CN112853948A - 装配式桥梁墩柱节点结构 - Google Patents

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徐传昶
周广利
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梅葵花
许汉铮
王阳春
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Abstract

本发明涉及装配式桥梁领域，具体公开了装配式桥梁墩柱节点结构，包括基础和墩柱，所述基础上端设置有三级梯台形安装槽，所述安装槽的底部设置有千斤顶，千斤顶上设置有混凝土承台，所述混凝土承台上设置有钢柱；所述墩柱的底部设置有供钢柱插入的预制孔，所述墩柱的横截面长宽均大于混凝土承台的横截面长宽，所述基础的侧面开设有检修孔，检修孔与安装槽的底部连通，所述混凝土承台上设置有若干竖孔，所述竖孔中水平设置有若干凹槽，凹槽中弹性铰接设置有棘片，所述钢柱设置在竖孔中，且钢柱的外壁上设置有若干供棘片卡入的棘槽。本发明的目的在于解决墩柱节点容易受损的技术问题。

Description

装配式桥梁墩柱节点结构
技术领域
本发明涉及装配式桥梁领域，具体公开了装配式桥梁墩柱节点结构。
背景技术
装配式桥梁是将高大的墩台沿垂直方向、按一定模数、水平分成若干构件，在桥址周围的预制场地上进行浇筑，通过车船运输至现场，起吊拼装，然后将桥面拼接在墩台上，达到快速施工的目的。因而，全预制化的桥梁结构是加快施工速度，减少现场污染，实现低碳化建设的有效手段。
传统的桥墩由于墩柱与墩台一体浇筑成型，所以其竖向和横向的抗压承载力较强，而装配式桥墩的横向承载力则较差，墩柱与墩台的节点处容易开裂、位移、甚至断裂。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供装配式桥梁墩柱节点结构，以解决墩柱节点容易受损的技术问题。
为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种装配式桥梁墩柱节点结构，包括基础和墩柱，所述基础上端设置有三级梯台形安装槽，所述安装槽的底部设置有千斤顶，千斤顶上设置有混凝土承台，所述混凝土承台上设置有钢柱；所述墩柱的底部设置有供钢柱插入的预制孔，所述墩柱的横截面长宽均大于混凝土承台的横截面长宽。本方案中的安装槽为三级梯台状，所以墩柱的下端能够伸入安装槽一部分，使得墩柱的下端与安装槽的上部相抵，墩柱与安装槽接触则能提高其横向的承载力，为节点处分担压力，使得节点处不易损坏。
可选地，所述基础的侧面开设有检修孔，检修孔与安装槽的底部连通。本方案中，墩柱安装完成后，便于将千斤顶取出。
可选地，所述混凝土承台上设置有若干竖孔，所述竖孔中水平设置有若干凹槽，凹槽中弹性铰接设置有棘片，所述钢柱设置在竖孔中，且钢柱的外壁上设置有若干供棘片卡入的棘槽。本方案中，钢柱能够单向向上移动，桥梁在经受地震等影响时，墩柱与基础之间会发生水平相对位移，钢柱可能会发生变形、断裂等情况，此时可以向上推动钢柱，使钢柱未变形断裂的部分处于墩柱与混凝土承台的连接处，以限制墩柱与混凝土承台之间的相对移动。
可选地，所述安装槽的底部设置有转换器，所述转换器包括第一连杆、第二连杆和液压缸，所述第一连杆竖直设置在混凝土承台的底部，第二连杆水平铰接设置在第一连杆上，所述液压缸设置在安装槽的底部，液压缸包括缸体、上缸口和侧缸口，所述上缸口和侧缸口内均阻尼滑动设置有活塞，侧缸口的活塞与第二连杆铰接，上缸口的活塞上设置有顶杆，顶杆与钢柱的底部相抵；所述安装槽的底部设置有补充箱，所述补充箱和液压缸中均盛装有液压油，所述液压缸上设置有补充管，补充管中设置有单向阀，补充管伸入到补充箱的液面下。本方案中的转换器能够将水平移动转换为竖直方向的推动力，当墩柱移动时会带动第一连杆移动，第一连杆再带动第二连杆水平移动，第二连杆就能够推动侧缸口的活塞移动，该活塞向液压缸内部移动时能够挤压液压油，液压油再挤压上缸口的活塞，使其向上移动，其上的顶杆就能够推动钢柱单向向上移动。当第一连杆向远离液压缸的方向移动时能够带动第二连杆向外移动，第二连杆带动活塞向外移动并通过补充管向补充箱中吸出液压油，以补充液压缸。
可选地，墩柱的底部侧壁上水平开设有若干圆形孔，所述圆形孔中设置有第一减振器，所述第一减振器包括第一减振座和第一减振柱，所述第一减振座固定设置在圆形孔中，第一减振座上设置有第一弹簧，所述第一弹簧与第一减振柱连接，第一弹簧自然状态下第一减振柱伸出圆形孔。第一减振器能够伸出墩柱并与安装槽接触，起到耗能减振的作用。
可选地，所述安装槽上部的横截面长宽大于墩柱的横截面长宽。
可选地，所述安装槽的上部四周均插入有填充板，所述填充板的内部中空，填充板上水平设置有若干穿孔；所述填充板的内部能够插入第二减振器，第二减振器包括减振板和第二减振柱，减振板上开设有减振孔，减振孔中设置有第二弹簧，第二弹簧与第二减振柱连接，第二减振柱与第一减振柱对齐。安装槽中的填充板能够填充安装槽与墩柱之间的间隙，同时，填充板内也设置有第二减振器，第二减振器中的第二减振柱能够与第一减振柱相抵，两者的作用是耗能减振，避免墩柱出现较大范围的水平位移。
可选地，所述填充板中还能够插入加固板，加固板的底端设置有楔面。加固板能够使填充板紧紧地与墩柱相抵。
本方案的工作原理及有益效果在于：
现有技术中，墩柱与基础的连接均裸露在外，容易受到腐蚀，且节点处容易损坏；本方案中，墩柱插入到基础中与安装槽的上部水平相抵，首先能够提高墩柱水平抗压能力，同时也保护节点处少受空气、水等外界腐蚀。
本方案中，墩柱一般情况下不会发生较大幅度的位移，发生位移一般都是遭遇地震等特殊情况时，当墩柱水平位移时，转换器能够将其水平移动的机械能转换为竖直向上推动的动力，将钢柱向上推动，使得钢柱的完好部分能够处于墩柱与混凝土承台的连接处，提供较好的水平限制，避免墩柱进一步位移。
第一减振器和第二减振器能够提供耗能减振的作用，使墩柱在发生振动时能量能够被快速消耗，减少振动幅度。
本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
附图说明
图1为实施例的结构示意图；
图2为墩柱和混凝土承台以及基础的结构示意图；
图3为墩柱、基础和第二减振器的结构示意图；
图4为填充板插入安装槽时，墩柱、基础和填充板的结构示意图；
图5为钢柱和竖孔的结构示意图；
图6为转换器和补充箱的结构示意图。
附图中标记如下：墩柱1、基础2、检修孔3、填充板4、混凝土承台5、钢柱6、千斤顶7、第一减振柱8、安装槽9、第一连杆10、第二连杆11、液压缸12、顶杆13、第一减振座14、第一弹簧15、减震板16、第二减振柱17、减振弹簧18、竖孔19、填充板20、加固板21、上缸口22、侧缸口23、凹槽24、棘片25、棘槽26、补充箱27、预制孔28、支撑板29。
具体实施方式
下面通过具体实施方式进一步详细说明：
实施例
一种装配式桥梁墩柱1节点结构，如图1-图6所示，包括基础2和墩柱1，基础2上端设置有三级梯台形的安装槽9，具体形状为：安装槽9具有上部、中部和底部结构，从上到下长度和宽度均依次减少，以形成三级梯台形。安装槽9的底部通过螺栓可拆卸设置有千斤顶7，千斤顶7上设置有混凝土承台5，混凝土承台5上设置有钢柱6；墩柱1的底部设置有供钢柱6插入的预制孔28，墩柱1的横截面长宽均大于混凝土承台5的横截面长宽。基础2的侧面开设有检修孔3，检修孔3与安装槽9的底部连通。
安装槽9上部的横截面长宽大于墩柱1的横截面长宽。安装槽9的上部四周均插入有填充板4，填充板4的内部中空、中空部分上下贯穿，填充板4上水平设置有若干穿孔，穿孔位于墩柱1的方向。填充板4的内部能够插入第二减振器，第二减振器包括减振板和第二减振柱17，减振板上开设有减振孔，减振孔中固定设置有第二弹簧，第二弹簧与第二减振柱17固定连接,第二减振柱17与第一减振柱8对齐。填充板4中还能够插入加固板21，加固板21的底端设置有楔面，减振板的顶端也设置有相应的楔面。填充板4上朝向墩柱1的侧壁内部中空，穿孔的直径大于第二减振柱17。
墩柱1的侧面底部上水平开设有若干圆形孔，圆形孔中设置有第一减振器，第一减振器包括第一减振座14和第一减振柱8，第一减振座14固定设置在圆形孔中，第一减振座14上固定设置有第一弹簧15，第一弹簧15与第一减振柱8固定连接，第一弹簧15自然状态下第一减振柱8伸出圆形孔。
混凝土承台5上设置有若干竖孔19，竖孔19中水平设置有若干凹槽24，凹槽24中弹性铰接设置有棘片25，弹性铰接的方式为：凹槽24内固定设置有扭簧，扭簧与棘片25固定连接。钢柱6设置在竖孔19中，且钢柱6的外壁上设置有若干供棘片25卡入的棘槽26。
安装槽9的底部设置有转换器，转换器包括第一连杆10、第二连杆11和液压缸12，第一连杆10通过法兰竖直固定设置在混凝土承台5的底部，第一连杆10的底部设置有环形槽，第二连杆11水平铰接设置在第一连杆10的环形槽上。液压缸12通过螺栓设置在安装槽9的底部，液压缸12包括缸体、上缸口22和侧缸口23，缸体呈环形，缸体的内侧壁上具有若干平面，侧缸口23设置在平面上。上缸口22和侧缸口23内均阻尼滑动设置有活塞，侧缸口23的活塞与第二连杆11铰接，上缸口22的活塞上竖直固定设置有顶杆13，顶杆13上固定设置有环形的支撑板29，支撑板29与钢柱6的底部相抵。安装槽9的底部设置有补充箱27，补充箱27和液压缸12中均盛装有液压油，液压缸12上设置有补充管，补充管中设置有单向阀，单向阀仅供流体进入液压缸12，补充管伸入到补充箱27的液面下。
具体实施时：
先在安装槽9的底部安装千斤顶7，并在安装槽9的中部安装混凝土承台5，混凝土承台5不能够填充满安装槽9的中部，其与安装槽9之间留有一定间隙。然后启动千斤顶7，千斤顶7将混凝土承台5向上推动到安装槽9外，再调整墩柱1，将墩柱1放置到混凝土承台5上，由于混凝土承台5位于安装槽9上方，所以便于工人对墩柱1进行移动，使得钢柱6能够插入到预制孔28中，再启动千斤顶7，使混凝土承台5和墩柱1向下移动。墩柱1移动到安装槽9的上部中且无法填满安装槽9，将填充板4插入到墩柱1与安装槽9的间隙中，再插入加固板21，加固板21将减振板推向墩柱1的方向，第一减振柱8和第二减振柱17相抵且相抵处位于填充板4的穿孔内，所以第一减振柱8和第二减振柱17能够对填充板4进行限位，使其无法竖直移动。再安装转换器，通过检修孔3拆下千斤顶7并将转换器安装到安装槽9的底部中，其中第一连杆10与混凝土承台5底部连接，液压缸12和补充箱27均固定在安装槽9中。
当墩柱1发生位移时能够带动混凝土承台5发生位移，混凝土承台5带动第一连杆10移动，第一连杆10带动第二连杆11水平位移，第二连杆11能够带动侧缸口23的活塞移动，上缸口22的活塞就能够向上移动并且推动钢柱6向上移动，钢柱6上的棘槽26以及混凝土承台5中的棘片25能够使钢柱6只能单向向上位移。当墩柱1位移时，第一减振柱8和第二减振柱17能够减少振动能量，同时由于填充板4的其中一块侧壁中空，所以填充块的该侧壁在强大的挤压力下会发生变形，墩柱1位移以消耗地震能量。
以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和本发明的实用性。

Claims (8)

1.一种装配式桥梁墩柱节点结构，其特征在于：包括基础和墩柱，所述基础上端设置有三级梯台形安装槽，所述安装槽的底部设置有千斤顶，千斤顶上设置有混凝土承台，所述混凝土承台上设置有钢柱；所述墩柱的底部设置有供钢柱插入的预制孔，所述墩柱的横截面长宽均大于混凝土承台的横截面长宽。
2.根据权利要求1所述的装配式桥梁墩柱节点结构，其特征在于：所述基础的侧面开设有检修孔，检修孔与安装槽的底部连通。
3.根据权利要求2所述的装配式桥梁墩柱节点结构，其特征在于：所述混凝土承台上设置有若干竖孔，所述竖孔中水平设置有若干凹槽，凹槽中弹性铰接设置有棘片，所述钢柱设置在竖孔中，且钢柱的外壁上设置有若干供棘片卡入的棘槽。
4.根据权利要求3所述的装配式桥梁墩柱节点结构，其特征在于：所述安装槽的底部设置有转换器，所述转换器包括第一连杆、第二连杆和液压缸，所述第一连杆竖直设置在混凝土承台的底部，第二连杆水平铰接设置在第一连杆上，所述液压缸设置在安装槽的底部，液压缸包括缸体、上缸口和侧缸口，所述上缸口和侧缸口内均阻尼滑动设置有活塞，侧缸口的活塞与第二连杆铰接，上缸口的活塞上设置有顶杆，顶杆与钢柱的底部相抵；所述安装槽的底部设置有补充箱，所述补充箱和液压缸中均盛装有液压油，所述液压缸上设置有补充管，补充管中设置有单向阀，补充管伸入到补充箱的液面下。
5.根据权利要求4所述的装配式桥梁墩柱节点结构，其特征在于：墩柱的底部侧壁上水平开设有若干圆形孔，所述圆形孔中设置有第一减振器，所述第一减振器包括第一减振座和第一减振柱，所述第一减振座固定设置在圆形孔中，第一减振座上设置有第一弹簧，所述第一弹簧与第一减振柱连接，第一弹簧自然状态下第一减振柱伸出圆形孔。
6.根据权利要求5所述的装配式桥梁墩柱节点结构，其特征在于：所述安装槽上部的横截面长宽大于墩柱的横截面长宽。
7.根据权利要求6所述的装配式桥梁墩柱节点结构，其特征在于：所述安装槽的上部四周均插入有填充板，所述填充板的内部中空，填充板上水平设置有若干穿孔；所述填充板的内部能够插入第二减振器，第二减振器包括减振板和第二减振柱，减振板上开设有减振孔，减振孔中设置有第二弹簧，第二弹簧与第二减振柱连接,第二减振柱与第一减振柱对齐。
8.根据权利要求7所述的装配式桥梁墩柱节点结构，其特征在于：所述填充板中还能够插入加固板，加固板的底端设置有楔面。
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