[实用新型]一种提高预制拼装钢管混凝土桥墩抗震性的耗能减震装置

说明书

本实用新型公开了一种提高预制拼装钢管混凝土桥墩抗震性的耗能减震装置，属于桥梁工程建设领域，其包括承重顶板、承重底板、拉杆和脚板，承重顶板和承重底板分别与节段拼装钢管混凝土桥墩相应接缝处通过焊接固定，拉杆与承重顶板、承重底板之间通过螺栓接头锚固，墩底拉杆在承台顶部的脚板中预留孔道安装。本实用新型提高了节段拼装钢管混凝土桥墩的耗能性，增强了桥墩节段间的连接，地震中拉杆通过协调节段间受力变形可以降低墩顶位移，震后只需及时更换损坏的拉杆即可，具有很好的震后可修复性。

技术领域 本实用新型属于桥梁工程领域，特别涉及一种提高预制拼装钢管混凝土桥墩抗震性的耗能减震装置。

背景技术 预制拼装钢筋混凝土桥墩目前多用于低烈度地区的高速路桥和运河桥上，原因是这些工程对施工环境和工期要求高，可充分发挥工厂化预制优势。地震时节段拼装桥墩底部接缝处破坏严重、耗能性差和墩顶位移需求高的缺点限制了其在中高烈度地区的推广。较大的墩顶位移给这类桥墩的上部结构防落梁设计提出了更高的要求。

随着节段间连接拼装技术的改进，人们提出并研究了一些墩身竖向承载能力高且适用于高烈度地区的预制桥墩结构，节段预制拼装钢管混凝土桥墩便是其中一种。采用钢管约束混凝土可极大提高构件的轴向承载能力。同时，因钢材具有良好的延性，钢管混凝土桥墩不但承载能力高，而且具有良好的水平承载能力。预制构件加工过程中，钢管可以同时作为混凝土的侧向模板，可提高工作效率并具有经济性。

与整体现浇桥墩相比，预制拼装钢管混凝土桥墩地震作用下耗能性较低，需要增设耗能装置来进行提高。目前国内针对预制拼装桥墩研发的耗能装置主要分为三类：内部耗能装置，如在节段桥墩接缝处内部设置耗能钢筋；外部耗能装置，如在节段桥墩接缝处外部设置阻尼器或者软钢阻尼器；墩底耗能装置，如在墩底与承台连接处设置耗能支座。现有耗能减震装置各有千秋，内部耗能装置震后可修复性较差，因此在具备良好耐久性的前提下外部耗能装置可作为设计首选。

近年来对于结构的抗震设计越来越多地聚焦于基于性能的设计方法，希望通过合理巧妙的设计使得结构具有震后恢复性能以最大限度的减少地震带来的经济损失。预应力节段预制拼装桥墩已在国外得到深入的研究和低烈度地区广泛的应运，这种桥墩节段间通过预应力轴向连接成为整体并由预应力提供承载能力和自复位能力；预应力节段预制拼装桥墩在地震作用下的响应可形象的比喻为一个不倒翁摇摆结构，当外界荷载产生的弯矩达到由结构自重和预应力提供的抵抗弯矩时，桥墩开始绕墩底发生转动，墩底与基础接触部分的接缝便出现开合，在墩底接缝和相邻桥墩节段接缝处设置耗能装置能够有效耗散地震能量，减小结构自身损伤。由于地震作用下节段间接缝的张开会引起较大的墩顶位移，因此在研发外部耗能装置时还应在保证震后不会因为自身压屈变形带来附加残余位移的前提下具备控制接缝处变形的能力。目前国内外提出的外部耗能装置存在会产生较大附加残余位移、自身刚度不足以控制接缝变形问题，耗能减震作用不明显。

发明内容 为解决上述问题，本实用新型的目的在于提供一种施工方便、无附加残余位移且震后可修复强，同时还可有效控制接缝处变形的提高预制拼装钢管混凝土桥墩抗震性的耗能减震装置。

本实用新型采用的技术方案如下：

一种提高预制拼装钢管混凝土桥墩抗震性的耗能减震装置，包括第一承重顶板、脚板、第二承重顶板、承重底板和拉杆；第一承重顶板和承重底板与第一钢管混凝土节段相互垂直固定，第二承重顶板与第二钢管混凝土节段相互垂直固定，在第一承重顶板和脚板之间、第二承重顶板与承重底板之间均布拉杆，拉杆上端焊接底座，拉杆上端通过底座分别与第一承重顶板、第二承重顶板连接，拉杆下端分别与脚板螺纹连接、与承重底板连接并通过螺帽固定；脚板通过地脚锚栓与承台固定。

所述第一钢管混凝土节段、第二钢管混凝土节段、第三钢管混凝土节段为圆形钢管或矩形钢管，钢管中心固定PVC管，PVC管内安装预应力筋，钢管内部与PVC管外部空间内浇筑混凝土，预应力筋下端通过锚具锚固在承台内，预应力筋分别穿过第一钢管混凝土节段、第二钢管混凝土节段、第三钢管混凝土节段内的PVC管，预应力筋上端与墩帽通过锚具锚固。