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一种含软钢阻尼器的摇摆自复位桥梁三柱墩结构的制作方法

时间:2022-02-18 阅读: 作者:专利查询

一种含软钢阻尼器的摇摆自复位桥梁三柱墩结构的制作方法

1.本实用新型涉及土木工程领域,特别是涉及一种含软钢阻尼器的摇摆自复位桥梁三柱墩结构。


背景技术:

2.现有的桥梁排架都采用传统现浇的方法实现预制桥梁结构建设是现代桥梁建设中最方便快捷方式,不仅是施工周期短,而且经济环保,是桥梁建设发展的趋势。在地震作用下,传统多柱墩排架结构会造成桥墩严重损伤破坏和较大的残余位移,而且震后难以修复。
3.因此,亟需一种含软钢阻尼器的摇摆自复位桥梁三柱墩结构,能够解决现有预制桥梁多柱墩排架结构抗震能力差的问题。


技术实现要素:

4.本实用新型的目的是提供一种含软钢阻尼器的摇摆自复位桥梁三柱墩结构,以解决上述现有预制桥梁多柱墩排架结构抗震能力差的问题。
5.为实现上述目的,本实用新型提供了如下方案:
6.本实用新型提供一种含软钢阻尼器的摇摆自复位桥梁三柱墩结构,包括桥梁基础,所述桥梁基础的上表面并排竖直设有左墩、中墩和右墩,所述左墩、所述中墩和所述右墩的顶部共同承托有盖梁,所述左墩的截面直径和所述右墩的截面直径相同,且均大于所述中墩的截面直径;
7.所述左墩的内部和所述右墩的内部均径向贯穿设有无粘结预应力筋,所述无粘结预应力筋的顶部锚固于所述盖梁的顶部,所述无粘结预应力筋的底部锚固于所述桥梁基础的内部;
8.所述左墩与所述盖梁的接缝处、所述左墩与所述桥梁基础的接缝处、所述右墩与所述盖梁的接缝处以及多数右墩与所述桥梁基础的接缝处均连接有剪力键和耗能钢筋;
9.所述左墩的中部与所述中墩的中部之间、所述右墩的中部与所述中墩的中部之间均通过软钢阻尼器连接有系梁;
10.所述中墩的顶部和底部均包围有玻璃纤维增强塑料。
11.优选地,所述左墩、所述中墩、所述右墩、所述盖梁和所述系梁均为预制结构。
12.优选地,所述左墩的截面直径和所述右墩的截面直径均为所述中墩的截面直径的2-3倍。
13.优选地,所述无粘结预应力筋分别设置于所述左墩和所述右墩的中心位置。
14.优选地,所述无粘结预应力筋和所述耗能钢筋均采用形状记忆合金钢筋。
15.优选地,所述剪力键采用方钢管结构,其内部填充有超高性能混凝土。
16.优选地,所述软钢阻尼器与所述左墩之间、所述软钢阻尼器与所述系梁之间、所述软钢阻尼器与所述中墩之间、所述软钢阻尼器与所述右墩之间均通过预埋螺栓组件连接。
17.优选地,所述软钢阻尼器包括对称设置的固定钢片,所述固定钢片之间夹设有带开孔消能片,所述固定钢片通过螺栓和螺帽夹紧。
18.优选地,所述固定钢片的外侧设有橡胶垫。
19.优选地,所述带开孔消能片之间设有橡胶片。
20.本实用新型相对于现有技术取得了以下有益技术效果:
21.本实用新型提供的一种含软钢阻尼器的摇摆自复位桥梁三柱墩结构,整体结构采用工厂预制现场快速拼装施工方式,可大大减小桥梁建设周期,减小对周围环境和生态的影响;左墩和右墩采用摇摆自复位设计理念,中墩采用了传统设计方法,正常使用状态下排架竖向承载力由桥墩和盖梁承担,其抗剪承载力和侧向承载力通过不摇摆的中墩、系梁、剪力键和耗能钢筋共同提供;在地震作用下,中墩截面小,竖向刚度小,保证左右墩摇摆特性,同时中墩采用不摇摆设计通过系梁与左右墩连接,增加结构的侧向刚度,轴向强度和刚度主要有左右两侧墩提供;左右桥墩与盖梁、桥梁基础的接缝处配置一定数量耗能纵筋,在正常使用状态下可为排架结构提供纵桥向抗剪承载力和侧向刚度,起到耗能的作用,减轻结构损伤;同时在左右桥墩中配置无粘接预应力筋将为多柱排架结构提供自复位能力,大大减小多柱排架结构震后残余位移;在桥墩横向之间设置的基于“保险丝”理念的系梁,不仅增加了柱墩排架结构横桥向强度与刚度,采用预制结构,方便施工安装;同时还提高了结构体系整体稳定性;系梁通过两侧预埋螺栓组件与软钢阻尼器连接;采用软钢阻尼器作为耗能构件,与传统的系梁相比,能够避免震后系梁与桥墩接缝处破坏现象,而且软钢阻尼器构造简单、布置方便,不存在应力集中,可以很好的起到消能减震作用,减轻地震作用下对系梁损害,也可有效避免系梁与桥墩节点处破坏,在耗能阻尼器损坏后可拆除重新安装,大大减小修复难度;采用形状记忆合金钢筋作用无粘接预应力筋和耗能钢筋可有效避免钢筋发生锈蚀对性能的影响,增加结构的使用年限和耐久性,同时增加这种体系使用范围;中墩上下环向外包玻璃纤维增强塑料,增加了中柱的承载力和排架结构的变形能力;在左右墩内埋置的剪力键采用方钢管制成,在地震作用下提高左右墩抗剪强度和抗扭强度。
附图说明
22.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。
23.图1为本实用新型提供的一种含软钢阻尼器的摇摆自复位桥梁三柱墩结构示意图;
24.图2为本实用新型提供的一种含软钢阻尼器的摇摆自复位桥梁三柱墩结构中软钢阻尼器部分结构示意图;
25.图3为本实用新型提供的一种含软钢阻尼器的摇摆自复位桥梁三柱墩结构中带开孔消能片结构示意图;
26.图中:1:桥梁基础、2:左墩、3:右墩、4:中墩、5:盖梁、6:剪力键、7:软钢阻尼器、7-1:带开孔消能片、7-2:橡胶片、7-3:固定钢片、7-4:螺帽、7-5:橡胶垫、7-6:螺栓、8:无粘接预应力筋、9:耗能钢筋、10:预埋螺栓组件、11:系梁、12:玻璃纤维增强塑料。
具体实施方式
27.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。
28.本实用新型的目的是提供一种含软钢阻尼器的摇摆自复位桥梁三柱墩结构,以解决现有预制桥梁多柱墩排架结构抗震能力差的问题。
29.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。
30.实施例1:
31.本实施例提供一种含软钢阻尼器7的摇摆自复位桥梁三柱墩结构,如图1所示,包括桥梁基础1,桥梁基础1的上表面并排竖直设有左墩2、中墩4和右墩3,左墩2、中墩4和右墩3的顶部共同承托有盖梁5,左墩2的截面直径和右墩3的截面直径相同,且均大于中墩4的截面直径;左墩2的内部和右墩3的内部均径向贯穿设有无粘结预应力筋8,无粘结预应力筋8的顶部锚固于盖梁5的顶部,无粘结预应力筋8的底部锚固于桥梁基础1的内部;左墩2与盖梁5的接缝处、左墩2与桥梁基础1的接缝处、右墩3与盖梁5的接缝处以及多数右墩3与桥梁基础1的接缝处均连接有剪力键6和耗能钢筋9;左墩2的中部与中墩4的中部之间、右墩3的中部与中墩4的中部之间均通过软钢阻尼器7连接有系梁11;中墩4的顶部和底部均包围有玻璃纤维增强塑料12。
32.具体地,左墩2、中墩4、右墩3、盖梁5和系梁11均为预制结构,方便施工。
33.进一步地,左墩2的截面直径和右墩3的截面直径均为中墩4的截面直径的2倍。
34.进一步地,无粘结预应力筋8分别设置于左墩2和右墩3的中心位置。
35.进一步地,无粘结预应力筋8和耗能钢筋9均采用形状记忆合金钢筋。
36.进一步地,剪力键6采用方钢管结构,其内部填充有超高性能混凝土。
37.进一步地,如图2所示,软钢阻尼器7与左墩2之间、软钢阻尼器7与系梁11之间、软钢阻尼器7与中墩4之间、软钢阻尼器7与右墩3之间均通过预埋螺栓组件10连接。
38.进一步地,软钢阻尼器7包括对称设置的固定钢片7-3,固定钢片7-3之间夹设有带开孔消能片7-1,固定钢片7-3通过螺栓7-6和螺帽7-4夹紧。
39.进一步地,固定钢片7-3的外侧设有橡胶垫7-5。
40.进一步地,如图3所示,带开孔消能片7-1之间设有橡胶片7-2。
41.本实用新型提供一种含软钢阻尼器的摇摆自复位桥梁三柱墩结构,其施工方法为:桥梁基础1现场施工浇筑,并在左墩2和右墩3截面中间安装设置无粘接预应力筋8,无粘接预应力筋8底部锚固在桥梁基础1内,顶部穿过盖梁5后,施加预应力并锚固在盖梁5顶部;左墩2与右墩3与盖梁5和桥梁基础1上下接缝处采用剪力键6连接;底部的耗能钢筋9分别插入左墩2与右墩3预留孔后灌浆保证有效粘结,顶部的耗能钢筋9插入盖梁5中预留孔道后灌浆保证有效粘结;软钢阻尼器7通过预埋螺栓组件10分别与系梁11和左墩2、右墩3、中墩4固定;最后在中墩3上下两端环向外包玻璃纤维增强塑料12。
42.本实用新型提供一种含软钢阻尼器的摇摆自复位桥梁三柱墩结构具有以下优点,其一是施工方式采用预制拼装,放松左右墩的约束,采用摇摆自复位设计,使排架结构在地
震作用下发生摇摆,并通过无粘接预应力筋使结构复位,可以大大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。其二是该结构体系采用了带软钢阻尼器延性系梁设计,与传统带系梁的多柱排架结构相比,软钢阻尼器可以有效的避免墩柱与系梁节点处破坏,而且耗能软钢阻尼器构造简单,造价便宜,失效后可以快速更换。其三是结构体系中采用无粘接预应力筋和不粘结耗能钢筋可以有效避免钢筋发生锈蚀对其性能影响,增加结构使年限和耐久性。其四是中墩上下两侧外包的玻璃纤维增强塑料提高结构体系承能力和耗能能力,延缓墩柱与盖梁、基础节点处混凝土开裂和压碎,具有一定的耗能能力。其五是该结构体系的侧向强度与刚度由中墩和带耗能软钢阻尼器的系梁提供,竖向强度和刚度及抗倒坍能力、耗能能力由左右墩提供,采用此设计方法,设计合理,受力体系明确。
43.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。