CN115075280B - 一种装配式桥梁抗震基础 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种装配式桥梁抗震基础，属于装配式桥梁技术领域，包括墩柱以及用于支撑所述墩柱的承台，所述墩柱的底部设置有底部平台板，所述底部平台板通过一支撑环与承台的滑动相接；所述墩柱的底部中心开设有限位槽，所述限位槽的中部安装有锥形钢套筒，所述锥形钢套筒的大端开口朝下，所述锥形钢套筒的小端朝上且与限位槽的内壁之间相隔形成锥形的缓冲腔，当墩柱位于承台的中心时，所述混凝土支块延伸至锥形槽内，所述锥形槽的底部设置有径向阻尼缓冲部件，所述锥形槽的两侧壁上均设置有周向阻尼缓冲部件。本发明桥梁可以更为全方位地抵抗地震的激励力，从而在地震等自然灾害条件下，能够更佳有效地保护桥梁不受破坏。

Description

一种装配式桥梁抗震基础

技术领域

本发明属于装配式桥梁技术领域，具体涉及一种装配式桥梁抗震基础。

背景技术

地震对桥梁的破坏主要是由于地表破坏和桥梁受震破坏引起的。其中桥梁受震破坏是由于地震使桥梁产生水平和竖直振动，造成桥梁构件的损坏和破坏，甚至使桥梁倒坍。CN111945772B公开了一种上下分离式滑动抗剪承台墩及桥梁高墩抗震液压承台基础，在一定位移许可度之下抵抗地震横向剪切作用，完成抗震功能，保护桥梁。可以看出，虽然该装置可以一定程度上抵抗地震的横向激励的作用，但是在抵抗地震力竖向的激励上，还有一定的欠缺。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种装配式桥梁抗震基础，可以更为全方位地抵抗地震的激励力，从而在地震等自然灾害条件下，能够更佳有效地保护桥梁不受破坏。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

本发明一种装配式桥梁抗震基础，包括墩柱以及用于支撑所述墩柱的承台，所述墩柱的底部设置有底部平台板，所述底部平台板通过一支撑环与承台的滑动相接；所述墩柱的底部中心开设有限位槽，所述限位槽的中部安装有锥形钢套筒，所述锥形钢套筒的大端开口朝下，所述锥形钢套筒的小端朝上且与限位槽的内壁之间相隔形成锥形的缓冲腔，所述缓冲腔内填充有阻尼材料；所述承台的中心向上延伸有中心支撑柱，所述中心支撑柱伸入所述锥形钢套筒的内侧；所述墩柱的下部外侧沿圆周方向均匀分布有混凝土支块，所述承台的四周形成有与所述混凝土支块一一对应的锥形槽，当墩柱位于承台的中心时，所述混凝土支块延伸至锥形槽内，所述锥形槽的底部设置有径向阻尼缓冲部件，所述锥形槽的两侧壁上均设置有周向阻尼缓冲部件。

进一步，所述承台包括筒状的承台本体，所述承台本体的内侧环形均布有若干扇形的卡接模块，所述卡接模块的内侧开设有所述锥形槽，所述卡接模块的下侧形成有供底部平台板位移的位移腔，所述卡接模块的两侧分别锚固有第一钢板和第二钢板，所述第一钢板上设置有钢导轨，所述第二钢板上设置有与相邻卡接模块上的导轨进行摩擦配合的钢滑槽。

进一步，所述径向组件部件包括弹性钢块，所述弹性钢块包括弧形支撑部、固定在所述弧形支撑部两侧的翼板，所述锥形槽的根部设置有用于卡接所述翼板的安装槽，所述弧形支撑部的内侧通过第一阻尼器连接至卡接模块。

进一步，所述第一阻尼器包括内杆、阻尼板和外筒，所述内杆的一端与弧形支撑部固定连接，另一端深入外筒内后连接至阻尼板，所述阻尼板上开设有阻尼孔，所述外筒内填充有阻尼液。

进一步，所述周向阻尼缓冲部件包括弧形的包覆钢板，所述包覆钢板的外弧面朝向混凝土支块所在一侧且用于对混凝土支块进行导向，所述包覆钢板的内侧通过第二阻尼器连接至卡接模块，所述第二阻尼器的外侧套设有弹簧，所述弹簧的两端分别与卡接模块和包覆钢板抵接。

进一步，所述混凝土支块的外棱倒圆角，所述圆角处锚固有弧形钢板，所述弧形钢板沿混凝土支块的长度方向延伸，所述混凝土支块的两侧通过所述弧形钢板与包覆钢板接触。

进一步，所述卡接模块上开设有螺纹孔，所述螺纹孔内螺纹连接有橡胶螺杆，所述橡胶螺杆的下端延伸至所述位移腔内用于对底部平台板进行上行限位。

进一步，所述底部平台板的底部形成有用于所述支撑环限位的环槽。

本发明的有益效果在于：

本发明一种装配式桥梁抗震基础，正常环境时通过支撑环对墩柱进行支撑，同时在竖向通过设置中心支撑柱与锥形钢套筒进行初步抵接，地震发生时，脆性的支撑环遭到破坏，使得中心支撑柱能够与锥形钢套筒进行配合，中心支撑柱与锥形钢套筒在竖向发生相对位移时，可以压缩缓冲腔内的阻尼材料，从而起到缓冲的效果，当然，可以合理调节锥形钢套筒的大小，使得锥形钢套筒也能对中心支撑柱在横向也进行一定的限位和缓冲。

本发明装置，横向的缓冲主要通过阻尼缓冲部件和周向阻尼缓冲部件进行，当墩柱和承台之间发生横向的位移时，通过混凝土支块压缩径向阻尼缓冲部件和周向阻尼缓冲部件，能够起到横向的阻尼缓冲效果，防止墩柱直接受力带来的破坏，能够更好地保护桥梁。

本发明的其他优点、目标和特征将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上对本领域技术人员而言是显而易见的，或者本领域技术人员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

为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明：

图1为本发明装置的结构示意图；

图2为本发明装置的剖视图；

图3为图2在A处的放大图；

图4为图1的俯视图；

图5为卡接模块的结构示意图一；

图6为卡接模块的结构示意图二；

图7为混凝土支块的分布示意图；

图8为包覆钢板的连接示意图；

图9为径向组件部件的结构示意图。

附图中标记如下：墩柱1、承台2、底部平台板3、支撑环4、限位槽5、锥形钢套筒6、缓冲腔7、中心支撑柱8、混凝土支块9、锥形槽10、径向组件部件11、弧形支撑部11a、翼板11b、周向阻尼缓冲部件12、卡接模块13、位移腔14、第一钢板15、第二钢板16、钢导轨17、钢滑槽18、环槽19、安装槽20、第一阻尼器21、内杆21a、阻尼板21b、外筒21c、包覆钢板22、第二阻尼器23、弹簧24、弧形钢板25、螺纹孔26、橡胶螺杆27。

具体实施方式

如图1～3所示，本发明一种装配式桥梁抗震基础，包括墩柱1以及用于支撑墩柱1的承台2，墩柱1呈圆柱形，与其对应的承台2也呈圆柱形，承台2可以部分固定在地下。墩柱1的底部设置有底部平台板3，底部平台板3呈圆形，一体浇筑在墩柱1的底部，其直径小于承台2的直径。

具体的，底部平台板3通过一支撑环4与承台2的滑动相接，底部平台板3的底部形成有用于支撑环4限位的环槽19，在横向发生相对位移时，便于底部平台板3带动支撑环4一起移动。墩柱1的底部中心开设有限位槽5，限位槽5沿墩柱1的轴向向上延伸，限位槽5的中部安装有锥形钢套筒6，锥形钢套筒6的大端开口朝下，锥形钢套筒6的小端封闭，且小端相对于墩柱1朝上，与限位槽5的内壁之间相隔形成锥形的缓冲腔7。当然，该处的锥形不是完全意义上的锥形，还有一定的长度的圆柱段，具体形状如图2所示。

具体的，本实施例缓冲腔7内填充有阻尼材料，阻尼材料可以采用常规的阻尼液，本处采用干燥的沙土，成本较低，易取材，不易渗漏。其中，承台2的中心向上延伸有中心支撑柱8，中心支撑柱8伸入锥形钢套筒6的内侧，在地震发生前，主要支撑还是通过支撑环4进行；如图1和4所示，墩柱1的下部外侧沿圆周方向均匀分布有混凝土支块9，混凝土支块9呈矩形，沿着墩柱1的径向，承台2的四周形成有与混凝土支块9一一对应的锥形槽10，当墩柱1位于承台2的中心时，混凝土支块9延伸至锥形槽10内，锥形槽10的底部设置有径向阻尼缓冲部件，锥形槽10的两侧壁上均设置有周向阻尼缓冲部件12。

本实施例中，承台2包括筒状的承台2本体，底部封闭，中心支撑柱8由承台2本体的中心一体浇筑而成。承台2本体的内侧环形均布有若干扇形的卡接模块13，具体结构如图5和6所示，卡接模块13的内侧开设有锥形槽10，锥形槽10的开口朝向墩柱1，其底端宽度大小与混凝土支块9对应，开口大于混凝土支块9的宽度。卡接模块13的下侧形成有供底部平台板3位移的位移腔14，卡接模块13的两侧分别锚固有第一钢板15和第二钢板16，第一钢板15和第二钢板16的形状与卡接模块13的侧面形状相对应，第一钢板15上设置有钢导轨17，钢导轨17的延伸方向沿着承台2的径向，第二钢板16上设置有与相邻卡接模块13上的导轨进行摩擦配合的钢滑槽18。当发生较大的地震激励时，混凝土材料的承台2的侧壁遭到破坏，相邻两个卡接模块13之间能够发生相对位移，从而通过钢滑槽18和钢导轨17之间的摩擦作用达到进一步耗散能量的作用，能够保证地震结束时，承台2的主体结构不受破坏，在重新对卡接模块13进行安装归位后，只需要再现浇外侧结构即可，可以减少后期修复的成本。

本实施例中，径向组件部件11包括弹性钢块，如图9所示，弹性钢块包括弧形支撑部11a、固定在弧形支撑部11a两侧的翼板11b，锥形槽10的根部设置有用于卡接翼板11b的安装槽20，弧形支撑部11a的内侧通过第一阻尼器21连接至卡接模块13。在对弧形支撑部11a进行压缩时，弧形支撑部11a自身具有一定的弹性，能够发生变形，发生横向位移时，混凝土支块9能够通过弧形支撑部11a压缩第一阻尼器21，从而起到一定的阻尼效果，压缩完成，通过弧形支撑部11a自身的弹性作用，也有利于反向支撑混凝土支块9，有助于混凝土支块9恢复到原位，具体的，第一阻尼器21包括内杆21a、阻尼板21b和外筒21c，内杆21a的一端与弧形支撑部11a固定连接，另一端深入外筒21c内后连接至阻尼板21b，阻尼板21b上开设有阻尼孔，外筒21c内填充有阻尼液。当内杆21a发生瞬时位移时，能够带动阻尼板21b在外筒21c内移动，阻尼液快速通过阻尼孔，能够产生一定的粘滞阻尼力。

本实施例中，如图6和8所示，周向阻尼缓冲部件12包括弧形的包覆钢板22，包覆钢板22的外弧面朝向混凝土支块9所在一侧且用于对混凝土支块9进行导向，包覆钢板22的内侧通过第二阻尼器23连接至卡接模块13，第二阻尼器23的外侧套设有弹簧24，弹簧24的两端分别与卡接模块13和包覆钢板22抵接。第二阻尼器23采用常规现有阻尼器即可，通过伸缩的方式达到阻尼的效果，结构也可以采用与第一阻尼器21相同的方式。如图1和7所示，混凝土支块9的外棱倒圆角，圆角处锚固有弧形钢板25，弧形钢板25沿混凝土支块9的长度方向延伸，混凝土支块9的两侧通过弧形钢板25与包覆钢板22接触。通过设置包覆钢板与弧形钢板25的接触，可以一定程度上保护混凝土支块9的外侧表面。

本实施例中，卡接模块13上开设有螺纹孔26，螺纹孔26内螺纹连接有橡胶螺杆27，橡胶螺杆27的下端延伸至位移腔14内用于对底部平台板3进行上行限位。

最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。

Claims (6)

1.一种装配式桥梁抗震基础，包括墩柱以及用于支撑所述墩柱的承台，其特征在于：所述墩柱的底部设置有底部平台板，所述底部平台板通过一支撑环与承台滑动相接；所述墩柱的底部中心开设有限位槽，所述限位槽的中部安装有锥形钢套筒，所述锥形钢套筒的大端开口朝下，所述锥形钢套筒的小端朝上且与限位槽的内壁之间相隔形成锥形的缓冲腔，所述缓冲腔内填充有阻尼材料；所述承台的中心向上延伸有中心支撑柱，所述中心支撑柱伸入所述锥形钢套筒的内侧；所述墩柱的下部外侧沿圆周方向均匀分布有混凝土支块，所述承台的四周形成有与所述混凝土支块一一对应的锥形槽，当墩柱位于承台的中心时，所述混凝土支块延伸至锥形槽内，所述锥形槽的底部设置有径向阻尼缓冲部件，所述锥形槽的两侧壁上均设置有周向阻尼缓冲部件；所述承台包括筒状的承台本体，所述承台本体的内侧环形均布有若干扇形的卡接模块，所述卡接模块的内侧开设有所述锥形槽，所述卡接模块的下侧形成有供底部平台板位移的位移腔，所述卡接模块的两侧分别锚固有第一钢板和第二钢板，所述第一钢板上设置有钢导轨，所述第二钢板上设置有与相邻卡接模块上的导轨进行摩擦配合的钢滑槽；所述卡接模块上开设有螺纹孔，所述螺纹孔内螺纹连接有橡胶螺杆，所述橡胶螺杆的下端延伸至所述位移腔内用于对底部平台板进行上行限位。

2.根据权利要求1所述的装配式桥梁抗震基础，其特征在于：所述径向组件部件包括弹性钢块，所述弹性钢块包括弧形支撑部、固定在所述弧形支撑部两侧的翼板，所述锥形槽的根部设置有用于卡接所述翼板的安装槽，所述弧形支撑部的内侧通过第一阻尼器连接至卡接模块。

3.根据权利要求2所述的装配式桥梁抗震基础，其特征在于：所述第一阻尼器包括内杆、阻尼板和外筒，所述内杆的一端与弧形支撑部固定连接，另一端深入外筒内后连接至阻尼板，所述阻尼板上开设有阻尼孔，所述外筒内填充有阻尼液。

4.根据权利要求3所述的装配式桥梁抗震基础，其特征在于：所述周向阻尼缓冲部件包括弧形的包覆钢板，所述包覆钢板的外弧面朝向混凝土支块所在一侧且用于对混凝土支块进行导向，所述包覆钢板的内侧通过第二阻尼器连接至卡接模块，所述第二阻尼器的外侧套设有弹簧，所述弹簧的两端分别与卡接模块和包覆钢板抵接。

5.根据权利要求4所述的装配式桥梁抗震基础，其特征在于：所述混凝土支块的外棱倒圆角，所述圆角处锚固有弧形钢板，所述弧形钢板沿混凝土支块的长度方向延伸，所述混凝土支块的两侧通过所述弧形钢板与包覆钢板接触。

6.根据权利要求1所述的装配式桥梁抗震基础，其特征在于：所述底部平台板的底部形成有用于所述支撑环限位的环槽。