[发明专利]一种附加软钢阻尼器的桥墩与承台连接结构

说明书

技术领域

本发明涉及桥梁工程减隔震技术领域，尤其是涉及桥梁结构在地震作用下损伤小、易修复的一种附加软钢阻尼器的桥墩与承台连接结构。

背景技术

我国地处环太平洋地震带和欧亚地震带之间，国土的大部分地区为地震区，特别是我国的西部地区多为强震区，地震活动频繁。桥梁是交通生命线的枢纽工程，其建设成本高，一旦遭到地震破坏，将会导致巨大的经济损失，且震后修复极其困难。直接发生在桥梁上的伤亡人数并不多，但是由于交通生命线损毁、中断而造成的经济损失和人员伤亡不可估量，造成救援人员不能及时到位，很多人因为没有得到及时救援而加剧地震灾害。同时，遭受破坏的大型桥梁修复起来比较困难，严重影响灾区生产生活和灾后的重建工作。当前的桥梁抗震设计主要是基于钢筋混凝土桥墩滞回性能的延性抗震设计，但桥墩塑性铰区损伤和破坏的修复比较困难。而对于高烈度地区的中矮桥墩，单靠增大截面非常不经济，而且延性难以保证。针对上述问题，本发明将减隔震思想应用于桥墩，提出一种附加软钢阻尼器的桥墩与承台连接方式。该连接方式能够有效释放墩底弯矩并耗散地震能量，减小桥墩塑性铰区的塑性变形，有效控制桥墩在地震中的反应，达到桥梁抗震设计的目的。

发明内容

为了解决背景技术中所阐述的桥梁抗震设计中钢筋混凝土桥墩存在的问题，本发明提出一种附加软钢阻尼器的桥墩与承台连接方式，可减小桥墩侧向抗弯刚度，降低桥墩承受的地震力，释放墩底弯矩并与软钢阻尼器共同耗散地震能量，提高桥梁结构抗震性能。实现“减震”与“隔震”在桥墩抗震中联合应用，有效控制桥梁结构在地震作用下的损伤，保证桥梁结构的可恢复功能。

为实现上述目的，本发明提供了一种附加软钢阻尼器的桥墩与承台连接结构，主要由承台(1)、钢筋混凝土节段(2)、钢管混凝土节段(3)和附加软钢阻尼器(4)组成；桥墩上部为正常设计的钢筋混凝土节段(2)，桥墩下部设计成缩小截面的钢管混凝土节段(3)，钢管混凝土节段(2)与承台(1)之间具有空间，钢管混凝土节段(2)与承台(1)通过钢管混凝土节段(3)承接；在钢管混凝土节段(3)外面空间，钢管混凝土节段(2)与承台(1)之间还有多个附加软钢阻尼器(4)。

承台(1)的上端面和钢筋混凝土节段(2)的下端面均有波纹薄钢管预留出孔洞，钢管混凝土节段(3)的上端部置于承台(1)的孔洞内，钢管混凝土节段(3)的下端部置于钢筋混凝土节段(2)的孔洞内。

钢管混凝土节段(3)中钢管的上端焊接有法兰，钢管通过法兰、锚杆和锚固钢板固定连接在钢筋混凝土节段(2)上。钢管混凝土节段(3)中钢管的下端焊接有法兰，钢管通过法兰、锚杆和锚固钢板固定连接在承台(1)上。

对应嵌入在承台(1)和钢筋混凝土节段(2)中的钢管混凝土节段(3)的长度部分，在钢管混凝土节段(3)的外表面均设有垂直的栓钉；钢管混凝土节段(3)的钢管内部焊接有十字肋(17)，十字肋(17)将钢管混凝土节段(3)的钢管内部分成四区域，每区域钢管内表面焊有短肋(18)。

对应嵌入在承台(1)和钢筋混凝土节段(2)中的钢管混凝土节段(3)的长度部分，十字肋(17)分成的四区域钢管内均沿轴向分布一排栓钉。

波纹薄钢管(8)的内侧与嵌入在承台(1)和钢筋混凝土节段(2)中的钢管混凝土节段(3)外侧之间填充高强纤维水泥(6)。

所述的外置软钢阻尼器(4)是由软钢阻尼器外套管(13)、软钢阻尼器内芯(14)构成。对应嵌入在承台(1)和钢筋混凝土节段(2)中的钢管混凝土节段(3)的长度部分，在钢管混凝土节段(3)的外表面均设有垂直的栓钉。

所述的一种附加软钢阻尼器的桥墩与承台连接方式的承台(1)和钢筋混凝土节段(2)均通过波纹薄钢管(8)预留埋置钢管混凝土节段(3)的孔洞，波纹薄钢管(8)内径略大于法兰外径(7)，高强纤维水泥(6)填充在波纹薄钢管(8)和钢管混凝土节段(3)之间。

所述的一种附加软钢阻尼器的桥墩与承台连接方式的钢管混凝土节段(3)通过锚杆(9)与焊接法兰(7)完全固定在承台和钢筋混凝土节段。

所述的一种附加软钢阻尼器的桥墩与承台连接方式的附加软钢阻尼器(4)用锚杆(9)连接在承台顶部与钢筋混凝土节段底部。

缩尺截面的钢管混凝土节段(3)的竖向承载能力不低于钢筋混凝土节段(2)。

本发明的有益效果是：

本发明的一种附加软钢阻尼器的桥墩与承台连接方式，在地震作用下减隔震效果显著，主要体现在以下几点：