CN215164590U - 一种装配现浇组合式uhpc-nc抗震桥墩 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于桥墩结构技术领域，公开了一种装配现浇组合式UHPC‑NC抗震桥墩，包括承台，在承台顶部设有UHPC刚性过渡区，在UHPC刚性过渡区顶部自下而上依次同轴装配有多节UHPC装配外环；在UHPC装配外环内绕周向设有多根耗能钢筋和/或多根自复位钢筋，耗能钢筋和自复位钢筋交错布置，且耗能钢筋和自复位钢筋竖直贯穿全部UHPC装配外环；在承台顶部中心预留用于放置现浇NC墩柱的凹槽，现浇NC墩柱与承台之间通过套筒灌浆连接，现浇NC墩柱底部及侧面的连接钢筋伸出表面，连接完成后进行灌浆连接；采用UHPC装配外环可改变桥墩潜在塑性铰裂缝特征，增大开裂应力，控制裂缝宽度及间距，避免或延缓塑性铰受压区压碎剥落，提高了抗剪切能力，抗震能力得到提升。
Description
技术领域
本实用新型属于桥墩结构技术领域，特别涉及一种装配现浇组合式UHPC-NC抗震桥墩。
背景技术
目前我国桥墩普遍为常见的现浇钢筋混凝土桥墩，在发生震动或者地震时，在横向荷载力作用下，桥墩内产生很大的内剪切力，桥墩底部混凝土出现裂缝，混凝土保护层将会剥落甚至塑性铰区的混凝土全部破坏掉存在极大安全隐患；另一方面，纵向钢筋在荷载力的作用下一旦达到屈服强度后就会发生较大的变形，又因为其处于弹塑性阶段，荷载力在卸载后将存在较大的残余变形而引起桥跨落梁等对桥跨结构不利的影响。
发明内容
本实用新型目的是为解决上述现有技术中存在的问题而提出了一种装配现浇组合式UHPC-NC抗震桥墩；为达到上述目的所采取的技术方案是：
一种装配现浇组合式UHPC-NC抗震桥墩，包括承台，在承台顶部设有UHPC刚性过渡区，在UHPC刚性过渡区顶部自下而上依次同轴装配有多节UHPC装配外环，所述多节UHPC装配外环内为现浇NC墩柱，现浇NC墩柱底部、UHPC装配外环底部均与UHPC刚性过渡区相连接；在UHPC装配外环内绕周向设有多根耗能钢筋和/或多根自复位钢筋，所述耗能钢筋和自复位钢筋交错布置，且耗能钢筋和自复位钢筋竖直贯穿全部UHPC装配外环；
在承台顶部中心预留用于放置现浇NC墩柱的凹槽，现浇NC墩柱与承台之间通过套筒灌浆连接，套筒预埋在凹槽内，现浇NC墩柱底部及侧面的连接钢筋伸出表面，连接完成后进行灌浆连接。
优选的，在现浇NC墩柱顶部设有用于支撑梁体的支座。
优选的，所述耗能钢筋和自复位钢筋底部锚固在UHPC刚性过渡区内。
优选的，最底部UHPC装配外环的高度大于该抗震桥墩的塑性铰高度。
优选的，UHPC装配外环之间通过钢筋连接器进行普通钢筋的连接，所述钢筋连接器包括设置在UHPC装配外环内的钢筋套筒和/或波纹管。
优选的，在UHPC装配外环内绕周向设有多根预应力钢筋。
本实用新型所具有的有益效果为：（1）采用UHPC装配外环可改变桥墩潜在塑性铰裂缝特征，增大开裂应力，控制裂缝宽度及间距，避免或延缓塑性铰受压区压碎剥落，大大提高了抗剪切能力，抗震能力得到提升；
（2）若桥墩横断面外侧部分区域采用UHPC预制的“模板”，在内部现浇普通混凝土，既增加装配式桥墩的整体性，减少节段吊装重量便于施工，又提高装配式桥墩的整体性，有利于桥墩抗震和耐久性；
（3）该抗震桥墩受力类似于“钢管混凝土柱”，但通过合理设计UHPC装配外环的范围厚度和高度，可避免“管壁”局部失稳问题；
（4）在UHPC装配外环内配置耗能钢筋，用于消耗地震能量，降低震损程度；采用预制装配式结构可以显著缩短施工工期，降低建设成本；承台与桥墩连接处设置UHPC刚性过渡区，避免承台局部破坏；
（5）承台中部预留凹槽用于放置墩柱，墩柱与承台之间通过套筒灌浆连接，灌浆套筒预埋在承台内，墩柱下部及侧面连接钢筋伸出表面，连接完成后进行灌浆，该桥墩比整体现浇工期短，比全预制桥墩整体性好，且有利于该类型桥墩在高烈度区应用。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为图1中沿A-A向剖视图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型进一步描述。
如图1和图2所示，一种装配现浇组合式UHPC-NC抗震桥墩，包括承台1，在承台1顶部设有UHPC刚性过渡区2，在UHPC刚性过渡区2顶部自下而上依次同轴装配有多节UHPC装配外环7，所述多节UHPC装配外环7内为现浇NC墩柱3，现浇NC墩柱3底部、UHPC装配外环7底部均与UHPC刚性过渡区2相连接；在UHPC装配外环7内绕周向设有多根耗能钢筋4和/或多根自复位钢筋9，所述耗能钢筋4和自复位钢筋9交错布置，且耗能钢筋4和自复位钢筋9竖直贯穿全部UHPC装配外环7；所述耗能钢筋4和自复位钢筋9底部锚固在UHPC刚性过渡区2内，在现浇NC墩柱3顶部设有用于支撑梁体6的支座5。
本实施例中，UHPC装配外环7节段之间设置钢筋套筒和波纹管组成的连接器连接节段普通钢筋，并根据情况设置预应力筋加强，设置预应力筋时应考虑与自复位筋的共同作用。连接套筒应不宜设置在墩身潜在塑性铰区域，若不可避免时应注意加密区域箍筋的配置。
该抗震桥墩主体外部采用超高性能混凝土（Ultra-High Performance Concrete，简称UHPC）制作的UHPC装配外环7装配式方式、内部采用普通混凝土（NC）现浇NC墩柱3现浇方式既增加该抗震桥墩的整体性，减少节段吊装重量便于施工，又有利于桥墩抗震和耐久性；在UHPC装配外环7采取UHPC制作，能对内部核心普通混凝土起约束作用，使得核心普通混凝土受力状态由单向受压转化为三项受压，提高桥墩的变形能力和抗压承载能力；在UHPC装配外环7设耗能钢筋4和自复位钢筋9，自复位钢筋9可保障中震作用下可快速恢复，大震作用下修复后可恢复，耗能钢筋4能够降低震损程度，而普通钢筋因其达到弹塑性阶段，残余变形较大，容易导致支座滑移、落梁等不利影响；该抗震桥墩是一种整体结构紧凑、成本低且工期短，在达到上述优质性能的情况下，桥梁总造价中仅提升0.5‰—1‰。
对于具体地底部连接结构为，在承台1顶部中心预留用于放置现浇NC墩柱3的凹槽，现浇NC墩柱3与承台1之间通过套筒8灌浆连接，套筒8预埋在凹槽内，现浇NC墩柱3底部及侧面的连接钢筋伸出表面，连接完成后进行灌浆连接；套筒8应不宜设置在墩身潜在塑性铰区域，若不可避免时应注意加密区域箍筋的配置。
将塑性铰设置在桥墩底部，墩身与承台1连接处为UHPC刚性过渡区2，桥墩外环为UHPC装配外环7，可以避免塑性铰过早破坏。其中，超高性能混凝土（UHPC）是一种具有超高强度、超高韧性和优异耐久性的新型水泥基复合材料，通常使用钢纤维或PVA纤维作为增强增韧材料。UHPC的抗压与抗拉强度均大幅超越其他水泥基材料，因此在同样荷载的作用下，使用UHPC可以显著降低截面尺寸。在变形能力方面，其可以在相对低的纤维含量水平实现“应变硬化”行为。同时也具有非常好的微裂缝自愈能力，由于水胶比非常低，UHPC的拌合水量仅能供部分水泥水化，绝大部分水泥颗粒的内部处于没有水化的状态，因此水或水汽进入结构表面的裂缝后，暴露在裂缝表面的水泥颗粒未水化的部分就会继续水化，结合了外界水分的水化产物体积大于水泥熟料体积，多出来的体积就能填补裂缝。在桥墩外环使用超高性能混凝土可以更好地满足自复位桥墩抗裂要求，有效控制桥墩局部混凝土剥落或局部“压溃”，从而使桥墩在地震作用下具备良好的抗震性能。因此超高性能混凝土非常适合有抗震需求的结构。
最底部UHPC装配外环7的高度大于该抗震桥墩的塑性铰高度；UHPC装配外环7之间通过钢筋连接器进行普通钢筋的连接，所述钢筋连接器包括设置在UHPC装配外环7内的钢筋套筒和/或波纹管；在UHPC装配外环7内绕周向还可以设有多根预应力钢筋；当设置预应力钢筋时应考虑与自复位钢筋9的共同作用。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，但这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (6)
1.一种装配现浇组合式UHPC-NC抗震桥墩，其特征在于，包括承台，在承台顶部设有UHPC刚性过渡区，在UHPC刚性过渡区顶部自下而上依次同轴装配有多节UHPC装配外环，所述多节UHPC装配外环内为现浇NC墩柱，现浇NC墩柱底部、UHPC装配外环底部均与UHPC刚性过渡区相连接；在UHPC装配外环内绕周向设有多根耗能钢筋和/或多根自复位钢筋，所述耗能钢筋和自复位钢筋交错布置，且耗能钢筋和自复位钢筋竖直贯穿全部UHPC装配外环；
在承台顶部中心预留用于放置现浇NC墩柱的凹槽，现浇NC墩柱与承台之间通过套筒灌浆连接，套筒预埋在凹槽内，现浇NC墩柱底部及侧面的连接钢筋伸出表面，连接完成后进行灌浆连接。
2.根据权利要求1所述的装配现浇组合式UHPC-NC抗震桥墩，其特征在于，在现浇NC墩柱顶部设有用于支撑梁体的支座。
3.根据权利要求1所述的装配现浇组合式UHPC-NC抗震桥墩，其特征在于，所述耗能钢筋和自复位钢筋底部锚固在UHPC刚性过渡区内。
4.根据权利要求1至3任一项所述的装配现浇组合式UHPC-NC抗震桥墩，其特征在于，最底部UHPC装配外环的高度大于该抗震桥墩的塑性铰高度。
5.根据权利要求4所述的装配现浇组合式UHPC-NC抗震桥墩，其特征在于，UHPC装配外环之间通过钢筋连接器进行普通钢筋的连接，所述钢筋连接器包括设置在UHPC装配外环内的钢筋套筒和/或波纹管。
6.根据权利要求5所述的装配现浇组合式UHPC-NC抗震桥墩，其特征在于，在UHPC装配外环内绕周向设有多根预应力钢筋。
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| CN113356037A (zh) * | 2021-05-31 | 2021-09-07 | 郑州大学 | 一种外装配内现浇uhpc-nc组合式抗震桥墩 |
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