CN111501536A - 抗震型高铁桥梁支座及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种抗震型高铁桥梁支座，应用在桥梁支座领域，其技术方案要点是：包括位于桥梁下方的抵触柱和支撑柱，所述支撑柱固定在地面上，所述抵触柱位于支撑柱和桥梁底部之间且上表面与桥梁底部抵触，所述抵触柱和支撑柱相对的一面上分别设有若干一一对应的第一铰接座和第二铰接座，所述第一铰接座和第二铰接座之间通过铰接轴铰接，所述铰接轴上套设有橡胶套；具有的技术效果是：橡胶套可以对抵触柱和支撑柱之间的震动起到一个缓冲吸能的作用，从而减轻支座的震动。

Description

抗震型高铁桥梁支座及其施工方法

技术领域

本发明涉及桥梁支座领域，特别涉及一种抗震型高铁桥梁支座及其施工方法。

背景技术

目前，市场上的高铁桥梁支座一般是通过混凝土和钢筋浇注成型的，这种支座具有良好的支撑性能，但是，由于高铁本身重力大，速度快，在通过桥梁时会产生震动，从而引起支座的共震。

因此，为了保证桥梁的稳定性，需要在支座具有一定的抗震缓冲能力，以减轻桥梁上高铁驶过时产生的震动，对桥梁的整体提供保护。

发明内容

本发明的目的是提供一种抗震型高铁桥梁支座，其优点是：可以对抵触柱和支撑柱之间的震动起到一个缓冲吸能的作用，从而减轻支座的震动。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种抗震型高铁桥梁支座，包括位于桥梁下方的抵触柱和支撑柱，所述支撑柱固定在地面上，所述抵触柱位于支撑柱和桥梁底部之间且上表面与桥梁底部抵触，所述抵触柱和支撑柱相对的一面上分别设有若干一一对应的第一铰接座和第二铰接座，所述第一铰接座和第二铰接座之间通过铰接轴铰接，所述铰接轴上套设有橡胶套。

通过上述技术方案，高铁桥梁产生震动时，第一铰接座和第二铰接座之间可以产生轻微的偏转，以减小震动，并且套设在铰接轴上的橡胶套一方面可以增大铰接轴与第一铰接座和第二铰接座之间的摩擦力，从而增加第一铰接座和第二铰接座转动时的吸能能力，另一方面橡胶套本身具有弹性，因此可以对抵触柱和支撑柱之间的震动起到一个缓冲吸能的作用，进一步减轻支座的震动。

本发明进一步设置为：所述抵触柱和支撑柱之间设有若干减震弹簧。

通过上述技术方案，减震弹簧可以对抵触柱和支撑柱之间的震动到一个吸能缓冲的作用，从而进一步减少支座的震动。

本发明进一步设置为：所述抵触柱和支撑柱之间设有若干橡胶柱，各个所述橡胶柱分别位于各个减震弹簧内。

通过上述技术方案，橡胶柱本身具有弹性，一方面可以对抵触柱起到一个支撑作用，另一方面可以对减震弹簧起到一个导向作用，以减少减震弹簧弯曲过度、影响减震效果的情况发生。

本发明进一步设置为：所述抵触柱和支撑柱之间设有密封套，所述密封套的两端分别连接在抵触柱和支撑柱的外缘。

通过上述技术方案，密封套将抵触柱和支撑柱之间的间隙密封起来，从而可以减少风雨鸟虫进入抵触柱和支撑柱之间的可能，使得抵触柱和支撑柱之间的结构不易风化、被腐蚀，从而保持稳定，延长支座的使用寿命。

本发明进一步设置为：所述支撑柱包括若干相互叠加的分柱和一个隔柱，所述分柱上表面开设有空腔，所述空腔内设有海绵层，所述隔柱位于靠近抵触柱的分柱的顶部，各个所述分柱和隔柱通过泡沫胶粘结。

通过上述技术方案，分柱可以预先浇制，从而安装支撑柱时更加方便快捷，空腔的设置一方面可以减少支撑柱的整体重量，另一方面操作者可以将海绵层放置其中，桥梁震动时，海绵层可以吸收一定的震动能量和噪音，从而减少支撑柱产生的震动，也可以减少噪音。

本发明进一步设置为：所述抵触柱和支撑柱上同时穿设有导水管，所述导水管与桥梁上的排水槽连通，所述导水管上开设有与空腔相通的渗水孔，所述导水管远离桥梁的一端连通至地下排水管网。

通过上述技术方案，下雨时，雨水可以顺着导水管向下流动，此时部分雨水从渗水孔中渗入到海绵层内，其余的雨水则流至地下排水管网，增强了桥梁的排水能力；海绵层吸水后，一旦支撑柱产生震动，饱含水分的海绵层由于流动的分子量变多，因此可以吸收更多的能量，从而进一步的对支撑柱进行减震。

本发明进一步设置为：所述空腔内壁以及分柱底部均敷设有防水材料。

通过上述技术方案，防水材料可以提高空腔内的防水能力，从而减少海绵层内水分的流失，进而延长吸水后的海绵层对支撑柱的减震时间。

本发明进一步设置为：所述支撑柱外包覆有碳纤维层，所述碳纤维层外浇筑有钢筋混凝土结构层。

通过上述技术方案，碳纤维层具有优良的结构强度和耐磨能力，因此可以减少钢筋混凝土结构层与支撑柱之间的磨损，另外可以提高支撑柱的结构强度；钢筋混凝土结构层则可以直接对支撑柱起到增强结构强度的作用，大大提高支撑柱的支撑能力。

本发明进一步设置为：所述抵触柱沿周缘设有倾斜部，所述倾斜部的底面与桥梁底部抵触，所述倾斜部的斜面上设有若干支撑杆，所述支撑杆远离倾斜部的一端连接在地基上。

通过上述技术方案，倾斜部可以提高抵触柱与桥梁之间的接触面积，并且高铁驶过桥梁时，倾斜部可以在抵触柱和桥梁底部之间起到一个过渡作用，减少桥梁在抵触柱边缘突然受力而断裂的可能，从而提高了桥梁的稳定性；支撑杆则可以提高抵触部的支撑能力，减少抵触部和支撑柱之间的压力，提高支座的稳定性。

本发明另一个目的是提供一种抗震型高铁桥梁支座的施工方法，包括以下步骤：步骤一：将预制好的分柱依次叠加在地基上并通过泡沫胶粘结，形成支撑柱；步骤二：将预制好的抵触柱举升至支撑柱的上方，并将所有的第一铰接座和第二铰接座之间通过铰接轴铰接；步骤三：将导水管插入抵触柱和各个分柱的预制孔内，并将导水管的两端分别固定在排水槽和地下排水管网内，最后支起支撑杆并将支撑杆的两端分别固定在倾斜部和地基上；步骤四：在支撑柱外包覆碳纤维层，在碳纤维层外侧等间距插设钢筋，并浇注混凝土，静置等待混凝土凝结形成钢筋混凝土结构层。

通过上述技术方案，操作者通过将预制好的分柱依次叠加可以快速便捷的组合成支撑柱，然后再安装上抵触柱便可以将支座的主体施工完毕，此时便架设桥梁，最后敷设好导水管和外部的混凝土钢筋层即可，这样的方式可以大大减少施工工期，并节约人力成本。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

1、橡胶套可以对抵触柱和支撑柱之间的震动起到一个缓冲吸能的作用，从而减轻支座的震动；

2、海绵层吸水后，一旦支撑柱产生震动，饱含水分的海绵层由于流动的分子量变多，因此可以吸收更多的能量，从而进一步的对支撑柱进行减震。

附图说明

图1是本实施例的整体结构示意图。

图2是图1中A部的放大图。

图3是本实施例用于体现分柱内部的结构示意图。

图4是图3中B部的放大图。

附图标记：1、桥梁；2、抵触柱；21、第一铰接座；22、倾斜部；23、支撑杆；3、支撑柱；31、第二铰接座；32、铰接轴；33、橡胶套；34、分柱；341、空腔；342、海绵层；35、隔柱；4、减震弹簧；5、橡胶柱；6、密封套；7、导水管；71、渗水孔；8、防水材料；9、碳纤维层；91、钢筋混凝土结构层；10、地面；101、地基。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

实施例：一种抗震型高铁桥梁支座，如图1和图2，包括设置在桥梁1下方的抵触柱2和支撑柱3，支撑柱3固定在地面10上，抵触柱2的上表面抵触在桥梁1底部，抵触柱2的下表面与支撑柱3顶部之间具有间隙，抵触柱2和支撑柱3相对的一面上分别设有四个一一对应的第一铰接座21和第二铰接座31，四个第一铰接座21和第二铰接座31分别位于支撑柱3的四端，第一铰接座21和第二铰接座31通过铰接轴32铰接，此时支撑柱3与抵触柱2相互连接并共同支撑起桥梁1。

如图1和图2，抵触柱2的周缘设有倾斜部22，倾斜部22的横截面设置为直角三角形且直角边与桥梁1底部相抵触，地面10上设有地基101，倾斜部22的斜面上设支撑杆23，支撑杆23远离倾斜部22的一端延伸向地面10并固定连接在地基101上，支撑杆23沿倾斜部22的周缘设有若干个，从而对抵触部起到一个支撑作用，以减少支撑柱3所受的压力，提高抵触柱2和支撑柱3对桥梁1的支撑能力。

如图1和图2，铰接轴32固定在第一铰接座21上，铰接轴32上套设有硬质橡胶套33，橡胶条过盈配合在铰接轴32与第二铰接座31之间，此时橡胶套33可以增大铰接轴32与第一铰接座21和第二铰接座31之间的摩擦力，从而增加第一铰接座21和第二铰接座31转动时的吸能能力；另外的，由于橡胶套33本身具有一定的弹性，因此还可以对抵触柱2和支撑柱3之间的震动起到一个缓冲吸能的作用，进一步减轻支座的震动。抵触柱2和支撑柱3之间阵列设有若干减震弹簧4和橡胶柱5，减震弹簧4的两端分别固定在支撑柱3和抵触柱2上，橡胶柱5的两端亦分别固定在支撑柱3和抵触柱2上，且橡胶柱5本身处于被压缩状态，从而可以对抵触柱2产生更好的支撑效果。橡胶柱5位于减震弹簧4内，可以对减震弹簧4起到一个导向作用，以减少减震弹簧4弯曲过度、影响减震效果的情况发生。

如图3和图4，支撑柱3包括若干相互叠加的分柱34和一个隔柱35，隔柱35位于顶部并与第二铰接座31、减震弹簧4和橡胶柱5相连。分柱34的上表面开设有空腔341，空腔341内壁以及分柱34的底部敷设有防水材料8，本实施例中设置为防水卷材，空腔341内放置有海绵层342，各个分柱34相互叠加时通过泡沫胶粘结，此时两个分柱34之间的空腔341形成密闭空间，且具有良好的防水性能，抵触柱2、隔柱35以及所有分柱34上对应开设有预制孔，桥梁1的排水槽内连接有导水管7，导水管7穿过预制孔并连接至地下的地下排水管网，从而提高桥梁1表面的排水能力。导水管7上还开设有若干与各个空腔341相连通的渗水孔71，雨水顺着导水管7下流时，雨水可以通过渗水孔71渗入海绵层342内，从而使得海绵层342内充满水分，大大增加海绵层342内的分子数量，此时桥梁1震动时，海绵层342以及海绵层342内部的水分可以同时吸能，从而大大减少支撑柱3的震动，提高支撑柱3的抗震能力，此时防水材料8可以减少海绵层342内水分的流失，进而持续保证支撑柱3的抗震能力。最上部的分柱34通过泡沫胶与隔柱35粘结，从而形成完整的支撑柱3。

如图3和图4，抵触柱2和支撑柱3之间设有密封套6，密封套6的两端分别固定连接在抵触柱2和支撑柱3的外缘，密封套6由橡胶制成，因此具有延展性，即使抵触柱2与支撑柱3之间产生偏移或转动，也可以很好的封闭抵触柱2和支撑柱3之间的间隙，以防风雨侵蚀抵触柱2与支撑柱3之间内部结构，并可以减少鸟虫进入抵触柱2与支撑柱3之间破坏支座的可能，延长了支座的实用寿命。支撑柱3外包覆有碳纤维层9，碳纤维层9的厚度设置为3~5mm，碳纤维层9外浇筑有钢筋混凝土结构层91，钢筋混凝土结构层91的厚度设置为200mm以上，以保证整个支座的结构强度；碳纤维层9具有优良的结构强度和耐磨能力，因此支撑柱3产生震动时，可以减少钢筋混凝土结构层91与支撑柱3之间的磨损，提高支座的结构稳定性。

施工步骤：操作者首先在地面10上打下地基101，然后将预制好的各个分柱34依次垒起，同时放入海绵层342，并将各个分柱34通过泡沫胶粘结，再将隔板盖在顶部的分柱34上并通过泡沫胶粘结，完成支撑柱3的组装。

然后操作者将抵触柱2抬升至隔板顶部，并通过铰接轴32将各个第一铰接座21和第二铰接座31连接起来，此时支座的主体部分施工完毕，操作者将桥梁1吊升并压覆在抵触部上即可，再将导水管7插入抵触柱2和各个分柱34的预制孔内，并将导水管7的两端分别固定在排水槽和地下排水管网内，最后支起支撑杆23并将支撑杆23的两端分别固定在倾斜部22和地基101上，即可对桥梁1进行支撑。

最后操作者在支撑柱3外包覆碳纤维层9，在碳纤维层9外侧等间距插设钢筋，并浇注混凝土，静置等待混凝土凝结形成钢筋混凝土结构层91，由于这样的方式主要部件均可装配完成，因此可以大大减少施工工期，并节约人力成本。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (10)

1.一种抗震型高铁桥梁支座，其特征在于：包括位于桥梁(1)下方的抵触柱(2)和支撑柱(3)，所述支撑柱(3)固定在地面(10)上，所述抵触柱(2)位于支撑柱(3)和桥梁(1)底部之间且上表面与桥梁(1)底部抵触，所述抵触柱(2)和支撑柱(3)相对的一面上分别设有若干一一对应的第一铰接座(21)和第二铰接座(31)，所述第一铰接座(21)和第二铰接座(31)之间通过铰接轴(32)铰接，所述铰接轴(32)上套设有橡胶套(33)。

2.根据权利要求1所述的抗震型高铁桥梁支座，其特征在于：所述抵触柱(2)和支撑柱(3)之间设有若干减震弹簧(4)。

3.根据权利要求2所述的抗震型高铁桥梁支座，其特征在于：所述抵触柱(2)和支撑柱(3)之间设有若干橡胶柱(5)，各个所述橡胶柱(5)分别位于各个减震弹簧(4)内。

4.根据权利要求3所述的抗震型高铁桥梁支座，其特征在于：所述抵触柱(2)和支撑柱(3)之间设有密封套(6)，所述密封套(6)的两端分别连接在抵触柱(2)和支撑柱(3)的外缘。

5.根据权利要求1或4所述的抗震型高铁桥梁支座，其特征在于：所述支撑柱(3)包括若干相互叠加的分柱(34)和一个隔柱(35)，所述分柱(34)上表面开设有空腔(341)，所述空腔(341)内设有海绵层(342)，所述隔柱(35)位于靠近抵触柱(2)的分柱(34)的顶部，各个所述分柱(34)和隔柱(35)通过泡沫胶粘结。

6.根据权利要求5所述的抗震型高铁桥梁支座，其特征在于：所述抵触柱(2)和支撑柱(3)上同时穿设有导水管(7)，所述导水管(7)与桥梁(1)上的排水槽连通，所述导水管(7)上开设有与空腔(341)相通的渗水孔(71)，所述导水管(7)远离桥梁(1)的一端连通至地下排水管网。

7.根据权利要求6所述的抗震型高铁桥梁支座，其特征在于：所述空腔(341)内壁以及分柱(34)底部均敷设有防水材料(8)。

8.根据权利要求7所述的抗震型高铁桥梁支座，其特征在于：所述支撑柱(3)外包覆有碳纤维层(9)，所述碳纤维层(9)外浇筑有钢筋混凝土结构层(91)。

9.根据权利要求8所述的抗震型高铁桥梁支座，其特征在于：所述抵触柱(2)沿周缘设有倾斜部(22)，所述倾斜部(22)的底面与桥梁(1)底部抵触，所述倾斜部(22)的斜面上设有若干支撑杆(23)，所述支撑杆(23)远离倾斜部(22)的一端连接在地基(101)上。

10.一种如权利要求9所述的抗震型高铁桥梁支座的施工方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤一：将预制好的分柱依次叠加在地基上并通过泡沫胶粘结，形成支撑柱；

步骤二：将预制好的抵触柱举升至支撑柱的上方，并将所有的第一铰接座和第二铰接座之间通过铰接轴铰接；

步骤三：将导水管插入抵触柱和各个分柱的预制孔内，并将导水管的两端分别固定在排水槽和地下排水管网内，最后支起支撑杆并将支撑杆的两端分别固定在倾斜部和地基上；

步骤四：在支撑柱外包覆碳纤维层，在碳纤维层外侧等间距插设钢筋，并浇注混凝土，静置等待混凝土凝结形成钢筋混凝土结构层。

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