、调节块(44)和双向丝杠(45)，弧形板(43)的轴线竖直，上端板(41)和下端板(42)分设于弧形板(43)的上下两端，双向丝杠(45)与上端板(41)和下端板(42)转动连接，弧形板(43)与上端板(41)和下端板(42)滑动连接，弧形板(43)的滑动方向沿着远离自身轴线的方向，弧形板(43)至少设置三个，弧形板(43)之间固定连接有能够带动弧形板(43)相互靠近的弹簧(431)，弧形板(43)从自身中部到两侧，其内壁逐渐远离自身的轴线，然后沿着轴线方向竖直延伸，调节块(44)设置两个，调节块(44)位于弧形板(43)之间且与双向丝杠(45)螺纹连接，调节块(44)相对的一端直径逐渐减小，双向丝杠(45)连接有能够带动自身转动的电机(451)，电机(451)与下端板(42)固定连接。
2.根据权利要求1所述的一种抗震墩柱结构，其特征在于：所述调节一槽(13)内设置有开口朝下的调节一筒(14)，调节二槽(22)设置有有开口朝上且与调节一筒(14)的开口正对的调节二筒(23)，复位组件(4)位于调节一筒(14)和调节二筒(23)内。
3.根据权利要求1所述的一种抗震墩柱结构，其特征在于：所述弧形板(43)的顶部和底部水平向靠近自身轴线的方向延伸。
4.根据权利要求1所述的一种抗震墩柱结构，其特征在于：所述柱体(1)设置有消震组件(5)，消震组件(5)包括橡胶柱(51)和升降气缸(52)，橡胶柱(51)的外壁与调节一筒(14)和调节二筒(23)的内壁抵接，橡胶柱(51)与上端板(41)固定连接，升降气缸(52)嵌设于承台(2)内，升降气缸(52)的活塞杆端竖直向上，且升降气缸(52)的活塞杆端与下端板(42)固定连接。
5.根据权利要求4所述的一种抗震墩柱结构，其特征在于：所述橡胶柱(51)内嵌设有连接柱(511)，连接柱(511)与上端板(41)固定连接。
6.根据权利要求2所述的一种抗震墩柱结构，其特征在于：所述调节一筒(14)的底部向下呈敞口状。
7.根据权利要求2所述的一种抗震墩柱结构，其特征在于：所述调节一筒(14)和调节二筒(23)的外壁固定连接有加强环(6)，加强环(6)与调节一筒(14)和调节二筒(23)同轴，加强环(6)从调节一筒(14)和调节二筒(23)的外壁向远离调节一筒(14)和调节二筒(23)的轴线方向延伸。
8.根据权利要求2所述的一种抗震墩柱结构，其特征在于：所述调节一筒(14)和调节二筒(23)的外壁固定连接有加强筋(7)，加强筋(7)的长度方向平行于调节一筒(14)和调节二筒(23)的轴线，且从调节一筒(14)和调节二筒(23)的外壁向远离调节一筒(14)和调节二筒(23)的轴线方向延伸。
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