[实用新型]一种加固震后桥墩的非强化受损区融合弧形翼柱结构

说明书

本实用新型公开一种加固震后桥墩的非强化受损区融合弧形翼柱结构。包括：塑性铰、弧形钢管混凝土翼柱、钢抱箍、钢垫板、钢构件、高阻尼弹簧、耗能材料；塑性铰为桥墩震后破坏的天然塑性铰；钢抱箍栓接在受损桥墩的塑性铰区域上侧；钢垫板焊接于钢抱箍外侧，弧形钢管混凝土翼柱通过焊接至钢垫板上；钢构件将弧形翼柱与钢抱箍连接；高阻尼弹簧与耗能材料设置在弧形翼柱与基础之间。本实用新型所述结构能解决震后受弯曲、弯剪破坏桥墩承载能力不足，无法满足抗震要求的问题，使桥墩在地震作用下，利用天然损伤的塑性铰自由转动，降低对结构的二次伤害；支点偏移，形成对支点偏心抗力矩；弹性耗能材料起到减震耗能作用。

技术领域

本发明涉及桥墩抗震加固领域，具体是一种加固震后桥墩的非强化受损区融合弧形翼柱结构。

背景技术

我国处在环太平洋地震带与欧亚地震带之间，是全球大陆地区地震最活跃的地区之一，发生的地震活动具有频度高、强度大、震源浅，分布广的特点。近几十年来发生的地震灾害，造成大量人员伤亡以及工程结构的破坏或倒塌；桥梁作为交通生命线的枢纽工程，一旦遭受地震破坏，不仅影响人民的正常生活，还会阻断抗震救灾的生命线，导致巨大的经济损失。

桥墩作为桥梁结构的竖向承重、水平抗力构件，对桥梁整体结构的稳定性与安全性起着极其重要的作用。传统的桥梁抗震设计准则大多基于位移以及延性设计，依据这种准则设计的桥梁在遇到较大的地震动时依靠墩底耗能产生塑性铰区域，从而避免较大的破坏，由此墩柱易发生形成弯曲塑性铰的弯剪破坏及弯曲破坏。震后为提升结构的承载能力及其安全性，势必需对受损桥墩进行加固。当前的加固结构均是对震后塑性铰区进行加固补强，使其恢复到不低于原初始抗力的状态，以期望应对下次地震。但这种加固结构，一方面因结构内部存在损伤，要恢复到原初始状态，加固增量难以确定，难度大且成本颇高。另一方面，结构抗震机理未发生改变，仍以桥墩自身抗力应对强大外部冲击力，后期势必损伤不断，易陷入“损伤-加固-损伤”的恶行循环。为寻求破解之道，可改变传统以抗对抗的抗震思路，基于不同抗震机理提供新型加固措施，给出性能更佳的抗震加固结构。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种加固震后桥墩的非强化受损区融合弧形翼柱结构。本实用新型针对震后受弯曲、弯剪破坏的混凝土桥墩，以震后破坏的塑性铰作为天然构造铰，无需强化加固，结构简单，实施便利，使加固后的桥墩不但拥有足够的轴向承载力，且能够在地震作用下摇摆自复位，同时具有较好减震耗能效果，可大幅降低后期再次地震损伤的风险，特别适用于解决震后尤其是位于地震频发地区桥梁的抗震加固问题。

本发明解决所述方法技术问题的技术方案是：

提供一种加固震后桥墩的非强化受损区融合弧形翼柱结构，包括塑性铰、弧形钢管混凝土翼柱、钢抱箍、钢垫板、钢构件、高阻尼弹簧、耗能材料；塑性铰位于桥墩底部，为桥墩震后破坏产生的天然塑性铰；钢抱箍利用螺栓连接在受损桥墩的塑性铰区域上侧；钢垫板焊接于钢抱箍外表面，弧形钢管混凝土翼柱通过焊接与钢垫板连为一体；钢构件一端与弧形翼柱连接，另一端与钢抱箍连接；高阻尼弹簧设置在弧形翼柱与基础之间；耗能材料填充在弧形翼柱与基础之间的空隙中。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

(1)本实用新型所述结构使桥墩具有更好的延性。保留并利用受损桥墩底部的塑性铰，通过桥墩底部与基础连接之间的弱化处理，放松了桥墩与基础的约束，使桥墩在地震作用下可以发生一定幅度的摇摆，提高的桥墩延性。

(2)本实用新型所述结构使桥墩具有自复位特性。墩底塑性铰区域上侧螺栓连接的悬臂弧形翼柱，使得原桥墩的重心降低，由此提高了桥墩的稳定性。同时，地震作用下，桥墩摇摆晃动，桥墩在重力、高阻尼弹簧的作用下恢复至原来位置，大大减少了结构震后永久残余变形。