[发明专利]一种缆索约束桥墩抗震结构

说明书

技术领域

本发明涉及一种桥梁结构，具体地说，尤其涉及一种缆索约束桥墩抗震结构。

背景技术

中国位于世界两大地震带—环太平洋地震带与欧亚地震带之间，受太平洋板块、印度板块和菲律宾海板块的挤压，地震断裂带十分发育。中国地震活动频度高、强度大、震源浅，分布广，是一个震灾严重的国家。1976年7月28日发生的唐山大地震和2008年5月12日发生汶川大地震给我国造成巨大人员伤亡和经济损失。桥梁工程是交通生命线的咽喉，但也是最容易发生地震破坏的公路建筑，为了能够提高桥梁抗震性能，多年来，工程界科研人员不断努力从事各种研究工作。

根据震害调查，桥墩破坏是主要震害之一，这和桥梁工程头重脚轻的结构特点有关。为了避免桥墩在地震作用下产生破坏，国外地震研究领先国家从20世纪60年代初开始，对钢筋混凝土桥墩的延性进行了试验研究。在1971年美国圣费尔南多地震爆发之后，针对钢筋混凝土柱延性的试验研究，在世界范围内大大增加起来，这一时期得到了大量关于改善钢筋混凝土桥墩延性的指导性建议。新西兰从20世纪70年代中期起，在著名学者R.Park和T.Pauly的领导下，对钢筋混凝土柱的延性作了长期和大量的试验研究工作，取得了一系列世界公认的研究成果。其中，最重要的、而且如今已众所周知的成果之一就是他们提出的箍筋约束混凝土的概念和能力设计原理。目前已经知道，钢筋混凝土构件和结构的延性能力，可以通过箍筋约束混凝土的概念和能力设计原理获得。

目前国内外的研究成果主要是增加或改善桥墩内力最大部位的延性能力，利用其延性来耗散地震能力，达到保护其他部位的不受破坏的目的。该方法其缺点：随之地震需求增大，需要不断增加桥墩和基础截面面积和配筋量，尤其对于桩基，有时满足要求的设计较为困难。在遭受大震时，桥墩可能出于塑性状态，必然造成墩顶产生过大位移，有落梁破坏产生的可能。在地震结束后，桥墩由于残余变形的存在，直接影响灾后桥梁通行能力。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种抗震性能强、结构简单新颖的一种缆索约束桥墩抗震结构。

本发明的技术方案如下：设计的一种缆索约束桥墩抗震结构，包括至少一个纵向设置的桥墩、位于左右两端的左、右桥台以及支撑在各所述桥墩和左、右桥台上的上部结构，其要点是：在相邻的所述桥墩之间均连接有第一缆索，所述左、右桥台与靠近该左、右桥台的所述桥墩之间均通过第二缆索固定，并所述第一缆索和第二缆索的连接端均连接在各所述桥墩的上部。

本发明是针对传统桥梁没有抗震设计或者抗震效果差从而创新性地设计的，采用以上结构，当桥墩上端因地震力作用而产生位移时，连接桥墩的第一缆索和第二缆索会给桥墩施加反方向拉力，从而减小桥墩上端位移量和桥墩自身内力。根据桥墩自身刚度和强度特点来优化设计缆索刚度，可以达到发生较大地震作用时，能够保证桥墩处于有限损伤状态，并且控制桥墩上端的位移，减少上部结构破坏的可能。

作为优选：所述桥墩为独柱墩，所述第一缆索和第二缆索的连接端均连接在各所述桥墩的墩顶，上述结构中，当本发明的桥墩只是未设置盖梁的独柱墩的时候，采用第一缆索和第二缆索直接与各桥墩的墩顶连接，如此能够使得在地震时各桥墩以及桥台相互连接为一体，在相互拉力的作用下，不易发生破坏。

为了使本发明中的第一缆索和第二缆索均与各所述桥墩的连接更加可靠，所述第一缆索和第二缆索均与各所述独柱墩锚固连接。

作为优选：所述桥墩为由墩身和盖梁构成的独柱墩，其中所述盖梁横向固定在所述墩身上端，所述第一缆索和第二缆索的连接端均连接在各所述盖梁上。当本发明的桥墩为独柱墩，且由墩身和盖梁构成时，采用上述结构能够使得各盖梁之间相互连接，并将这些连接在一起的盖梁与两端的桥台连接，如此能够有效的实现抗震。

作为优选：所述桥墩为由墩身和盖梁构成的双柱墩，其中所述盖梁纵向搭固在两个墩身上端，所述第一缆索和第二缆索至少为一组，该第一缆索和第二缆索分别固定在各所述墩身上方的各所述盖梁上。当本发明的桥墩为双柱墩时，采用一组或多组第一缆索和第二缆索对盖梁进行连接，使其连接更加可靠，如此在相互拉力的作用下，地震时不易发生破坏。

为了使本发明中的第一缆索和第二缆索均与各所述盖梁的连接更加可靠，所述第一缆索和第二缆索均与各所述盖梁锚固连接。