CN201738231U - 柱板式空心高墩 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于高墩大跨度抗震桥型的柱板式空心高墩。传统的圆端形或矩形空心墩，由于受刚度条件控制，桥墩截面尺寸与圬工量很大，地震作用时墩身结构处于弹性工作状态，抗震性能差，桥梁结构运营的安全性低。本实用新型所涉及的柱板式高墩，在墩柱的墩壁上设置多边形凹槽，形成厚度较薄的墩壁板，与墩柱间设置的横梁联系相结合，削减地震作用对桥墩主体的损伤，提高桥梁结构运营的安全性。本实用新型能满足正常使用荷载下的对桥墩主体的受力和变形要求，在获得相同刚度的前提下，桥墩圬工量与传统空心高墩基本相当，并同时满足罕遇地震作用下的抗震要求。

Description

柱板式空心高墩

技术领域

本实用新型涉及一种高墩大跨度抗震桥型中的柱板式空心高墩。

背景技术

黄韩侯铁路纵目沟特大桥位于北塬至芝阳新建双线段落内。桥址区属黄土沟壑区，纵目沟沟谷深切，岸壁陡峻，呈“V”字形。主沟冲沟发育，植被茂密，沟心略为平缓，常年流水，水量不大。桥址区地震动峰值加速度为0.10g，相当于地震基本烈度Ⅶ度，反应谱特征周期为0.45s。

大桥跨越纵目沟主沟，主桥桥型方案的选择及孔跨布置受线路条件及主沟地形、地质条件控制。桥位处线路轨底至主沟心高达129.1m，主桥桥型方案应首先考虑避免沟心设墩、一跨跨越主沟的大跨上承式拱桥和大跨连续刚构方案。从地形、地质条件来看，大跨上承式拱桥方案比较合理的跨度应在200m左右，但由于基岩岩面距轨底高达73m，拱肋矢跨比过大，且拱脚位于较厚的岩石风化层中，基础开挖量大，拱桥方案技术上不可行；大跨连续刚构方案受两岸高陡岸坡影响，比较合理的跨度应在260m左右，如此跨度的梁式圬工桥，体量巨大，抗震性能差，经济技术均不合理。综上分析，主桥采用沟心设墩的高墩大跨桥型方案不可避免。经2×136m T构部分斜拉桥方案和(80+2×136+80)m连续刚构方案经济技术比选，推荐采用(80+2×136+80)m连续刚构方案，主墩墩高116m。

综合国内外高墩应用及研究现状，国内铁路高墩设计多采用结构整体性好、经济性能优越的传统圆端形或矩形空心墩，由于受刚度条件控制，桥墩截面尺寸与圬工量很大，占工程总投资的比例较高。在罕遇地震作用下墩身结构处于弹性工作状态，而基础往往由于受力过大，设计困难，这是传统空心高墩的致命弱点。目前在国外多柱格构式桥墩已成为高墩抗震研究发展方向之一，各墩柱间依靠横梁联系，由于横梁的刚度相对较弱，轴力较小，且横梁梁端弯矩明显大于柱端弯矩，在罕遇地震作用下塑性铰容易形成且发生在较为理想的部位，通过横撑的变形消耗地震能量，从而保护主体墩柱及基础的安全。这样就提高了结构的整体抗震性能，从而大幅降低工程造价。

借鉴国内外高墩的研究成果及成功的应用经验，我们提出了柱板式空心高墩的构造形式，在墩柱上设置墩壁板，并在墩柱间设置横梁联系。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种交通建设中的柱板式空心高墩，利用墩柱上设置的墩壁板和墩柱间设置的横梁联系，削减地震作用对桥墩主体的损伤，提高桥梁结构运营的安全性。

本实用新型所采用的技术方案是：

一种柱板式空心高墩，包含有墩柱、墩顶实体段和墩底实体段，其特征在于：所述的柱板式空心高墩的墩柱采用空心结构，墩顶实体段和墩底实体段采用实心结构；所述的墩柱的外壁上自上而下均匀地设置有多边形凹槽，使墩柱的外壁上形成与同一高度墩壁相比厚度较薄的墩壁板结构；墩柱上设置的上下相邻的多边形凹槽之间的横撑结构，其厚度与相同高度的墩壁相同。

所述的一种柱板式空心高墩，其特征在于：各墩柱间依靠横梁联系。

本实用新型的具有以下优点：

本实用新型所涉及的一种柱板式空心高墩，刚度强，稳定性好，继承了传统空心高墩结构整体性好的优点；利用墩柱上设置的墩壁板和墩柱间设置的横梁联系，有效地缓解了罕遇地震作用对桥墩主体的损伤，又兼具了多柱格构式桥墩抗震性能优越的特性；且体量小，投入成本低，结构先进，具有广阔的应用前景。

附图说明

图1是桥墩构造图。

图2是墩顶断面图。

图3是墩底断面图。

图中，1-墩柱、2-墩壁板、3-横撑、4-墩顶实体段、5-墩底实体段。

具体实施方式

本实用新型涉及一种柱板式空心高墩。下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。

所述的柱板式空心高墩的墩柱1采用空心结构，继承了传统空心高墩结构整体性好的优点。所述的墩柱1的外壁上，自上而下均匀地分布有若干多边形的凹槽，使墩柱1的外壁上形成了与同一高度墩壁相比厚度较薄的墩壁板2结构，而上下相邻的多边形凹槽之间为横撑3结构，其厚度与相同高度的墩壁相同，一旦遭遇强烈地震，厚度较薄的墩壁板2发生开裂，结构刚度迅速下降，周期有所延长，地震作用就会得到大幅度地消减，从而保护了桥墩的主体结构。各墩柱1间依靠横梁联系，在正常使用阶段和多遇地震时，可提供较大的刚度，保证桥梁结构安全运营。另外，如果地震力过大，柱底区域也可形成塑性铰，从而确保基础安全，避免桥梁结构整体跨塌。

柱板式空心高墩的力学性能介于传统空心高墩与多柱格构式桥墩之间，它既继承了传统空心高墩结构整体性好的优点，又兼有多柱格构式桥墩抗震性能优越的特性。从经济方面考虑，与传统空心高墩一样，柱板式空心高墩由于墩柱截面及其联系薄壁板均集中于有利于发挥桥墩刚度的部位，结构经济性能优越，在获得相同刚度的前提下，桥墩圬工量与传统空心高墩基本相当。 

Claims (2)

1.一种柱板式空心高墩，包含有墩柱（1）、墩顶实体段（4）和墩底实体段（5），其特征在于：所述的柱板式空心高墩的墩柱（1）采用空心结构，墩顶实体段（4）和墩底实体段（5）采用实心结构；所述的墩柱（1）的外壁上自上而下均匀地设置有多边形凹槽，使墩柱（1）的外壁上形成与同一高度墩壁相比厚度较薄的墩壁板（2）结构；墩柱（1）上设置的上下相邻的多边形凹槽之间的横撑（3）结构，其厚度与相同高度的墩壁相同。

2.根据权利要求1所述的一种柱板式空心高墩，其特征在于：各墩柱（1）间依靠横梁联系。

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