CN216474462U - 含三种耗能措施的摇摆-自复位双层双柱墩桥梁排架结构 - Google Patents

含三种耗能措施的摇摆-自复位双层双柱墩桥梁排架结构 Download PDF

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Abstract

本实用新型公开了一种含三种耗能措施的摇摆‑自复位双层双柱墩桥梁排架结构,采用预制拼装施工方式以及摇摆自复位设计,使排架结构在地震作用下发生摇摆,无粘接预应力筋使结构复位,可以减小排架结构震后残余位移和混凝土开裂,减轻排架结构地震损伤破坏;设置金属阻尼器,既能起到强地震动作用下减震隔震的效果,也能起到正常运行时减小大型运输工具产生的震动的作用;设置有防屈曲支撑,将主体结构梁端形成塑性铰的耗能方式转变为只在防屈曲支撑部件上集中耗能,使主体结构大部分保持弹性,增加结构的刚度需求,降低结构的地震损伤,较好地保护主体结构;铅挤压阻尼器、金属阻尼器和防屈曲支撑均为可更换构架,极大的提高桥梁震后可修复能力。

Description

含三种耗能措施的摇摆-自复位双层双柱墩桥梁排架结构
技术领域
本实用新型涉及建筑领域,特别是涉及一种含三种耗能措施的摇摆-自复位双层双柱墩桥梁排架结构。
背景技术
现有的双层桥梁采用的是延性设计理念,如将底层用于铁路运输可能会造成刚度需求不足的情况,并且施工大都采用传统现浇的方式,不仅施工周期长,而且经济环保性差;同时,在地震作用下,传统排架桥墩结构会产生严重的损伤破坏和较大的残余位移,而且震后难以修复。
因此,亟需一种含三种耗能措施的摇摆-自复位双层双柱墩桥梁排架结构,能够解决现有双层桥梁施工不便且抗震效果差的问题。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种含三种耗能措施的摇摆-自复位双层双柱墩桥梁排架结构,以解决上述现有双层桥梁施工不便且抗震效果差的问题。
为实现上述目的,本实用新型提供了如下方案:
本实用新型提供一种含三种耗能措施的摇摆-自复位双层双柱墩桥梁排架结构,包括并排设置的承台,两侧的所述承台上均竖直设有底层墩柱,两侧的所述底层墩柱的顶部共同承托有底层盖梁,所述底层盖梁的顶部两端均设有顶层墩柱,两侧的所述顶层墩柱的顶部共同承托有顶层盖梁,所述底层墩柱的底端与所述顶层盖梁的顶端之间锚固有无粘接预应力筋,所述无粘接预应力筋贯穿所述底层墩柱、所述底层盖梁、所述顶层墩柱和所述顶层盖梁设置,所述底层盖梁的中部通过隔震支座承托有底层主梁,所述顶层盖梁的中部通过隔震支座承托有顶层主梁,所述底层盖梁与所述底层主梁之间、所述顶层盖梁与所述顶层主梁之间均设有金属阻尼器,所述顶层墩柱的下部与所述底层盖梁的上部之间通过钢板连接有铅挤压阻尼器,所述底层盖梁的底面中部与所述底层墩柱的下部侧面之间倾斜设有防屈曲支撑。
优选地,所述底层墩柱、所述底层盖梁、所述顶层墩柱和所述顶层盖梁均为预制结构。
优选地,所述底层墩柱的截面尺寸大于所述顶层墩柱的截面尺寸。
优选地,所述底层盖梁的截面尺寸等于所述顶层盖梁的截面尺寸。
优选地,所述底层主梁的跨度小于所述顶层主梁的跨度。
优选地,所述金属阻尼器包括上顶板和下底板,所述上顶板通过上顶板螺栓连接,所述下底板通过下底板螺栓连接,所述上顶板的下方设有上顶板挡块与聚四氟乙烯滑片组件,所述上顶板挡块与聚四氟乙烯滑片组件内设有半球形钢传力键,所述上顶板挡块与聚四氟乙烯滑片组件的下方与所述下底板之间通过三角形钢板支撑。
优选地,所述铅挤压阻尼器包括挤压轴,所述挤压轴的外部套设有灌铅挤压筒,所述挤压轴的中部设有轴凸。
优选地,所述防屈曲支撑包括连接板,所述连接板预埋设置,所述连接板通过连接板螺栓连接,所述连接板通过锚板与支撑杆连接。
优选地,两个所述防屈曲支撑呈八字形设置。
本实用新型相对于现有技术取得了以下有益技术效果:
1、本实用新型提供的一种含三种耗能措施的摇摆-自复位双层双柱墩桥梁排架结构,在施工时,除了承台为现场浇筑外,其余部件均采用工厂预制现场拼装的施工方式,可大大减小桥梁建设周期,减小对周围环境和生态的影响。
2、本实用新型提供的一种含三种耗能措施的摇摆-自复位双层双柱墩桥梁排架结构,顶层桥墩采用摇摆-自复位设计理念,底层桥墩采用刚性设计理念,主梁采用金属阻尼器支撑,竖向承载能力由隔震支座、盖梁、桥墩和承台承担,侧向承载能力由钢筋,金属阻尼器、铅挤压阻尼器、防屈曲支撑承担。
3、本实用新型提供的一种含三种耗能措施的摇摆-自复位双层双柱墩桥梁排架结构,在强地震动作用下,顶层墩柱摇摆截面加设钢板防止混凝土局部压碎,由铅挤压阻尼器提供耗能效果,无粘接预应力筋提供自复位能力,底层墩柱为增设防屈曲支撑的刚性结构,极大的提高侧向刚度,盖梁和主梁连接处设置金属阻尼器和隔震支座体系,既提供耗能也起到隔震效果。
4、本实用新型提供的一种含三种耗能措施的摇摆-自复位双层双柱墩桥梁排架结构,在正常运营过程中,底层主梁可能会产生较大的振动作用,金属阻尼器、隔震支座可起到很好的减震隔震作用。
5、本实用新型提供的一种含三种耗能措施的摇摆-自复位双层双柱墩桥梁排架结构,铅挤压阻尼器与顶层墩柱底部采用焊接连接方式,顶层盖梁、底层盖梁和桥墩通过无粘结预应力筋(居中对称分布)提供的夹紧力连为整体,当挤压轴与灌铅挤压筒之间发生相对位移时,挤压轴会带动轴凸,从而挤压筒内的灌铅,铅发生塑性变形实现耗能,铅挤压阻尼器具有体积小、出力稳定和耐疲劳等优点,阻尼器出力一般在120kN~350kN,刚度方面,铅挤压阻尼器具有较大的初始刚度和很小的屈服后刚度,其力-位移关系甚至可视为刚塑性。
6、本实用新型提供的一种含三种耗能措施的摇摆-自复位双层双柱墩桥梁排架结构,底层盖梁底部和底层墩柱底部设置预埋的连接板和螺栓组件,两个防屈曲支撑承呈八字型通过螺栓与桥墩连接,防屈曲支撑在中震或大震作用下均能实现拉压状态下全截面充分屈服耗散地震能量,另一方面,原来通过主体结构梁端形成塑性铰的耗能方式转变为只在防屈曲支撑部件上集中耗能,使主体结构大部分保持弹性,降低结构的地震损伤,较好地保护主体结构,给震后修复带来方便。
7、本实用新型提供的一种含三种耗能措施的摇摆-自复位双层双柱墩桥梁排架结构,金属阻尼器通过高强度螺栓与盖梁和主梁连接,金属阻尼器以三角形钢板为基本构件,在地震作用下,沿高度范围内全截面屈服耗能,以达到材料滞回耗能利用率的最大化,三角形钢板采用悬臂构造,在上顶板挡块两侧设置聚四氟乙烯滑板,同时可以通过调整钢挡块的纵向尺寸,来很好地适应桥梁纵向变形,三角形钢板顶部放置半球形钢传力键,这样即使在地震过程中主梁和桥墩的相对运动比较复杂,半球形钢传力键也能与上顶板挡块保持点接触,很好地适应各种复杂的传力条件,使三角形钢板在地震过程中的传力路径非常明确;三角形钢板可以采用桥梁工程中常用的Q235或Q345钢材,钢板底部焊接在下底板上,下底板通过螺栓栓接在盖梁上。上顶板挡块焊接在上顶板上,上顶板通过螺栓栓接在主梁底,金属阻尼器可提前工厂预制生产,然后现场安装,安装过程跟一般支座的安装方法类似。
8、本实用新型提供的一种含三种耗能措施的摇摆-自复位双层双柱墩桥梁排架结构,铅挤压阻尼器、金属阻尼器和防屈曲支撑均为可更换构件,震后损坏的组件很容易替换,该体系具有地震损伤可控,强震后使用功能可快速恢复的优点。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型提供的一种含三种耗能措施的摇摆-自复位双层双柱墩桥梁排架结构结构示意图;
图2为本实用新型提供的一种含三种耗能措施的摇摆-自复位双层双柱墩桥梁排架结构中铅挤压阻尼器部分结构示意图;
图3为本实用新型提供的一种含三种耗能措施的摇摆-自复位双层双柱墩桥梁排架结构中金属阻尼器部分结构示意图;
图4为本实用新型提供的一种含三种耗能措施的摇摆-自复位双层双柱墩桥梁排架结构中防屈曲支撑部分结构示意图;
图中:1:承台,2:底层墩柱,3:底层盖梁,4:顶层墩柱,5:顶层盖梁,6:顶层主梁,7:底层主梁,8:铅挤压阻尼器,8-1:轴凸,8-2:灌铅挤压筒,8-3:挤压轴,9:钢板,10:金属阻尼器,10-1:上顶板,10-2:下底板,10-3:三角形钢板,10-4:半球形钢传力键,10-5:上顶板挡块与聚四氟乙烯滑片组件,10-6:上顶板螺栓,10-7:下底板螺栓,11:无粘接预应力筋,12:防屈曲支撑,12-1:支撑杆,12-2:连接螺栓,12-3:连接板,12-4:锚板,13:隔震支座。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。
本实用新型的目的是提供一种含三种耗能措施的摇摆-自复位双层双柱墩桥梁排架结构,以解决现有双层桥梁施工不便且抗震效果差的问题。
为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
实施例1:
本实施例提供一种含三种耗能措施的摇摆-自复位双层双柱墩桥梁排架结构,如图1所示,包括并排设置的承台1,两侧的承台1上均竖直设有底层墩柱2,两侧的底层墩柱2的顶部共同承托有底层盖梁3,底层盖梁3的顶部两端均设有顶层墩柱4,两侧的顶层墩柱4的顶部共同承托有顶层盖梁5,底层墩柱2的底端与顶层盖梁5的顶端之间锚固有无粘接预应力筋11,无粘接预应力筋11贯穿底层墩柱2、底层盖梁3、顶层墩柱4和顶层盖梁5设置,底层盖梁3的中部通过隔震支座13承托有底层主梁7,顶层盖梁5的中部通过隔震支座13承托有顶层主梁6,底层盖梁3与底层主梁7之间、顶层盖梁5与顶层主梁6之间均设有金属阻尼器10,顶层墩柱4的下部与底层盖梁3的上部之间通过钢板9连接有铅挤压阻尼器8,底层盖梁3的底面中部与底层墩柱2的下部侧面之间倾斜设有防屈曲支撑12。
具体地,底层墩柱2、底层盖梁3、顶层墩柱4和顶层盖梁5均为预制结构。
进一步地,底层墩柱2的截面尺寸大于顶层墩柱4的截面尺寸。
进一步地,底层盖梁3的截面尺寸等于顶层盖梁5的截面尺寸。
进一步地,底层主梁7的跨度小于顶层主梁6的跨度。
进一步地,如图3所示,金属阻尼器10包括上顶板10-1和下底板10-2,上顶板10-1通过上顶板螺栓10-6连接,下底板10-2通过下底板螺栓10-7连接,上顶板10-1的下方设有上顶板挡块与聚四氟乙烯滑片组件10-5,上顶板挡块与聚四氟乙烯滑片组件10-5内设有半球形钢传力键10-4,上顶板挡块与聚四氟乙烯滑片组件10-5的下方与下底板之间通过三角形钢板10-3支撑。
进一步地,如图2所示,铅挤压阻尼器8包括挤压轴8-3,挤压轴8-3的外部套设有灌铅挤压筒8-2,挤压轴8-3的中部设有轴凸8-1。
进一步地,如图4所示,防屈曲支撑12包括连接板12-3,连接板12-3预埋设置,连接板12-3通过连接板螺栓12-2连接,连接板12-3通过锚板12-4与支撑杆12-1连接。
进一步地,两个防屈曲支撑12呈八字形设置。
本实用新型提供的一种含三种耗能措施的摇摆-自复位双层双柱墩桥梁排架结构,其施工方法为:承台1为现场浇筑施工,然后将工厂预制的底层墩柱2、底层盖梁3进行现场拼接,承插式连接,连接采用后浇混凝土,并在后浇段内设置封闭箍筋;底层盖梁3与底层墩柱2底部预埋连接板12-3与连接板螺栓12-2组件,然后设置两根防屈曲支撑12,呈八字型,通过连接板螺栓12-2连接底层墩柱2;顶层墩柱4、顶层盖梁5采用现场拼装,在摇摆截面处设置钢板9,顶层墩柱4底部设置铅挤压阻尼器8,并与钢板9焊接,顶层墩柱、底层墩柱、顶层盖梁、底层盖梁在相应处预留预应力筋孔道,现场拼接完成后,设置无粘接预应力筋11,并灌浆,锚固在顶层盖梁顶部与底层墩柱底部;在顶层主梁、底层主梁连接处设置金属阻尼器10、隔震支座13,金属阻尼器10通过下底板螺栓10-7与盖梁连接,通过上顶板螺栓10-6与主梁连接,完成施工。
本实用新型应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本实用新型的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上,本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (9)

1.含三种耗能措施的摇摆-自复位双层双柱墩桥梁排架结构,包括并排设置的承台,其特征在于:两侧的所述承台上均竖直设有底层墩柱,两侧的所述底层墩柱的顶部共同承托有底层盖梁,所述底层盖梁的顶部两端均设有顶层墩柱,两侧的所述顶层墩柱的顶部共同承托有顶层盖梁,所述底层墩柱的底端与所述顶层盖梁的顶端之间锚固有无粘接预应力筋,所述无粘接预应力筋贯穿所述底层墩柱、所述底层盖梁、所述顶层墩柱和所述顶层盖梁设置,所述底层盖梁的中部通过隔震支座承托有底层主梁,所述顶层盖梁的中部通过隔震支座承托有顶层主梁,所述底层盖梁与所述底层主梁之间、所述顶层盖梁与所述顶层主梁之间均设有金属阻尼器,所述顶层墩柱的下部与所述底层盖梁的上部之间通过钢板连接有铅挤压阻尼器,所述底层盖梁的底面中部与所述底层墩柱的下部侧面之间倾斜设有防屈曲支撑。
2.根据权利要求1所述的含三种耗能措施的摇摆-自复位双层双柱墩桥梁排架结构,其特征在于:所述底层墩柱、所述底层盖梁、所述顶层墩柱和所述顶层盖梁均为预制结构。
3.根据权利要求1所述的含三种耗能措施的摇摆-自复位双层双柱墩桥梁排架结构,其特征在于:所述底层墩柱的截面尺寸大于所述顶层墩柱的截面尺寸。
4.根据权利要求1所述的含三种耗能措施的摇摆-自复位双层双柱墩桥梁排架结构,其特征在于:所述底层盖梁的截面尺寸等于所述顶层盖梁的截面尺寸。
5.根据权利要求1所述的含三种耗能措施的摇摆-自复位双层双柱墩桥梁排架结构,其特征在于:所述底层主梁的跨度小于所述顶层主梁的跨度。
6.根据权利要求1所述的含三种耗能措施的摇摆-自复位双层双柱墩桥梁排架结构,其特征在于:所述金属阻尼器包括上顶板和下底板,所述上顶板通过上顶板螺栓连接,所述下底板通过下底板螺栓连接,所述上顶板的下方设有上顶板挡块与聚四氟乙烯滑片组件,所述上顶板挡块与聚四氟乙烯滑片组件内设有半球形钢传力键,所述上顶板挡块与聚四氟乙烯滑片组件的下方与所述下底板之间通过三角形钢板支撑。
7.根据权利要求1所述的含三种耗能措施的摇摆-自复位双层双柱墩桥梁排架结构,其特征在于:所述铅挤压阻尼器包括挤压轴,所述挤压轴的外部套设有灌铅挤压筒,所述挤压轴的中部设有轴凸。
8.根据权利要求1所述的含三种耗能措施的摇摆-自复位双层双柱墩桥梁排架结构,其特征在于:所述防屈曲支撑包括连接板,所述连接板预埋设置,所述连接板通过连接板螺栓连接,所述连接板通过锚板与支撑杆连接。
9.根据权利要求1所述的含三种耗能措施的摇摆-自复位双层双柱墩桥梁排架结构,其特征在于:两个所述防屈曲支撑呈八字形设置。
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CN114775413A (zh) * 2022-05-11 2022-07-22 北京建筑大学 基于惯容隔震和摇摆的既有桥墩抗震性能提升结构及方法

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