[实用新型]横向抗剪的节段式自复位桥墩

说明书

技术领域

本实用新型涉及桥梁工程以及结构工程领域，具体涉及一种横向抗剪的节段式自复位桥墩。

背景技术

随着我国经济社会的高速发展，特别是公路和铁路交通的迅猛发展，桥梁结构的设计方案面临着更高的要求，其中桥墩的力学性能和施工便利性尤为重要。

常规基于延性设计的混凝土桥墩着眼于确保遭遇极端荷载情形下的桥梁安全，其力学性能优异，延性变形能力强，得到了广泛的应用。然而在实际工程中，整体设计的混凝土桥墩难以避免以下不足：(a)混凝土的一次浇筑量较大，浇筑质量难以保证，且泵送混凝土能力要求高；(b)整体式桥墩一旦严重损伤破坏，通常需要全桥墩拆除修复，带来巨大的经济负担；(c)施工周期长，施工过程现浇所需的模板支撑系统存在较大的安全隐患。

节段装配技术具有良好的经济性和施工便利性，可以推广到混凝土桥墩。节段式混凝土桥墩的应用前景得益于其以下突出的优点：(a)节段式混凝土桥墩的构件能够在预制工厂加工完成，缩短工程周期和施工可能带来的交通中断，节约社会经济成本，为现代高速发展和繁忙运输的交通体系提供有效的解决方案；(b)节段式混凝土桥墩在配备后张拉预应力钢筋后能够具备有效的自复位能力，在强震中实现受约束的摇摆机制，将震后残余变形控制在可接受的范围之内，进而提高全生命周期的抗震性能；(c)节段式混凝土桥墩能够较好地满足质量控制和耐久性要求，在预制工厂中可有效调控构件浇筑环境，避免了现场浇筑，特别是跨海、跨江大桥的恶劣环境带来的影响；(d)节段式混凝土桥墩对施工安全和生态环境的负面影响较小，现场工作量的降低将缩短现场工期，模板支撑架使用数量的减少将降低生命财产安全的潜在危险。

节段拼装技术释放了桥墩和承台之间的固接约束，为形成有限摇摆下的自复位机制提供了必要条件，为新型自复位桥墩体系的发展奠定了基础。然而，简单的对混凝土桥墩进行节段拼装会引入新的技术问题，例如：桥墩节段之间缺乏有效的抗剪机制以抵抗剪力，桥墩的侧向刚度因节段间接缝的存在而明显削弱等。目前，对于以上问题缺乏成熟的解决方案，在一定程度上制约了节段拼装桥墩在工程应用中的推广。

设置有咬合接面的装配式节段自复位桥墩能有效克服上述问题，形成安全可靠的桥墩整体，为工程设计应用提供性能优良，施工便利，经济合理的方案。咬合接面在节段接缝处形成了可靠的横向抗剪机制，保障了节段间有效的剪力传递；同时自复位组件为桥墩充足的初始侧向刚度和强震作用后的自复位机制提供了有力保障，进而提高其全生命周期的力学性能，是一种合理可行的节段式混凝土桥墩方案，是对混凝土桥墩技术体系的发展和完善。

发明内容

为了解决上述现有技术存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种横向抗剪的节段式自复位桥墩，解决了现有节段式混凝土桥墩技术中缺乏合理抗剪连接组件的问题；同时通过附加预应力自复位组件，实现桥墩的震后自恢复能力；本实用新型自复位桥墩构造简洁，性能可靠，为节段式混凝土桥墩的广泛应用奠定了技术基础；本实用新型施工方法便捷可行，经济实用。

为达到以上目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种横向抗剪的节段式自复位桥墩，包括横向抗剪墩底节段1、多个横向抗剪墩身节段2和横向抗剪墩顶节段3，所述横向抗剪墩底节段1、多个横向抗剪墩身节段2和横向抗剪墩顶节段3间均通过咬合接面4和抗剪插销5连接，还包括通过预留孔道贯穿并锚固于所述横向抗剪墩底节段1、多个横向抗剪墩身节段2和横向抗剪墩顶节段3的多个自复位组件6。

所述咬合接面4为倒梯形。

所述抗剪插销5连接于相邻节段的接缝处。

所述抗剪插销5在相邻节段的接缝处间隔设置多个。

所述自复位组件6采用后张拉无粘结预应力钢筋、高强拉杆或FRP拉筋。

本实用新型所提供的横向抗剪的节段式自复位桥墩中，横向抗剪墩底节段1、横向抗剪墩身节段2和横向抗剪墩顶节段3三类墩柱组件采用预制拼装的方法形成墩柱整体。横向抗剪墩底节段1、横向抗剪墩身节段2和横向抗剪墩顶节段3均具有倒梯形构型，可用于有效嵌合相邻的节段，在提供可靠的剪力传递机制的同时，允许桥墩节段沿着桥墩墩身轴线方向发生一定的张合，形成节段接缝开合机制，为其自复位性能提供必要的条件。