[发明专利]一种贴橡胶板改进的整体式桥台-H型钢桩节点抗震构造

说明书

本发明公开了一种贴橡胶板改进的整体式桥台‑H型钢桩节点抗震构造，包括桥台和H型钢桩，H型钢桩的上部沿桥台的长度嵌入至桥台内，在嵌入桥台部分的H型钢桩与桥台之间设有橡胶板，桥台是由浇筑在橡胶板外周的混凝土构成的混凝土桥台。橡胶板粘贴在H型钢桩嵌入桥台部分的腹板与翼缘板周边。H型钢桩嵌入混凝土桥台的深度按照提供给H型钢桩足够锚固来确定。本发明的节点抗震构造允许钢桩与桥台能发生一定程度的相对旋转，增大了顶部结构的容许纵向水平位移量。本发明的节点抗震构造能够在保证竖向承载力的同时，降低侧向刚度，改善结构延性，可很好地吸收桥身的纵桥向水平位移，改善节点的抗震性能和耗能性能。

技术领域

本发明涉及整体式桥台桥梁抗震性能优化设计领域，尤其涉及一种整体式桥台-H型钢桩节点抗震及震后修复性能的改善。

背景技术

传统桥梁结构中，桥台处的支座和伸缩缝是桥梁中的薄弱位置，在外部环境作用下和地震发生时，容易发生破坏或失效，从而影响了桥梁的正常使用，提高了维护费用。而整体桥由于取消了桥台处的伸缩装置和支座，梁端直接与桥台浇筑成一体，主梁的变形主要由桥台、基础和土的变形来适应；在地震过程中减轻了上部结构的移位震害，避免了桥台处支座的震害，并且梁端直接与桥台浇筑成一体，增加了结构的整体性，减轻了桥梁墩柱的震害。

为了最大限度地提高基础的柔性以适应上部结构变形，整体式桥台的基础通常采用单排桩。我国的桥梁设计中对混凝土桩的应用更多，但钢筋混凝土桩的水平变形能力明显低于钢桩，在侧向循环荷载作用下极易开裂而导致钢筋腐蚀，抗震性能与耗能性能不佳，且桩破坏后较难修复。此外在地质条件复杂、岩面起伏较大的场地，混凝土桩会出现难以施打的情况。因此，在国外工程中较广泛应用的H型钢桩更适用于整体式桥台的基础。

在地震作用下，整体式桥台和钢桩基础吸收上部结构的变形，协调桥梁的整体受力，而整体式桥台-钢桩节点是受力过程的关键点之一。传统的做法采用将H型钢桩直接嵌入桥台，并保证一定嵌固长度的方式。地震时钢桩桩头与桥台节点处混凝土直接接触挤压，节点的转动刚度较大，在强震作用下桩头容易进入塑性或发生破坏，而桩基础的破坏震后较难修复，故需对整体式桥台-钢桩节点进行改善。

发明内容

针对上述现有技术，本发明提出一种贴橡胶板改进的整体式桥台-H型钢桩节点抗震构造做法，本发明的做法不仅结构设计合理，而且施工方便。克服了现有整体式桥台-钢桩节点结构的纵桥向刚度较大，变形能力差，桩基础易发生破坏的缺点，充分利用橡胶板变形与耗能性能好的优势，满足纵桥向水平位移的需求，避免强震作用下钢桩的破坏和修复的困难。

为了解决上述技术问题，本发明提出的一种贴橡胶板改进的整体式桥台-H型钢桩节点抗震构造，包括桥台和H型钢桩，所述H型钢桩的上部沿桥台的长度嵌入至所述桥台内，在嵌入所述桥台部分的所述H型钢桩与所述桥台之间设有橡胶板，所述桥台是由浇筑在所述橡胶板外周的混凝土构成的混凝土桥台。

进一步讲，本发明所述的整体式桥台-H型钢桩节点抗震构造，其中，所述橡胶板粘贴在所述H型钢桩嵌入桥台部分的腹板与翼缘板周边。

所述橡胶板的顶部与所述H型钢桩的顶部平齐，所述橡胶板的底部与所述桥台的底部平齐。

所述H型钢桩的高*宽不大于350mm*370mm；所述H型钢桩嵌入所述混凝土桥台的深度按照提供给所述H型钢桩足够锚固来确定。

所述橡胶板的厚度按照提供给整体式桥台-桩节点足够的变形的设计要求来确定。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)H型钢桩挤土体积和沉桩阻力小，穿透力强，适用于混凝土桩难以施打的情况。此外H型钢桩增加了结构的柔性及桥梁纵桥向变形能力，提高了纵桥向容许的水平位移量。

(2)由于在钢桩嵌入混凝土部分包裹了橡胶板，提高了桥台-H型钢桩节点的转动能力，进一步增加了结构的柔性及桥梁纵桥向变形能力，进一步提高了纵桥向容许水平位移量。