CN216640232U - 一种自复位减震耗能装配式桥墩 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种自复位减震耗能装配式桥墩，包括：承台、桥墩本体、支座、滑动耗能块和钢绞线。其中：所述桥墩本体固定在承台上，所述支座固定在桥墩本体的顶面上。所述滑动耗能块设置在承台的内腔中，且所述内腔能够满足滑动耗能块中其中移动。所述钢绞线的上端活动穿过承台和桥墩本体后固定在其顶面上，钢绞线的下端与所述滑动耗能块连接。在桥墩本体受到地震摇摆过程中，所述滑动耗能块将桥墩本体的顶部的水平位移通过钢绞线转化为滑动耗能块的水平位移，利用滑动耗能块产生的滑动阻力消耗地震能量，降低桥墩本体的顶部的水平位移，减小桥墩本体摆动幅度，以控制桥墩的变形处于一定的合理范围之内。

Description

一种自复位减震耗能装配式桥墩

技术领域

本实用新型涉及桥梁抗震、减震技术领域，尤其涉及一种自复位减震耗能装配式桥墩。

背景技术

本实用新型背景技术中公开的信息仅仅旨在增加对本实用新型的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

随着我国经济的快速发展和城市、公路高速铁路交通的迅猛发展，桥梁结构作为交通工程的生命线，其性能要求愈发严格。我国地处欧亚地震带的和环太平洋地震带交界处，地震灾害时有发生。目前我国广泛采用延性抗震设计进行钢筋混凝土结构设计，即在强震作用下，允许钢筋混凝土结构构件局部塑性铰区发生损伤破坏，但同时保证塑性铰区具有足够的延性性能。

对于一般装配式桥墩而言，地震时装配式桥墩的塑性铰区节段在地震中会承受较大纵向压应变，整个墩身会绕着柱脚形成刚性转动，可能引起该区域节段保护层混凝土严重开裂甚至压碎，此类型桥墩的整体性和耐久性会受到影响。目前在装配式桥墩抗震性能及减震控制方面主要有两种方法：一种是内置耗能钢筋，这种方法能有效提高节段装配式桥墩的耗能能力；另外一种是外设耗能装置，不少学者尝试在墩柱的关键部位附设耗能器，但是目前还主要基于试验分析相关力学性能，难以从理论上进行精确定量分析。

实用新型内容

为解决采用普通预应力连接的桥墩抗震耗能性能较弱的问题，本实用新型提供一种自复位减震耗能装配式桥墩。在跨海大桥、城市高架桥等施工现场受限制的地方采用配备有这种耗能装置的桥墩，能够大幅度的提高桥墩的耗能能力，从而提高桥墩的抗震技术。为实现上述目的，本实用新型的技术方案如下。

一种自复位减震耗能装配式桥墩，包括：承台、桥墩本体、支座、滑动耗能块和钢绞线。其中：所述桥墩本体固定在承台上，所述支座固定在桥墩本体的顶面上。所述滑动耗能块设置在承台的内腔中，且所述内腔能够满足滑动耗能块中其中移动。所述钢绞线的上端活动穿过承台和桥墩本体后固定在其顶面上，钢绞线的下端与所述滑动耗能块连接。在桥墩本体受到地震摇摆过程中，所述滑动耗能块将桥墩本体的顶部的水平位移通过钢绞线转化为滑动耗能块的水平位移，利用滑动耗能块产生的滑动阻力消耗地震能量，降低桥墩本体的顶部的水平位移，减小桥墩本体摆动幅度。

进一步地，所述内腔的内壁上固定有挡板，且所述滑动耗能块的左、右侧壁与内腔的左、右内之间通过弹性部件连接。可选地，所述弹性部件包括金属弹簧、橡胶垫等能够受压变形并在撤去压力后自动复位的部件。

进一步地，所述内腔的底面上设置有聚四氟乙烯板，所述滑动耗能块放置在该聚四氟乙烯板上。聚四氟乙烯具有稳定的化学性能和高润滑性能，所述滑动耗能块4在聚四氟乙烯板8上滑动生热，达到良好的耗能效果。

进一步地，所述滑动耗能块中开设有下凹的弧形孔道，且该弧形孔道的上端口位于滑动耗能块的上表面上，所述弧形孔道的下端口位于滑动耗能块的侧壁上，所述钢绞线的下端穿过该弧形孔道后锚固在滑动耗能块的侧壁上。

进一步地，所述桥墩本体与承台之前设置有高阻尼橡胶垫。可选地，所述高阻尼橡胶垫包括单层结构、多层结构中的任意一种。

进一步地，所述高阻尼橡胶垫为铅芯橡胶支座，其包括铅芯、橡胶层、钢板等，其中：所述橡胶层的上表面和下表面上固定有所述钢板，所述铅芯设置在橡胶层中央，且该铅芯与所述橡胶层上表面和下表面上的钢板均为连接。

进一步地，所述桥墩本体内沿着其长度方向埋设有预应力钢筋，且该预应力钢筋的两端分别锚固在桥墩本体的顶面和承台上，通过贯穿桥墩本体的所述预应力钢筋抵抗竖向偏心活载引起的桥墩附加弯矩。

进一步地，所述钢绞线和预应力钢筋的端部均设置有锚头，以便锚固固定。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型的自复位减震耗能装配式桥墩在小震和中震作用时，通过钢绞线将桥墩本体上部的水平位移转化为承台内部滑动耗能块的水平滑动，利用滑动耗能块产生的滑动阻力消耗地震能量，降低桥墩本体的顶部的水平位移，减小桥墩本体摆动幅度，以控制桥墩的变形处于一定的合理范围之内。

当大震来临时，所述承台的内腔能够很好的限制滑动耗能块的最大水平位移，进而锁死了桥墩本体的顶部最大水平位移，以保证装配式桥墩在大震下不致发生过大的水平位移而发生倒坍现象。

综上，在跨海大桥、城市高架桥等施工现场受限制的地方采用配备本实用新型的自复位减震耗能装配式桥墩时，能够大幅度提高桥墩的耗能能力，从而提高桥墩的抗震技术。

附图说明

构成本实用新型的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。

图1为本实用新型实施例中自复位减震耗能装配式桥墩的结构示意图。

图2为本实用新型实施例中承台内滑动耗能装置的结构示意图。

附图中标记代表：1-承台、2-桥墩本体、3-支座、4-滑动耗能块、5-钢绞线、6-挡板、7-弹性部件、8-聚四氟乙烯板、9-弧形孔道、10-阻尼橡胶垫、11-预应力钢筋。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本实用新型提供进一步的说明。除非另有指明，本实用新型使用的所有技术和科学术语具有与本实用新型所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

为了方便叙述，本实用新型中如果出现“上”、“下”、“左”“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用，仅仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件需要具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。现结合说明书附图和具体实施例对本实用新型进一步说明。

参考图1和图2，示例一种自复位减震耗能装配式桥墩，其包括：承台1、桥墩本体2、支座3、滑动耗能块4和钢绞线5，其中：

所述桥墩本体2固定在承台1上，所述支座3固定在桥墩本体2的顶面上，用于支撑上部的主梁。所述承台1中设置有内腔，所述内腔的内壁上通过锚固件锚固有钢质的挡板6，所述挡板6与承台1之间的锚固2能够很好的限制所述滑动耗能块4在移动过程中对挡板6的冲击所造成的结构损坏。

所述滑动耗能块4设置在承台1的内腔中，且所述内腔的宽度略大于滑动耗能块4的宽度，使滑动耗能块4的前侧壁和后侧壁紧邻所述内腔的前、后内壁。从而使滑动耗能块4能够沿着内腔左右移动，所述滑动耗能块4采用自重较大的金属材质，如钢铁等，以便于利用滑动耗能块4与内腔底面之间较大的摩擦阻力消耗桥墩本体2产生的摆动/水平位移。

所述滑动耗能块4的左、右侧壁与内腔的左、右内之间通过弹性部件7连接。所述弹性部件7可以为金属弹簧，也可以为橡胶垫等，这种弹性部件能够受压变形并在撤去压力后自动复位，从而限制所述滑动耗能块4的最大水平位移，进而限制桥墩本体2顶部的最大水平位移，以确保桥墩本体2在大震来临时不致发生过大变形而引起坍塌。

所述钢绞线5为可伸缩无粘结预应力钢绞线，其端部均设置有锚头，以便于锚固固定。所述滑动耗能块4中开设有下凹的弧形孔道9，且该弧形孔道9的上端口位于滑动耗能块4的上表面上，所述弧形孔道9的下端口位于滑动耗能块4的侧壁上，所述钢绞线5的下端穿过该弧形孔道9后锚固在滑动耗能块4的侧壁上。所述弧形孔道9能够调整钢绞线4的线形，将将桥墩本体2的顶部的水平位移通过钢绞线5转化为滑动耗能块4的水平位移。

相对于传统的装配式桥墩，本实施例的自复位减震耗能装配式桥墩在小震和中震作用时，通过钢绞线5将桥墩本体2上部的水平位移转化为承台1内部滑动耗能块4的水平滑动，利用滑动耗能块产生的滑动阻力消耗地震能量，降低桥墩本体的顶部的水平位移，减小桥墩本体摆动幅度，以控制桥墩的变形处于一定的合理范围之内。而当大震来临时，所述承台的内腔能够很好的限制滑动耗能块的最大水平位移，进而锁死了桥墩本体的顶部最大水平位移，以保证装配式桥墩在大震下不致发生过大的水平位移而发生倒坍现象。

参考图1，在一些优选的实施中，所述承台1内部的内腔底面上设置有聚四氟乙烯板8，所述滑动耗能块4放置在该聚四氟乙烯板8上。所述钢绞线5连着滑动耗能块4在聚四氟乙烯板8上向右滑动，通过滑动和摩擦，滑动耗能块4能够很好的进行耗能，进而减小桥墩本体2的水平变形。这样，当地震发生时，所述装配式减震桥墩在地震作用下产生的水平往复变形就可以通过承台1内部的滑动耗能块4进行耗能对地震变形进行控制。

参考图1，在一些优选的实施中，所述桥墩本体2与承台1之前设置有高阻尼橡胶垫10。所述高阻尼橡胶垫10可以为单层结构，也可以为多层结构，例如，当所述高阻尼橡胶垫10为多层结构时，其由铅芯、橡胶支座，其包括铅芯、橡胶层、钢板等，其中：所述橡胶层的上表面和下表面上固定有所述钢板，所述铅芯设置在橡胶层中央，且该铅芯与所述橡胶层上表面和下表面上的钢板均为连接。所述高阻尼橡胶垫10对桥墩本体2可以起到很好的缓冲作用，可以防止桥墩本体2因偏心受压或者其他特殊情况下导致桥墩本体2的边缘混凝土被压溃，同时，还可以增加桥墩本体2的抗震性能，且不影响桥墩本体2的正常安放和使用。

参考图1，在一些优选的实施中，所述桥墩本体2内沿着其长度方向埋设有预应力钢筋11，所述预应力钢筋11的端部设置有锚头，且该预应力钢筋11的两端分别锚固在桥墩本体的顶面和承台上，通过贯穿桥墩本体2的所述预应力钢筋11抵抗竖向偏心活载引起的桥墩附加弯矩。其次所述还预应力钢筋11能使桥墩本体2具有一定的自复位能力，具有良好的震后修复性，震后残余变形小。

最后，需要说明的是，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。上述虽然结合附图对本实用新型的具体实施方式进行了描述，但并非对本实用新型保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。

Claims (8)

1.一种自复位减震耗能装配式桥墩，其特征在于，包括：

承台；

桥墩本体，所述桥墩本体固定在承台上；

支座，所述支座固定在桥墩本体的顶面上；

滑动耗能块，所述滑动耗能块设置在承台的内腔中，且所述内腔能够满足滑动耗能块中其中移动；以及

钢绞线；所述钢绞线的上端活动穿过承台和桥墩本体后固定在其顶面上，钢绞线的下端与所述滑动耗能块连接；

所述内腔的内壁上固定有挡板，且所述滑动耗能块的左、右侧壁与内腔的左、右内之间通过弹性部件连接。

2.根据权利要求1所述的自复位减震耗能装配式桥墩，其特征在于，所述弹性部件包括金属弹簧或橡胶垫。

3.根据权利要求1所述的自复位减震耗能装配式桥墩，其特征在于，所述内腔的底面上设置有聚四氟乙烯板，所述滑动耗能块放在该聚四氟乙烯板上。

4.根据权利要求1所述的自复位减震耗能装配式桥墩，其特征在于，所述滑动耗能块中开设有下凹的弧形孔道，且该弧形孔道的上端口位于滑动耗能块的上表面上，所述弧形孔道的下端口位于滑动耗能块的侧壁上，所述钢绞线的下端穿过该弧形孔道后锚固在滑动耗能块的侧壁上。

5.根据权利要求1所述的自复位减震耗能装配式桥墩，其特征在于，所述桥墩本体与承台之前设置有高阻尼橡胶垫。

6.根据权利要求5所述的自复位减震耗能装配式桥墩，其特征在于，所述高阻尼橡胶垫为铅芯橡胶支座，其包括铅芯、橡胶层和钢板，其中：所述橡胶层的上表面和下表面上固定有所述钢板，所述铅芯设置在橡胶层中央，且该铅芯与所述橡胶层上表面和下表面上的钢板均为连接。

7.根据权利要求1-6任一项所述的自复位减震耗能装配式桥墩，其特征在于，所述桥墩本体内沿着其长度方向埋设有预应力钢筋，且该预应力钢筋的两端分别锚固在桥墩本体的顶面和承台上。

8.根据权利要求1-6任一项所述的自复位减震耗能装配式桥墩，其特征在于，所述钢绞线和预应力钢筋的端部均设置有锚头。

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