CN210482043U - 一种超高韧性混凝土抗震桥塔构造 - Google Patents

Abstract

一种超高韧性混凝土抗震桥塔构造，以有效提高桥塔的抗震性能，保证桥塔在强震作用下仍能正常工作。门式桥塔两侧主塔柱的外侧设置抗震耗能柱，抗震耗能柱包括下部预制超高韧性混凝土节段、上部普通钢筋混凝土节段，通过轴向预应力体系以干接缝的形式轴向对接为一体。普通钢筋混凝土节段通过横系梁与同侧主塔柱固结。

Description

一种超高韧性混凝土抗震桥塔构造

技术领域

本实用新型涉及桥梁桥塔，特别涉及一种适用于多发地震区域的超高韧性混凝土抗震桥塔构造。

背景技术

作为斜拉桥、悬索桥主要承重结构的主塔一旦出现较为严重的损伤，震后修复比较困难，基于安全考虑，欧洲规范要求，在设计地震作用下，斜拉桥桥塔保持弹性工作状态。中国《城市桥梁抗震设计规范》也规定在 E2地震作用下，主塔等重要结构受力构件可发生局部轻微的损伤，震后不需修复或简单修复可继续使用。中国已建和在建的绝大部分大跨度斜拉桥、悬索桥在进行抗震设计时均满足这一抗震性能目标要求，在罕遇地震作用下桥塔基本保持弹性。

然而，在抗震设计的工程实践中发现，为满足桥塔结构保持基本弹性的性能目标，通常满足静力需求的塔底截面需要大幅度增设纵向主筋来满足罕遇地震需求；横桥向由于框架效应，除塔柱之外横梁的配筋率也要从满足构造要求的0.8％提高到1.5％左右；同时，该塔底截面弯矩及水平地震力将传递到下部基础，使得对下部基础的抗震要求也相应提高了，显然仅仅为满足罕遇地震需求而几乎翻倍地增加钢筋用量对于桥塔和群桩基础而言都相当不经济。

另一方面，已有学者对斜拉桥、悬索桥的桥塔进行了大量的弹塑性理论分析，在近年来新建的一些大跨度桥梁中有的通过塔身设置耗能构件保证桥塔在强震下仍处于弹性状态，如新奥克兰海湾大桥；有的在强震下允许桥塔进入塑性，在一定程度上利用桥塔的塑性能力，如Tacoma桥和Rion-antirion桥，这些都是对大跨度桥梁桥塔抗震设计的有益促进和尝试。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种超高韧性混凝土抗震桥塔构造，以有效提高桥塔的抗震性能，保证桥塔在强震作用下仍能正常工作。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案如下：

本实用新型的一种超高韧性混凝土抗震桥塔构造，包括门式桥塔，其特征是：所述门式桥塔两侧主塔柱的外侧设置抗震耗能柱，抗震耗能柱包括下部预制超高韧性混凝土节段、上部普通钢筋混凝土节段，通过轴向预应力体系以干接缝的形式轴向对接为一体；所述普通钢筋混凝土节段通过横系梁与同侧主塔柱固结。

本实用新型的有益效果是，两侧抗震耗能柱降低了门式桥塔主塔柱的自由长度，能保证主塔柱在地震作用下不易发生侧向失稳；抗震耗能柱的下部塑性铰区域为预制超高韧性混凝土节段，超高韧性混凝土材料，充分利用超高韧性混凝土材料延性好、变形量大的特点，增强门式桥塔在地震作用下的耗能能力，地震作用受损后也便于更换；下部预制超高韧性混凝土节段与上部普通钢筋混凝土节段采用预应力干接缝连接，地震作用下接缝张开，位移增大，进一步提高桥塔的抗震性能；适用于用于多发地震区域，具有良好的抗震性能，可保证桥塔在强震作用下仍能正常工作，且兼具桥塔抗震性能和美观效果。

附图说明

本说明书包括以下五幅图：

图1是本实用新型一种超高韧性混凝土抗震桥塔构造的立面图；

图2是本实用新型一种超高韧性混凝土抗震桥塔构造中抗震耗能柱的立面示意图；

图3是沿图2中A-A线的剖面图；

图4是沿图2中B-B线的剖面图；

图5是沿图2中C-C线的剖面图；

图中示出构件及所对应的标记：门式桥塔10、主塔柱11、抗震耗能柱20、预制超高韧性混凝土节段21、普通钢筋混凝土节段22、横系梁23、凹槽24、预应力钢绞线31、预应力管道32、预应力锚头33。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明进一步说明。

参照图1和图2，本实用新型的一种超高韧性混凝土抗震桥塔构造，包括门式桥塔10，门式桥塔10两侧主塔柱11的外侧设置抗震耗能柱20。抗震耗能柱20包括下部预制超高韧性混凝土节段21、上部普通钢筋混凝土节段22，通过轴向预应力体系以干接缝的形式轴向对接为一体。所述普通钢筋混凝土节段22通过横系梁23与同侧主塔柱11固结。两侧抗震耗能柱20降低了门式桥塔10主塔柱11的自由长度，能保证主塔柱11 在地震作用下不易发生侧向失稳。抗震耗能柱的下部塑性铰区域为预制超高韧性混凝土节段21，充分利用超高韧性混凝土材料延性好、变形量大的特点，增强门式桥塔10在地震作用下的耗能能力，地震作用受损后也便于更换预制超高韧性混凝土节段21。下部预制超高韧性混凝土节段21 与上部普通钢筋混凝土节段22采用预应力干接缝连接，地震作用下接缝张开，位移增大，进一步提高桥塔的抗震性能。适用于用于多发地震区域，具有良好的抗震性能，可保证桥塔在强震作用下仍能正常工作，且兼具桥塔抗震性能和美观效果。

参照图2至图5，所述轴向预应力体系包括预应力钢绞线31和预应力管道32，预应力管道32在预制超高韧性混凝土节段21、普通钢筋混凝土节段22横断面内间隔布设且沿轴向通长设置，预制超高韧性混凝土节段21的底端设置凹槽24。所述预应力钢绞线31布设于各预应力管道32 内，下端于凹槽24内锚固于预制超高韧性混凝土节段21的底端，上端通过预应力锚头33锚固于普通钢筋混凝土节段22的顶端。

参照图1，施工时先按传统方式施工门式桥塔10。超高韧性混凝土节段21采用工厂预制，在普通钢筋混凝土节段22对应位置留有预应力管道 32，然后将两者运输到施工现场进行拼装架设、张拉预应力，预应力张拉完毕后对预应力管道32进行回填灌浆。

需要指出的是，上面所述只是用图解说明本实用新型一种超高韧性混凝土抗震桥塔构造的一些原理，由于对相同技术领域的普通技术人员来说是很容易在此基础上进行若干修改和改动的，如在特定条件下可改变接缝的连接形式。因此，本说明书并非是要将本实用新型局限在所示和所述的具体结构和适用范围内，故凡是所有可能被利用的相应修改以及等同物，均属于本实用新型所申请的专利范围。

Claims (3)

1.一种超高韧性混凝土抗震桥塔构造，包括门式桥塔(10)，其特征是：所述门式桥塔(10)两侧主塔柱(11)的外侧设置抗震耗能柱(20)，抗震耗能柱(20)包括下部预制超高韧性混凝土节段(21)、上部普通钢筋混凝土节段(22)，通过轴向预应力体系以干接缝的形式轴向对接为一体；所述普通钢筋混凝土节段(22)通过横系梁(23)与同侧主塔柱(11)固结。

2.如权利要求1所述的一种超高韧性混凝土抗震桥塔构造，其特征是：所述轴向预应力体系包括预应力钢绞线(31)和预应力管道(32)，预应力管道(32)在预制超高韧性混凝土节段(21)、普通钢筋混凝土节段(22)横断面内间隔布设且沿轴向通长设置，预制超高韧性混凝土节段(21)的底端设置凹槽(24)。

3.如权利要求2所述的一种超高韧性混凝土抗震桥塔构造，其特征是：所述预应力钢绞线(31)布设于各预应力管道(32)，下端于凹槽(24)内锚固于预制超高韧性混凝土节段(21)的底端，上端通过预应力锚头(33)锚固于普通钢筋混凝土节段(22)的顶端。

Images