CN206815169U - 无支座自复位桥梁可更换耗能装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种无支座自复位桥梁可更换耗能装置，包括耗能钢筋、墩柱预埋钢筋、承台预埋钢筋、钢筋连接套筒和防屈曲钢套筒。所述墩柱预埋钢筋位于墩柱混凝土中，其下端由墩柱底部的变径阶梯结构的下平面引出，并通过设置有外螺纹的下端部与第一钢筋连接套筒的相应内螺纹连接；所述承台预埋钢筋位于承台混凝土中，其上端由承台顶部引出，并通过设置有外螺纹的上端部与第二钢筋连接套筒的相应内螺纹连接；所述耗能钢筋两端设置有外螺纹，分别与所述第一、二钢筋连接套筒的内螺纹连接。本实用新型可以解决强震来临时，附加可更换耗能装置的无支座自复位桥梁抗震、减震体系，通过桥梁墩柱摇摆时可更换耗能装置的弹塑性变形耗散地震动能量，并且可方便震后更换耗能装置等技术问题。

Description

无支座自复位桥梁可更换耗能装置

技术领域

本实用新型涉及桥梁结构抗震、减震技术领域。

背景技术

目前国内外桥梁抗震桥梁设计方法主要分为桥梁延性设计和减隔震设计。

延性抗震设计是通过增加构件延性，使其具有足够塑性变形能力，在强震作用下能够产生塑性铰，通过弹塑性变形来实现耗散地震能量。延性抗震设计中，往往将预期出现塑性铰区域(通常在钢筋混凝土桥墩中)通过配置箍筋确保其为延性构件，而其余部位按照能力保护构件进行设计。

桥梁减隔震设计按照抗震机理不同分为减震设计和隔震设计，减震设计是人为在结构的某些部位设置阻尼器或耗能构件,改变结构的动力性能,耗散结构吸收的地震能量,从而降低结构的地震反应。隔震则是指通过延长结构的自振周期避开地震卓越周期或减小地震能量输入,以此降低结构地震反应。在常规桥梁抗震设计中往往通过减隔震支座来实现，在强震作用下通过柔性支承延长结构周期，并通过设置阻尼装置耗散地震能量限制结构位移。

在“无支座自复位桥梁抗震、减震体系”中，墩柱与主梁和承台均为独立构件，地震动在通过墩柱摇摆转换后需要有专门的装置耗散能量，因此其墩底设计不同于传统桥梁设计，需要在墩底设置专门的耗能装置。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种无支座自复位桥梁可更换耗能装置，以解决强震来临时，无支座自复位桥梁抗震、减震体系，通过桥梁墩柱摇摆实现地震能量转换，并且可方便更换耗能装置等技术问题。

为了实现上述发明目的，本实用新型所采用的技术方案如下：

无支座自复位桥梁可更换耗能装置，包括耗能钢筋、墩柱预埋钢筋、承台预埋钢筋、钢筋连接套筒和防屈曲钢套筒；所述墩柱预埋钢筋位于墩柱混凝土中，其下端由墩柱底部的变径阶梯结构的下平面引出，并通过设置有外螺纹的下端部与第一钢筋连接套筒的相应内螺纹连接；所述承台预埋钢筋位于承台混凝土中，其上端由承台顶部引出，并通过设置有外螺纹的上端部与第二钢筋连接套筒的相应内螺纹连接；所述耗能钢筋置于防屈曲钢套筒中，其两端设置有外螺纹，分别与所述第一钢筋连接套筒和第二钢筋连接套筒的内螺纹连接，并且与墩柱预埋钢筋、承台预埋钢筋分别顶紧。

所述耗能钢筋主体采用钢棒，两端设置较中部钢棒直径大的连接端头，其上车制螺纹；耗能钢筋在中部较细直径范围内外缠土工布和聚乙烯胶带。并在外设防屈曲钢套筒，套筒与耗能钢筋间灌注环氧砂浆填充。设置防屈曲钢套筒可有效避免耗能钢筋在滞回过程中出现屈曲破坏，而外包土工布和聚乙烯胶带可有效确保钢筋与环氧砂浆间实现无粘结，确保能够实现滞回耗能。

本实用新型的优点及积极效果如下：

在考虑结构受力性能的前提下，充分考虑了后期养护的便捷性和可更换性，为实现无支座自复位桥梁抗震、减震体系的设计目标提供有力保障。

1)后期养护便捷性。不同于传统阻尼器，本耗能装置考虑将阻尼器内置，并采取相应防腐措施，确保阻尼器仅在大震来临，阻尼器发生屈曲后才需要进行更换。

2)正常使用阶段结构受力性能。由于体系设计要求，墩柱与承台作为两个独立构件，没有普通钢筋相连。可更换耗能装置在正常使用阶段下需作为普通钢筋，满足结构受力要求。

3)可更换性。在强震后，该耗能装置发生弹塑性破坏甚至拉断，因此可在中部将防屈曲套筒和耗能钢筋切割，卸下连接耗能钢筋的套筒，安装新的耗能钢筋，即可完成耗能装置的更换。

附图说明

图1是本实用新型的耗能钢筋成桥状态示意图。

图2是本实用新型的耗能钢筋施工状态示意图。

图3是本实用新型的耗能钢筋结构示意图。

图4是本实用新型的耗能钢筋与防屈曲套筒结构断面示意图。

具体实施方式

本实用新型的具体结构及原理参见图1、2、3、4所示。无支座自复位桥梁可更换耗能装置，包括耗能钢筋3、墩柱预埋钢筋1、承台预埋钢筋2、钢筋连接套筒5、6和防屈曲钢套筒4。所述墩柱预埋钢筋1位于墩柱混凝土10，其下端由墩柱底部的变径阶梯结构的下平面引出，并通过设置有外螺纹的下端部与第一钢筋连接套筒5的相应内螺纹连接。所述承台预埋钢筋位于承台混凝土11中，其上端由承台顶部引出，并通过设置有外螺纹的上端部与第二钢筋连接套筒6的相应内螺纹连接。所述耗能钢筋3置于防屈曲钢套筒4中，其两端设置有外螺纹，分别与所述第一、二钢筋连接套筒5、 6内螺纹连接，并且与墩柱预埋钢筋1、承台预埋钢筋2分别顶紧。

所述耗能钢筋3主体采用钢棒，两端设置较中部钢棒直径大的连接端头，其上车制螺纹；所述防弯曲钢套筒4被固定在钢棒的中部位置。

可更换耗能装置成桥状态如图1所示，耗能钢筋3与墩柱预埋钢筋1和承台预埋钢筋2间均通过钢筋连接套筒5、6连接。在墩柱预埋钢筋1、耗能钢筋3 和承台预埋钢筋2中均设置有外螺纹，连接套筒5、6中设置有相应内螺纹，成桥时需将耗能钢筋在钢筋连接套筒中顶紧，确保连接套筒范围内不会出现局部屈曲破坏。耗能钢筋施工安装状态如图2所示，先将钢筋连接套筒5、6完全退入墩柱预埋钢筋1(承台预埋钢筋2)范围内，待耗能钢筋3定位完成后再将钢筋连接套筒5、6拧下，并确保耗能钢筋3与连接套筒5、6顶紧。

耗能钢筋3构造如图3所示，耗能钢筋3由35#圆钢车制而成，耗能钢筋主体采用较细直径钢棒，两端设置较粗直径钢棒连接端头，其上车制螺纹，确保能与钢筋连接套筒形成有效连接。

耗能钢筋3与防屈曲钢套筒4间构造如图4所示，耗能钢筋3在较细钢棒直径范围内外缠土工布12和厚聚乙烯胶带13。并在外设置防屈曲钢套筒4，套筒 4与耗能钢筋3间灌注环氧砂浆14填充，横断面构造如图4所示。设置防屈曲钢套筒4可有效避免耗能钢筋3在滞回过程中出现屈曲破坏，而外包土工布12 和聚乙烯胶带13可有效确保钢筋与环氧砂浆间实现无粘结，确保能够实现滞回耗能。

Claims (3)

1.无支座自复位桥梁可更换耗能装置，其特征在于，包括耗能钢筋、墩柱预埋钢筋、承台预埋钢筋、钢筋连接套筒和防屈曲钢套筒；所述墩柱预埋钢筋位于墩柱混凝土中，其下端由墩柱底部的变径阶梯结构的下平面引出，并通过设置有外螺纹的下端部与第一钢筋连接套筒的相应内螺纹连接；所述承台预埋钢筋位于承台混凝土中，其上端由承台顶部引出，并通过设置有外螺纹的上端部与第二钢筋连接套筒的相应内螺纹连接；所述耗能钢筋置于防屈曲钢套筒中，其两端设置有外螺纹，分别与所述第一、二钢筋连接套筒的内螺纹连接，并且与墩柱预埋钢筋、承台预埋钢筋分别顶紧。

2.根据权利要求1所述的无支座自复位桥梁可更换耗能装置，其特征在于，所述耗能钢筋主体采用钢棒，两端设置较中部钢棒直径大的连接端头，其上车制螺纹。

3.根据权利要求1所述的无支座自复位桥梁可更换耗能装置，其特征在于，所述耗能钢筋外包裹土工布和外缠聚乙烯胶带，再将防屈曲套筒固定在耗能钢筋中部，防屈曲套筒内填充环氧砂浆。