[发明专利]一种预制拼装桥墩与承台快速连接的多级摇摆系统

说明书

本发明涉及一种预制拼装桥墩与承台快速连接的多级摇摆系统，该系统主要包括：底封板、上盘、预应力筋、U型耗能器、下盘和限位角钢。其中底封板锚固于墩柱底部；上盘包括顶板、凹槽和支板；下盘包括球销、球销台阶和底板；凹槽与球销相互嵌套，限制上盘的横向位移，第一支板支撑在球销台阶上，球销和球销台阶共同承担竖向荷载；第二支板通过限位角钢和底板相互连接，限制上盘和下盘相对转动；顶板和底板之间设置U型耗能器，必要时在底封板和上盘之间设置钢垫板以便锚固和更换U型耗能器；下盘固定在承台上。与现有技术相比，本发明通过摇摆支点变化，增大恢复力矩，延长结构周期，震后只需更换U型耗能器，便于快速恢复。

技术领域

本发明涉及桥梁工程和地震工程领域，尤其是涉及一种预制拼装桥墩与承台快速连接的多级摇摆系统。

背景技术

桥梁是交通运输系统的关键组成部分，尤其是在应急事件或者灾情期间，保证桥梁的畅通具有重要意义。现行国内外桥梁抗震设计方法主要是利用桥墩延性进行抗震设计，容许桥墩进入塑性，形成塑性铰，强震作用下，桥墩可能严重损伤，产生较大的塑性变形，塑性铰区混凝土保护层可能剥落，震后桥墩会产生永久的残余位移。通过对桥梁震害的调查表明，桥墩残余位移是衡量震后桥梁可修复性的主要因素。在阪神地震中，100余座桥墩因为墩柱倾斜超过1°或者桥墩顶部位移偏移超过墩高1.75％，无法修复而被拆除，造成了巨大的经济损失，并对震后城市交通功能的恢复带来了巨大阻碍。

为提高震后桥梁结构的使用功能，快速恢复交通，国内外许多学者进行了具有可恢复性能的桥墩体系的研究。典型的可恢复性技术包括使用摇摆结构、自复位技术和地震后快速修复技术。此外，研究人员正在寻找塑性铰的替代办法，以减小塑性铰区域的局部损伤，提供替代的耗能机制，同时加入自复位技术，以减少残余位移，确保震后的正常工作，减少震后墩柱的修复。虽然摇摆墩可以通过摇摆来延长结构周期，减少地震力，但桥墩在摇摆过程中与承台碰撞，将会造成墩底保护层混凝土脱落等问题，如何避免摇摆墩的局部损伤也是一大研究难点。

近年来，伴随着混凝土预制工业和装配技术的发展，预制节段拼装桥墩得到越来越广泛的应用，大大提高了现场施工效率和构件质量。虽然预制拼装缩短了现场施工时间，但在现场仍有一系列工作，比如进行预制段与承台的湿接，以及进行预应力筋张拉、导管灌浆，而湿接段和灌浆形成强度都需要耗费一定时间。此外，预应力筋锚固在承台底部后也无法检查锚固情况。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种预制拼装桥墩与承台快速连接的多级摇摆系统。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

本发明提供一种预制拼装桥墩与承台快速连接的多级摇摆系统可同时在纵桥向和横桥向发挥作用。

本发明提供一种预制拼装桥墩与承台快速连接的多级摇摆系统，该多级摇摆系统主要包括底封板、上盘、预应力筋、U型耗能器、下盘和限位角钢；所述底封板锚固于墩柱底部；所述底封板和上盘之间直接焊接，或底封板和上盘之间设置钢垫板，通过钢垫板焊接底封板和上盘；所述上盘与下盘之间设置有U型耗能器，U型耗能器通过螺栓连接上盘和下盘；所述上盘与下盘之间还设置有限位角钢，限位角钢通过螺栓连接上盘和下盘；所述下盘固定在承台上。

在本发明的一个实施方式中，所述底封板上设置剪力钉，底封板通过剪力钉锚固于墩柱底部。

在本发明的一个实施方式中，所述底封板由于需要传递来自墩柱的较大的荷载，基于能力保护的原则，需要设置足够的剪力钉，以确保底封板与墩柱之间的锚固性能。