TWI604105B - 具有積木式堆疊結構之消能柱 - Google Patents

Description

具有積木式堆疊結構之消能柱

本發明係關於一種消能柱，尤指一種利用於積木堆疊概念之消能柱。

傳統橋梁製作方式主要係使用地面支撐場鑄工法，該傳統工法雖具有施工簡單及無須大型機具吊裝等優點，惟其缺點為施工費時，需要大量支撐材料，且施工期間對於環境的衝擊較大。近年來受全球環境保護意識高漲的影響，橋梁工程對於既有環境所造成的衝擊愈來愈受重視，因此現已發展出預鑄工法，以降低施工期間對於環境的衝擊。

請參閱圖1之習知節塊橋柱立體視圖，其係將橋柱分成若干預鑄節塊，並於預鑄場先行預鑄完成節塊製作後，再將預鑄節塊運至工地進行組立作業。該習知節塊橋柱包括：一基礎11、數個預鑄節塊13、一柱頂節塊15、數條高拉力鋼鍵17及一端錨19，其中該些高拉力鋼鍵17之一端係錨碇於基礎11底部，並貫穿該些預鑄節塊13及柱頂節塊15，隨後於柱頂施拉預力，再藉由端錨19固定該些高拉力鋼鍵17，以完成節塊橋柱。

如圖1所示，習知節塊橋柱之各節塊層僅使用一個預鑄節塊，故預鑄節塊施作時需考量不同橋柱型式或尺寸，以製作具有所需規格之預鑄節塊，進而影響節塊施作效率，尤其當橋柱斷面較大時，則需製作 較大尺寸之預鑄節塊，因而導致施工時需仰賴大型機具進行節塊運送與吊裝安置，不利於便利施工之需求。此外，習知預鑄節塊多數係以後拉式預力為主要施工方式，其藉由軸力作用來維持節塊間之摩擦力，以抵抗外力所造成之剪力，並提供自復位能力。然而，由於橋柱在未受力狀態下即受到很大的軸力，故不利橋柱韌性之發展，且預鑄節塊本身可能因此產生應力過大的問題。

有鑑於此，目前亟需發展一種新型橋梁快速施工法，以提高節塊的生產效率，降低施工期間對環境之衝擊，並同時解決預力過大之問題。

本發明之目的係在提供一種適用於積木堆疊概念之預鑄節塊，俾使預鑄場可僅針對單一規格之節塊進行施作，隨後再於施工時依照需求，將單一規格之節塊排列成具有所需斷面尺寸之節塊層，以克服習知工法需依橋柱型式或尺寸而製作不同規格節塊之問題，尤其該預鑄節塊更可透過卡榫概念交互堆疊，避免橫向錯動，進而改善習知須施加過大預軸力之缺點。

為達成上述目的，本發明提供一種預鑄節塊，其包含一第一表面、一相對之第二表面、複數個穿孔、及複數個公母接合組，其中穿孔自第一表面朝第二表面延伸，以連通第一表面與第二表面，且每一公母接合組分別包含一剪力榫及一接合孔，剪力榫係自第一表面及第二表面中之其中一表面延伸突出，以作為公接合單元，而接合孔則係形成於第一表面及第二表面中之另一表面，以作為母接合單元。

據此，本發明可經由模組化節塊以組立具有所需斷面尺寸之柱體，由於預鑄場僅需針對單一規格之節塊進行施作，故可提高節塊的生產效率，並可降低鋼模製作費用，以達快速經濟之功效，且亦能於節塊吊裝期間降低對環境之衝擊，提升施工品質。此外，由於本發明之預鑄節塊分別於兩相對表面上設有複數個剪力榫及複數個接合孔，故其可藉由卡榫方式接合上下節塊層之預鑄節塊，並透過剪力榫抵抗外力所產生的剪力，避免節塊橫向錯動，提升結構體之耐震能力。

於本發明中，該預鑄節塊之尺寸及形狀並無特殊限制，只要其適於藉由積木式堆疊概念組立成一柱體即可，例如預鑄節塊可具有矩型截面形狀，但不限於此。在此，該預鑄節塊可由鋼筋混凝土所製成，而剪力榫及接合孔亦可為鋼筋混凝土(RC)型式，亦即該預鑄節塊可藉由一體成型之方式形成該些RC型式之剪力榫及接合孔，俾使剪力榫之配置與預鑄節塊主體的結合性及受力行為較為一致。抑或，該預鑄節塊亦可採用非RC型式之剪力榫及接合孔，例如，該預鑄節塊之相對兩側可分別設置複數個凹板及凸棒，以形成非RC型式之接合孔及剪力榫，其中該些凹板可分別於預鑄節塊之第一表面處形成一開口端，並朝第二表面方向延伸一深度，而凸棒則可直接設置於預鑄節塊之第二表面處或於組立時再透過螺紋鎖至預鑄節塊之第二表面處，並自第二表面凸出。此外，該些凹板更可於開口端周圍連接一翼板，且翼板上可設置剪力釘，俾以加強凹板埋設於節塊主體中之固定度，其中所述之凹板、翼板、剪力釘及凸棒之材質並無特殊限制，但較佳為鋼製材料，例如本發明一具體實施態樣即採用鋼棒型式之剪力榫，並藉由鋼製凹槽以形成接合孔。

於本發明中，剪力榫及接合孔之個數及設置位置並無特殊限制，其可依需求作各種變化設計，例如，本發明一具體實施例係採用具有兩個剪力榫及兩個接合孔之預鑄節塊作為積木式堆疊之單元，但剪力榫及接合孔並不限於本發明具體實施例所示之態樣，預鑄節塊亦可依需求設置兩個以上之剪力榫及接合孔。此外，剪力榫與接合孔較佳係分別設置於預鑄節塊相反兩側之相互對應位置上(即剪力榫與接合孔相互對齊)，且較佳係分別具有互補之凸出及凹陷構形，俾使相同規格之預鑄節塊間可透過剪力榫嵌合於接合孔中之方式相互接合。詳細地說，該些接合孔較佳係具有與剪力榫外周緣相符之孔徑，而接合孔之深度較佳係相等於或略大於剪力榫之凸出高度，俾使預鑄節塊之剪力榫得以完全嵌合於另一預鑄節塊之接合孔中。在此，接合孔與剪力榫之截面形狀並無特殊限制，其舉例可為圓形、矩形、多邊形等。

於本發明中，該預鑄節塊可於對應剪力榫之位置形成穿孔，俾使穿孔之一端延伸貫穿剪力榫，而另一相反端則構成接合孔，例如，於本發明採用RC型式剪力榫/接合孔之具體實施態樣中，穿孔可對應並貫穿剪力榫，俾使後續設置之受力元件或預力元件可穿設於預鑄節塊之卡榫接合處。或者，該預鑄節塊可於未設有剪力榫之其他位置處形成穿孔，亦即穿孔未對應剪力榫且未貫穿剪力榫。在此，該預鑄節塊之穿孔個數及設置位置並無特殊限制，其可依需求作各種變化設計，俾使預鑄節塊組立成柱體後可供預設數量之受力元件(如連續主筋)及預力元件(如預力鋼鍵)穿設於預定位置即可。

承上所述，本發明更提供一種預鑄節塊之積木式堆疊結構， 其包含堆疊成一柱體之複數層節塊層，且第N層節塊層中之一預鑄節塊係與第N-1層節塊層中至少兩相鄰之預鑄節塊相互榫接，並藉由複數個公母接合組達成節塊層間之接合，其中N為2以上之整數，且每一公母接合組分別包含一剪力榫及一接合孔，而預鑄節塊係以剪力榫嵌入接合孔之方式相互堆疊。此外，該積木式堆疊結構更可搭配受力元件及預力元件，以構成具有消能能力及自復位能力之消能柱。藉此，本發明另提供一種具有積木式堆疊結構之消能柱，其包含：複數層節塊層，其係堆疊成一柱體，且第N層節塊層中之一預鑄節塊係與第N-1層節塊層中至少兩相鄰之預鑄節塊相互榫接，並藉由複數個公母接合組達成節塊層間之接合，其中N為2以上之整數，且每一公母接合組分別包含一剪力榫及一接合孔，而預鑄節塊係以該剪力榫嵌入該接合孔之方式相互堆疊；複數受力元件，其係於節塊層之堆疊方向上貫穿節塊層；以及複數預力元件，其係於節塊層之堆疊方向上貫穿節塊層。在此，受力元件可提供強度與消能能力，而預力元件則可提供柱體變形後之自復位能力，由於預鑄節塊之剪力榫可抵抗外力所產生的剪力，故此消能柱僅需搭配少量之預力，進而得以改善習知工法因施加過大預力而導致柱體本身承受過大軸壓力之問題。

於本發明中，每一節塊層可使用複數個如上所述之預鑄節塊，俾於XY平面上排列成具有所需斷面尺寸之節塊層，而不同節塊層間則經由卡榫接合方式，於Z軸方向上堆疊成具有所需高度之柱體。例如，可利用複數個預鑄節塊排列成具有矩形斷面之節塊層，且預鑄節塊第一表面處之接合孔可與另一預鑄節塊第二表面處之剪力榫相互嵌合，俾使複數個節塊層得以堆疊成一柱體。此外，上下節塊層之預鑄節塊較佳係以相互交錯 堆疊之方式組立成一中空或實心柱體，俾可提高預鑄節塊之橫向連結效益，避免節塊層中相鄰之預鑄節塊間發生錯動。例如，預鑄節塊可以兩種不同之排列方式分別組成奇數層節塊層及偶數層節塊層，亦即，奇數層節塊層具有相同之節塊排列方式，而偶數層節塊層則具有相同之另一種節塊排列方式，俾使相鄰節塊層間之預鑄節塊可以相互交錯之方式堆疊。藉此，每一節塊層中之每一預鑄節塊，皆可與其下一層節塊層中至少兩相鄰之預鑄節塊交錯堆疊，以形成穩固之柱體結構。在此，節塊層之層數、節塊層之堆疊高度、每一節塊層所包含之預鑄節塊個數及排列方式、節塊層之斷面尺寸及形狀等皆無特殊限制，其可依需求作各種變化設計。

於本發明中，該些受力元件及預力元件之個數並無特殊限制，其可依需求設置所需數量之受力元件或預力元件，其中受力元件及預力元件較佳係設置於柱體結構之外圍處，以發揮較佳之耐震功效。在此，所述之受力元件可為連續主筋，其可藉由灌漿而形成連續之握裹主筋，以提供強度與消能能力；而所述之預力元件則可為預力鋼鍵，其未施以灌漿步驟，以形成無握裹預力鋼鍵，並可藉由施予少量後拉預力，以提供柱體變形後之自復位能力。

據此，本發明可應用於橋柱系統中，其可經由上述之積木式堆疊概念，以組立成包含一基礎、一柱身及一柱頂節塊之節塊橋柱，其中設置於基礎及柱頂節塊間之柱身部分可由上述複數個節塊層堆疊而成，且受力元件及預力元件可串接該些節塊層，以構成具有消能及自復位能力之橋柱。

綜上所述，本發明主要是運用積木堆疊之概念，提出一種新 式橋柱預鑄節塊堆疊方式，其可藉由節塊模組化以減少鋼板製作成本，並加速節塊生產效率，且由於預鑄節塊可製作成小尺寸規格，具運輸與吊裝之便利性，故可減少現場建造新橋梁或更換及修復現有橋梁時的施工時間，並有利於緊急救災時橋墩之快速組立。此外，本發明之預鑄節塊間更可利用剪力榫接合方式抵抗剪力，並經由施加少量預力以提供柱體變形後之自復位能力。由於該些預力主要是在柱體產生變位後拉伸鋼鍵才會引致較大軸力，待柱體於受力後恢復原始狀態，軸力亦隨之降低，故可避免傳統預鑄節塊橋柱因高預力使得柱體在未變形前即承受過大軸壓力之問題。因此，本發明所提柱體結構之耐震行為類似於傳統耐震橋柱，但具有較佳的自復位能力，適用於地震帶之橋墩結構中。

11、30‧‧‧基礎

13、21、41、51‧‧‧預鑄節塊

15、22‧‧‧柱頂節塊

17‧‧‧高拉力鋼鍵

19、26‧‧‧端錨

20‧‧‧消能柱

21a、41a、51a‧‧‧第一表面

21b、41b、51b‧‧‧第二表面

211、411、511‧‧‧穿孔

212、412‧‧‧公母接合組

214、224、304、414、514‧‧‧接合孔

217、227、417、517‧‧‧剪力榫

23、43‧‧‧受力元件

25、45‧‧‧預力元件

41c‧‧‧開口端

413、513‧‧‧凹板

415、515‧‧‧翼板

416、516‧‧‧剪力釘

A1‧‧‧第一部

A2‧‧‧第二部

A3‧‧‧第三部

H1‧‧‧深度

H2‧‧‧高度

S1‧‧‧第一節塊層

S2‧‧‧第二節塊層

S3‧‧‧第三節塊層

S4‧‧‧第四節塊層

S5‧‧‧第五節塊層

S6‧‧‧第六節塊層

圖1為習知節塊橋柱立體視圖。

圖2係本發明第一實施例之預鑄節塊立體視圖。

圖3係圖2中AA’剖面之剖視圖。

圖4係本發明第一實施例之節塊橋柱立體視圖。

圖5係對應圖4之立體分解圖。

圖6係對應圖4之局部立體分解圖。

圖7為本發明第一實施例之預鑄節塊排列示意圖。

圖8為本發明第一實施例之預鑄節塊排列示意圖。

圖9為本發明第二實施例之預鑄節塊立體視圖。

圖10係圖9中BB’剖面之剖視圖。

圖11為本發明第二實施例之預鑄節塊排列示意圖。

圖12為本發明第二實施例之預鑄節塊排列示意圖。

圖13為本發明第三實施例之預鑄節塊立體視圖。

圖14係圖13中CC’剖面之剖視圖。

以下係藉由特定的具體實施例說明本發明之實施方式，熟習此技藝之人士可由本說明書所揭示之內容輕易地了解本發明之其他優點與功效。惟需注意的是，以下圖式均為簡化之示意圖，圖式中之元件數目、形狀及尺寸可依實際實施狀況而隨意變更，且元件佈局狀態可更為複雜。本發明亦可藉由其他不同的具體實施例加以施行或應用，本說明書中的各項細節亦可基於不同觀點與應用，在不悖離本發明之精神下進行各種修飾與變更。

[實施例1]

請參閱圖2及圖3，圖2為本發明第一實施例之預鑄節塊立體視圖，而圖3為圖2中AA’剖面之剖視圖。本實施例之預鑄節塊21包含第一表面21a、相對於第一表面21a之第二表面21b、複數個穿孔211、及複數個公母接合組212，其中穿孔211自第一表面21a朝第二表面21b延伸，以連通第一表面21a與第二表面21b，且每一公母接合組212分別包括一接合孔214及一剪力榫217，該些接合孔214係形成於第一表面21a，以作為母接合單元，而該些剪力榫217則設置於第二表面21b，且自第二表面21b延伸凸出，以作為公接合單元。於本實施例中，該預鑄節塊21為一體成型之鋼筋混凝土節塊， 且該些穿孔211係分別對應該些鋼筋混凝土(RC)型式之剪力榫217，其一端延伸貫穿該些剪力榫217，而另一相反端則於第一表面21a處構成該些接合孔214，以供後續所述之受力元件或預力元件得以穿設其中。為方便下文詳細敘述，在此將穿孔211貫穿剪力榫217之區域定義為第一部A1，而穿孔211貫穿節塊主體之區域分別定義有第二部A2及第三部A3，其中穿孔211之第三部A3即為接合孔214。如圖3所示，穿孔211之第一部A1及第二部A2孔徑係小於第三部A3孔徑，且由於穿孔211之第三部A3係作為接合孔214，故穿孔211之第三部A3具有與剪力榫217外周緣相符之孔徑，且其孔深度H1較佳係與剪力榫217突出於第二表面21b之高度H2大致相同，或接合孔214之孔深度H1略大於剪力榫217之高度H2，俾使相同之兩預鑄節塊間可經由剪力榫217完全嵌合於接合孔214中之方式相互接合，以抵抗結構振動時產生之剪力作用。簡言之，接合孔214與剪力榫217較佳係分別具有互補之凹陷及凸出構形，且兩者相互密合，以避免結構振動時，預鑄節塊間之相對位移過大。此外，接合孔214與剪力榫217之截面形狀並不限於圖所示之圓形，其亦可變化為正方形、六角形等形狀。

接著，請參閱圖4至6，圖4為本實施例預鑄節塊21及柱頂節塊22堆疊於基礎30上之立體視圖，圖5及6則分別為對應圖4之立體分解圖及局部立體分解圖。本實施例係以積木式堆疊方式於Z軸方向上依序堆疊第一節塊層S1、第二節塊層S2、第三節塊層S3、第四節塊層S4、第五節塊層S5及第六節塊層S6於基礎30上，並使受力元件23及預力元件25於Z軸方向上貫穿第一至第六節塊層S1-S6，以構成實心柱狀之消能柱20，最後再於第六節塊層S6上接置柱頂節塊22，即完成本實施例之節塊橋柱。在此，本實施例 之第一至第六節塊層S1-S6係使用如圖2-3所示之預鑄節塊21，且柱頂節塊22之一表面上同樣設有剪力榫227，其中剪力榫227之構型與預鑄節塊21之剪力榫217相同，並同樣設有穿孔(圖未示)，以供受力元件23及預力元件25穿設其中。本實施例所示之六層結構柱體僅是為了示例性說明，其實際之柱體層數可依實際需求變化設計，並不侷限於此。

如圖4及5所示，基礎30係作為消能柱20之底部支撐，其截面尺寸大於第一至第六節塊層S1-S6之層截面尺寸，其中該基礎30具有接合孔304，且接合孔304之構型係與預鑄節塊21之剪力榫217相符，俾使預鑄節塊21之剪力榫217得以嵌合於基礎30之接合孔304中。同樣地，如圖5及6所示，第二至第六節塊層S2-S6中每一預鑄節塊21之剪力榫217皆分別與其下一層節塊層中兩相鄰之預鑄節塊21的接合孔214相互嵌合，以達成節塊層間之接合，而柱頂節塊22之剪力榫227則與第六節塊層S6中所有預鑄節塊21的接合孔214相互嵌合，以使柱頂節塊22穩固地接置於消能柱20之頂部。據此，由於每上一層節塊層之預鑄節塊21係橫跨下一層節塊層之兩相鄰預鑄節塊21間之界面，因此可避免節塊層中之預鑄節塊21發生錯動。請再同時參閱圖7至8，圖7為本實施例第一、第三及第五節塊層S1、S3、S5中預鑄節塊21之X-Y斷面排列示意圖，圖8為本實施例第二、第四及第六節塊層S2、S4、S6中預鑄節塊21之X-Y斷面排列示意圖，其中⊕係用以表示該穿孔中設有受力元件23之示意符號，◎則係用以表示該穿孔中設有預力元件25，而○係用以表示該穿孔中未設有受力元件23或預力元件25。如圖5至8所示，本實施例第一至第六節塊層S1-S6分別皆包括八個預鑄節塊21，且受力元件23及預力元件25係分別穿設於外圍預鑄節塊21之不同穿孔211中，以於Z軸方向上串 接第一至第六節塊層S1-S6，並貫穿基礎30之接合孔304及柱頂節塊22之剪力榫227，其中該受力元件23係採用連續主筋，其更經由灌漿步驟而形成連續之握裹主筋，俾以提供強度與消能能力，而預力元件25則是使用施以少量預力之預力鋼鍵，其穿埋於基礎30之一端係利用預力端錨(圖未示)固定於基礎30，另一邊則於柱頂施加預力後，藉由端錨26(如圖4及5所示)固定該些預力元件25，且未施以灌漿步驟，俾以提供結構變形後之自復位能力。在此，本實施例圖2至8所示之每一預鑄節塊之剪力榫、接合孔及穿孔個數及設置位置、節塊層層數、節塊層中之節塊個數及排列方式、受力元件及預力元件之設置方式皆僅為了作示例性說明，本領域人士皆可依實際需求變化設計，並不限於圖所示之設置方式。

[實施例2]

請參閱圖9，其為本發明第二實施例之預鑄節塊立體視圖。如圖9所示，本實施例之預鑄節塊41具有第一表面41a、相對於第一表面41a之第二表面41b、複數個穿孔411、及複數個公母接合組412，其中每一公母接合組412包括一接合孔414及剪力榫417，該些接合孔414係形成於第一表面41a，以作為母接合單元，而該些剪力榫417則設置於第二表面41b，且自第二表面41b延伸凸出，以作為公接合單元，同時該些穿孔411自第一表面41a延伸至第二表面41b，並與接合孔414及剪力榫417分開設置(即穿孔411未貫穿剪力榫417)。於本實施例中，該預鑄節塊41係設置非RC型式之接合孔414及剪力榫417，以作為公母接合組，然該預鑄節塊41亦可經由一體成型之方式，形成鋼筋混凝土(RC)型式之接合孔414及剪力榫417，以作為本實施例另一態樣之實施方式。下文將以非RC型式之接合孔414及剪力榫417 態樣做進一步說明。

請參閱圖10，其為圖9中BB’剖面之剖視圖。如圖10所示，該些接合孔414係藉由於第一表面41a處設置複數個凹板413所形成，其中該些凹板413於第一表面41a處形成一開口端41c，並自第一表面41a朝第二表面41b垂直延伸一深度H1，以形成接合孔414，而剪力榫417則自第二表面41b延伸凸出一高度H2，且其一端係固定於節塊主體。在此，接合孔414具有與剪力榫417外周緣相符之孔徑，且其孔深度H1較佳係與剪力榫417突出於第二表面41b之高度H2大致相同，或接合孔414之孔深度H1略大於剪力榫417之高度H2，俾使相同之兩預鑄節塊間可經由剪力榫417完全嵌合於接合孔414中之方式相互接合，以抵抗結構振動時產生之剪力作用。此外，該些凹板413之開口端41c周圍更分別連接一翼板415，且翼板415上更設有剪力釘416，以加強凹板413埋設於節塊RC主體中之固定度。於本實施例中，凹板413、翼板415、剪力釘416及剪力榫417較佳為鋼製材料，即接合孔414可由鋼製凹槽所形成，而剪力榫417可為鋼棒型式，然此具體舉例僅為作示例性說明，其材料不限於此。

據此，本實施例可藉由圖9及10所示之預鑄節塊41，堆疊出具有多層節塊層結構之柱體。請同時參閱圖11-12，圖11及12為本實施例預鑄節塊41之兩種排列方式示意圖，其中⊕係用以表示穿孔中設有受力元件43之示意符號，◎係用以表示穿孔中設有預力元件45，而○係用以表示穿孔中未設有受力元件43或預力元件45，●則用以表示剪力榫417。在此，圖11所示之節塊X-Y斷面排列方式可用來堆疊出第一、第三、第五、第七...等奇數層節塊層，而圖12所示之節塊X-Y斷面排列方式可用來堆疊出第二、第 四、第六...等偶數層節塊層；同樣地，圖11所示之節塊X-Y斷面排列方式亦可用來堆疊出第二、第四、第六...等偶數層節塊層，而圖12所示之節塊X-Y斷面排列方式則可用來堆疊出第一、第三、第五、第七...等奇數層節塊層。據此，每一偶數節塊層之預鑄節塊41的剪力榫417皆可與其下一層奇數節塊層之預鑄節塊41的接合孔414相互嵌合，以堆疊出中空柱體，其中由於上下節塊層之預鑄節塊係以交錯方式堆疊，故可提高預鑄節塊之橫向連結效益。此外，受力元件43及預力元件45係如圖11-12所示，分別穿設於預鑄節塊41之不同穿孔411中，以垂直串接所有節塊層，其中受力元件43更經由灌漿步驟，以形成連續之握裹主筋，俾可提供強度與消能能力，而預力元件45則施以少量預力，且未施以灌漿步驟，俾可提供柱體變形後之自復位能力。在此，本實施例圖9至12所示之每一預鑄節塊之剪力榫、接合孔及穿孔個數及設置位置、節塊個數及排列方式、預力鋼鍵及連續主筋之設置方式皆僅為了作示例性說明，本領域人士皆可依實際需求變化設計，並不限於圖所示之設置方式。

[實施例3]

請參閱圖13及14，圖13為本發明第三實施例預鑄節塊之立體視圖，而圖14為圖13中CC’剖面之剖視圖。本實施例之預鑄節塊51與實施例2所述之預鑄節塊41大致相同，惟不同處在於，本實施例係於組立時再將剪力榫517固定於上層預鑄節塊51之第二表面51b處，並經由剪力榫517與下層預鑄節塊(圖未示)之接合孔嵌合。

詳細地說，如圖14所示，本實施例之預鑄節塊51於第一表面51a及第二表面51b處皆設有複數個凹板513，而剪力榫517則於預鑄節塊51 組立時再透過螺紋(圖未示)鎖至預鑄節塊51第二表面51b處之凹板513中，據此，本實施例之預鑄節塊51於第一表面51a處具有凹板513所形成之接合孔514，而第二表面51b處則具有鎖合於凹板513中之剪力榫517。在此，本實施例預鑄節塊51之其他構件(即穿孔511、翼板515、剪力釘516等)與實施例2所述大致相同，故在此不再贅述。

總結以上實施例，本發明藉由積木概念開發一種新式柱體結構快速施工法，其不僅可應用於橋柱系統中，亦適用於形成任何建築之柱體結構，具有模組化、輕便性、快速施工、低衝擊性且符合實務需求等優點。

上述實施例僅係為了方便說明而舉例而已，本發明所主張之權利範圍自應以申請專利範圍所述為準，而非僅限於上述實施例。

20‧‧‧消能柱

21‧‧‧預鑄節塊

22‧‧‧柱頂節塊

211‧‧‧穿孔

214、304‧‧‧接合孔

217、227‧‧‧剪力榫

23‧‧‧受力元件

25‧‧‧預力元件

26‧‧‧端錨

30‧‧‧基礎

S1‧‧‧第一節塊層

S2‧‧‧第二節塊層

S3‧‧‧第三節塊層

S4‧‧‧第四節塊層

S5‧‧‧第五節塊層

S6‧‧‧第六節塊層

Claims (8)

1. 一種具有積木式堆疊結構之消能柱，其包含：複數層節塊層，其係堆疊成一柱體，每一該些節塊層於相互垂直之X方向及Y方向上皆分別具有複數個預鑄節塊，且該些節塊層中的奇數層節塊層具有相同之節塊排列方式，而偶數層節塊層則具有相同之另一種節塊排列方式，其中，第N層節塊層中之該預鑄節塊係與第N-1層節塊層中沿該X方向排列之至少兩相鄰之該些預鑄節塊相互榫接，而第N層節塊層中之另一該預鑄節塊則與第N-1層節塊層中沿該Y方向排列之至少兩相鄰之該些預鑄節塊相互榫接，該些預鑄節塊係藉由複數個公母接合組達成該些節塊層間之接合，其中N為2以上之整數，且每一該些公母接合組分別包含一剪力榫及一接合孔，而該些預鑄節塊係以該剪力榫嵌入該接合孔之方式相互堆疊；複數受力元件，其係於該些節塊層之堆疊方向上貫穿該些節塊層，其中該些受力元件為藉由灌漿而形成之連續握裹主筋，且設置於該柱體之外圍處，用以對該柱體提供強度與消能能力；以及複數預力元件，其係於該些節塊層之堆疊方向上貫穿該些節塊層，其中該些預力元件為未施以灌漿步驟之無握裹預力鋼鍵，且設置於該柱體之外圍處，用以對該柱體提供自復位能力。
2. 如申請專利範圍第1項所述具有積木式堆疊結構之消能柱，其中該剪力榫與該接合孔分別具有互補之凸出及凹陷構形。
3. 如申請專利範圍第1項所述具有積木式堆疊結構之消能柱，其中該些節塊層堆疊成實心柱體或中空柱體。
4. 如申請專利範圍第1項所述具有積木式堆疊結構之消能柱，其中該些節塊層中之每一該些預鑄節塊包含一第一表面、一相對之第二表面、複數個穿孔、及該些公母接合組，該些穿孔自該第一表面朝該第二表面延伸，以連通該第一表面與該第二表面，該剪力榫係自該第一表面及該第二表面中之其中一表面延伸突出，以作為公接合單元，而該接合孔則係形成於該第一表面及該第二表面中之另一表面，以作為母接合單元，且該些受力元件及該些預力元件係貫穿該些穿孔。
5. 如申請專利範圍第4項所述具有積木式堆疊結構之消能柱，其中該剪力榫為鋼筋混凝土型式。
6. 如申請專利範圍第5項所述具有積木式堆疊結構之消能柱，其中該些穿孔之至少一者係對應該些剪力榫，且其一端係延伸貫穿該剪力榫，而其另一相反端則構成該接合孔。
7. 如申請專利範圍第4項所述具有積木式堆疊結構之消能柱，其中該剪力榫為鋼棒型式。
8. 如申請專利範圍第7項所述具有積木式堆疊結構之消能柱，其中該接合孔係由一鋼製凹槽所構成。