CN218952010U - 一种增设摇摆桥墩的既有桥墩抗震性能提升结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种增设摇摆桥墩的既有桥墩抗震性能提升结构，属于桥梁工程抗震韧性提升技术领域，包括既有桥墩、摇摆桥墩、既有盖梁和既有基础，所述既有桥墩和摇摆桥墩均竖直固定在既有盖梁与既有基础之间，所述摇摆桥墩设置在既有桥墩的一侧，竖直贯穿所述既有盖梁、摇摆桥墩与既有基础开设有预应力筋孔道，所述预应力筋孔道内竖直设置有CFRP预应力筋，所述CFRP预应力筋穿过预应力筋孔道将摇摆桥墩与既有盖梁和既有基础连接，所述摇摆桥墩与既有盖梁、既有基础之间还设置有耗能结构，提升延性既有桥墩结构的震后可恢复功能，提高其在地震作用下的自复位能力，保证震后交通生命线的畅通。

Description

一种增设摇摆桥墩的既有桥墩抗震性能提升结构

技术领域

本实用新型属于桥梁工程抗震韧性提升技术领域，具体涉及一种增设摇摆桥墩的既有桥墩抗震性能提升结构。

背景技术

桥梁是交通线上重要枢纽与生命线工程，在震后救灾过程中起到至关重要作用。然而，在多次震害调查中发现桥梁在遭遇地震后发生严重破坏，不仅导致严重直接经济损失，而且桥梁的损毁造成交通中断，给震后救援与灾后重建带来严重阻碍；

现有常见的抗震加固技术包括增大截面法，体外预应力法，外包钢法，碳纤维布加固法和减隔震技术，采用这些方法的加固后结构在地震作用下仍会产生较大残余位移，如专利CN212175452U，残余位移很难通过震后修复快速恢复到可使用范围，给震后灾区的抢通保通造成严重障碍，严重影响灾区救援速度；

因此亟待提出一种基于摇摆桥墩的既有桥墩抗震性能提升的结构。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种增设摇摆桥墩的既有桥墩抗震性能提升结构，解决桥墩结构的震后可恢复功能低，自复位能力差导致灾后救援效率低的问题，提升延性既有桥墩结构的震后可恢复功能，提高其在地震作用下的自复位能力，保证震后交通生命线的畅通。

为达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

本实用新型一种增设摇摆桥墩的既有桥墩抗震性能提升结构，包括既有桥墩、摇摆桥墩、既有盖梁和既有基础，所述既有桥墩和摇摆桥墩均竖直固定在既有盖梁与既有基础之间，所述摇摆桥墩设置在既有桥墩的一侧，竖直贯穿所述既有盖梁、摇摆桥墩与既有基础开设有预应力筋孔道，所述预应力筋孔道内竖直设置有CFRP预应力筋，所述CFRP预应力筋穿过预应力筋孔道将摇摆桥墩与既有盖梁和既有基础连接，所述摇摆桥墩与既有盖梁、既有基础之间还设置有耗能结构。

进一步，所述摇摆桥墩和既有盖梁、既有基础的接触面设置有橡胶垫。

进一步，所述耗能结构包括L形角钢，所述L形角钢固定在摇摆桥墩与既有盖梁、既有基础形成的直角处，所述既有基础和既有盖梁在L形角钢的安装位置均钻有插孔，所述插孔内插入有竖直螺杆，所述竖直螺杆用于固定L形角钢的一侧到既有基础和既有盖梁上，所述L形角钢的另一侧通过水平螺杆固定在摇摆桥墩上，所述水平螺杆和竖直螺杆的端部均加固有高强螺栓。

进一步，所述CFRP预应力筋的底部采用高流动早强水泥砂浆锚固于既有基础，所述既有基础和既有盖梁的插孔内也均灌注有高流动早强水泥砂浆，用于固定竖直螺杆的插入。

进一步，所述水平螺杆表面带有螺纹，用于增加水平螺杆与混凝土的粘结强度。

本实用新型的有益效果在于：

(1)本实用新型增设的摇摆桥墩将延性既有桥墩改造成功能可恢复结构，延性既有桥墩和摇摆桥墩协同工作，利用无粘结预应力CFRP筋提高桥墩体系的自复位能力，降低残余变形，提高震后桥梁的通车速度。

(2)摇摆桥墩利用外置耗能角钢耗散地震能量，增加桥墩结构的耗能能力，将损伤集中于L形角钢，保护摇摆桥墩，且L形角钢在桥墩结构遭受地震后可以进行局部更换，实现桥墩结构的震后功能快速恢复；相较于延性既有桥墩，改造后桥墩结构震后功能性和可恢复性明显提升。

(3)提出的增设摇摆桥墩的既有桥墩抗震性能提升结构对既有桥墩的损伤小，现场湿作业少，改造速度快，且在改造过程中不影响既有桥梁的正常通车。

(4)提出的增设摇摆桥墩的既有桥墩抗震性能提升结构使用范围广，该理念和技术可广泛适用于各种既有桥墩结构形式。具有重大工程应用前景，在工程上有推广的价值和意义。

本实用新型的其他优点、目标和特征将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上对本领域技术人员而言是显而易见的，或者本领域技术人员可以从本实用新型的实践中得到教导。本实用新型的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。

附图说明

为了使本实用新型的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本实用新型提供如下附图进行说明：

图1为本实用新型实施例的整体示意图；

图2为本实用新型实施例的正面剖视图；

图3为本实用新型实施例的既有盖梁和摇摆桥墩连接详图；

图4为本实用新型实施例的L形角钢的构造示意图；

图5为本实用新型实施例用于双柱墩时的施工流程图；

图6为本实用新型实施例用于T型单墩时的施工流程图；

图7为本实用新型实施例用于T型单墩结构时的示意图。

附图中标记如下：既有桥墩1、摇摆桥墩2、既有盖梁3、既有基础4、橡胶垫5、预应力筋孔道6、CFRP预应力筋7、高流动早强水泥砂浆8、L形角钢9、水平螺杆10、高强螺栓11、竖直螺杆12、增设基础13。

具体实施方式

如图1～4所示，本实用新型一种增设摇摆桥墩的既有桥墩抗震性能提升结构，提升延性既有桥墩结构的震后可恢复功能，提高其在地震作用下的自复位能力，保证震后交通生命线的畅通，包括既有桥墩1、摇摆桥墩2、既有盖梁3和既有基础4，既有桥墩1和摇摆桥墩2均竖直固定在既有盖梁3与既有基础4之间，摇摆桥墩2设置在既有桥墩1的一侧，摇摆桥墩2和既有盖梁3、既有基础4的接触面设置有橡胶垫5，摇摆桥墩2的高度略小于既有盖梁3和既有基础4之间的间距，便于摇摆桥墩2的就位与橡胶垫5的安装，竖直贯穿所述既有盖梁3、摇摆桥墩2与既有基础4开设有预应力筋孔道6，预应力筋孔道6内竖直设置有CFRP预应力筋7，CFRP预应力筋7穿过预应力筋孔道6将摇摆桥墩2与既有盖梁3和既有基础4连接，预应力筋孔道6直径大于CFRP预应力筋7直径，给CFRP预应力筋7的穿筋和既有基础4上预应力筋孔道6底部灌浆提供空间，摇摆桥墩2与既有盖梁3、既有基础4之间还设置有耗能结构；

耗能结构包括L形角钢9，L形角钢9固定在摇摆桥墩2与既有盖梁3、既有基础4形成的直角处，既有基础4和既有盖梁3在L形角钢9的安装位置均钻有插孔，插孔内插入有竖直螺杆12，竖直螺杆12的直径和轴向长度小于在既有盖梁3和既有基础4插孔的直径和轴向长度，剩余空间便于浇灌高流动早强水泥砂浆8来固定竖直螺杆12，竖直螺杆12用于固定L形角钢9的一侧到既有基础4和既有盖梁3上，L形角钢9的另一侧通过水平螺杆10固定在摇摆桥墩2上，水平螺杆10和竖直螺杆12的端部均加固有高强螺栓11，L形角钢9上预留圆孔，圆孔直径稍大于水平螺杆10和竖直螺杆12的直径，便于插入固定水平螺杆10和竖直螺杆12，且本实用新型的水平螺杆10、竖直螺杆12和CFRP预应力筋7埋置深度的设计要保证其具有足够的抗拉拔强度；

CFRP预应力筋7的底部采用高流动早强水泥砂浆8锚固于既有基础4，既有基础4和既有盖梁3的插孔内也均灌注有高流动早强水泥砂浆8，用于固定竖直螺杆12的插入；水平螺杆10表面带有螺纹，用于增加水平螺杆10与混凝土的粘结强度。

本实用新型可广泛适用于各种既有桥墩1结构形式，以下分别为双柱墩间增设摇摆桥墩2和T型单墩两侧增设摇摆桥墩2的实施例，但本实用新型不局限于双柱墩结构和T型单墩结构：

双柱墩间增设摇摆桥墩2如图1-5所示，施工流程如下：

(1)在既有盖梁3和既有基础4上钻插孔和预应力筋孔道6。在工厂预制预埋有水平螺杆10和预应力筋孔道6的摇摆桥墩2。

(2)将摇摆桥墩2就位，并安装橡胶垫5。

(3)在既有盖梁3和既有基础4的插孔、预应力筋孔道6底部浇筑高流动早强水泥砂浆8；安装CFRP预应力筋7和竖直螺杆12，进行养护；

(4)张拉CFRP预应力筋7；安装LL形角钢9和高强螺栓11。

T型单墩两侧增设摇摆桥墩2如图6-7所示，当本实用新型结构应用于T型单墩结构体系，需要在既有基础4两侧增加增设基础13，以增大T型单墩基础，并保证增设基础13和既有基础4的整体性；增设基础13中预埋竖直螺杆12，施工流程如下：

(1)在既有盖梁3和既有基础4上开插孔和预应力筋孔道6；在工厂预制预埋水平螺杆10和预应力筋孔道6的摇摆桥墩2，预制预埋竖直螺杆12和预应力筋孔道6的增设基础13。

(2)将摇摆桥墩2和增设基础13就位，并安装橡胶垫5；穿设CFRP预应力筋7。

(3)张拉CFRP预应力筋7；在既有盖梁3和既有基础4的插孔处浇筑高流动早强水泥砂浆8；安装竖直螺杆12，进行养护。

(4)安装L形角钢9和高强螺栓11。

最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本实用新型进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本实用新型权利要求书所限定的范围。

Claims (5)

1.一种增设摇摆桥墩的既有桥墩抗震性能提升结构，其特征在于：包括既有桥墩、摇摆桥墩、既有盖梁和既有基础，所述既有桥墩和摇摆桥墩均竖直固定在既有盖梁与既有基础之间，所述摇摆桥墩设置在既有桥墩的一侧，竖直贯穿所述既有盖梁、摇摆桥墩与既有基础开设有预应力筋孔道，所述预应力筋孔道内竖直设置有CFRP预应力筋，所述CFRP预应力筋穿过预应力筋孔道将摇摆桥墩与既有盖梁和既有基础连接，所述摇摆桥墩与既有盖梁、既有基础之间还设置有耗能结构。

2.根据权利要求1所述的一种增设摇摆桥墩的既有桥墩抗震性能提升结构，其特征在于：所述摇摆桥墩和既有盖梁、既有基础的接触面设置有橡胶垫。

3.根据权利要求2所述的一种增设摇摆桥墩的既有桥墩抗震性能提升结构，其特征在于：所述耗能结构包括L形角钢，所述L形角钢固定在摇摆桥墩与既有盖梁、既有基础形成的直角处，所述既有基础和既有盖梁在L形角钢的安装位置均钻有插孔，所述插孔内插入有竖直螺杆，所述竖直螺杆用于固定L形角钢的一侧到既有基础和既有盖梁上，所述L形角钢的另一侧通过水平螺杆固定在摇摆桥墩上，所述水平螺杆和竖直螺杆的端部均加固有高强螺栓。

4.根据权利要求3所述的一种增设摇摆桥墩的既有桥墩抗震性能提升结构，其特征在于：所述CFRP预应力筋的底部采用高流动早强水泥砂浆锚固于既有基础，所述既有基础和既有盖梁的插孔内也均灌注有高流动早强水泥砂浆，用于固定竖直螺杆的插入。

5.根据权利要求4所述的一种增设摇摆桥墩的既有桥墩抗震性能提升结构，其特征在于：所述水平螺杆表面带有螺纹，用于增加水平螺杆与混凝土的粘结强度。

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