[发明专利]一种可更换塑性铰的自复位预制拼装钢管混凝土桥墩节点连接结构及其施工方法

说明书

本发明涉及桥梁建筑领域，具体公开了一种可更换塑性铰的自复位预制拼装钢管混凝土桥墩节点连接结构，包括钢管混凝土上部节段、钢管混凝土底部节段、基础承台；所述钢管混凝土上部节段底部固定有第一外套钢管，所述钢管混凝土底部节段的顶部和底部分别固定有第二外套钢管和第三外套钢管；所述第一外套钢管与第二外套钢管之间通过第一高强螺栓连接；所述第三外套钢管与基础承台之间通过第二高强螺栓连接；所述钢管混凝土上部节段与基础承台之间固定有预应力筋；所述钢管混凝土上部节段底部与钢管混凝土下部节段周侧设置有防护混凝土；本发明意在解决基于延性设计的桥墩震后残余位移大，承载力损失严重，塑性铰区损伤不易修复的问题。

技术领域

本发明涉及桥梁建筑技术领域，具体公开了一种可更换塑性铰的自复位预制拼装钢管混凝土桥墩节点连接结构及其施工方法。

背景技术

桥梁预制拼装技术的特点是标准化设计、工厂化生产、装配化施工，具有施工速度快、施工质量高、对环境影响小、安全程度高等优点，是未来桥梁建造发展的必然趋势。

基于延性抗震设计的桥梁结构在地震作用下桥墩底部会形成塑性铰，可以耗散地震能量，但是震后的残余位移较大，承载力损失严重，而且塑性铰区的损伤很难修复。

钢管混凝土桥墩具有承载力高、延性好、施工方便等优点，而在地震作用下墩底塑性铰区的钢管易于发生鼓曲甚至撕裂，混凝土也会被压碎；如果对整个桥墩进行重建会耗费大量的时间，阻碍灾后救援，造成更多的经济损失，因此对于塑性铰区的快速更换和修复是十分必要的。

发明内容

本发明意在提供一种可更换塑性铰的自复位预制拼装钢管混凝土桥墩节点连接结构及其施工方法，以解决基于延性设计的桥墩震后残余位移大，承载力损失严重，塑性铰区损伤不易修复的问题。

为了达到上述目的，本发明的基础方案为：

一种可更换塑性铰的自复位预制拼装钢管混凝土桥墩节点连接结构及其施工方法，包括钢管混凝土上部节段、钢管混凝土底部节段、基础承台；所述钢管混凝土上部节段底部固定有第一外套钢管，所述钢管混凝土底部节段的顶部和底部分别固定有第二外套钢管和第三外套钢管；所述第一外套钢管与第二外套钢管之间通过第一高强螺栓连接；所述第三外套钢管与基础承台之间通过第二高强螺栓连接；所述钢管混凝土上部节段与基础承台之间固定有预应力筋；所述钢管混凝土上部节段底部与钢管混凝土下部节段周侧设置有防护混凝土。

当地震发生时，桥梁带动钢管混凝土上部节段晃动，使钢管混凝土上部节段与钢管混凝土底部节段之间发生错位，错位后，通过预应力筋为钢管混凝土上部节段提供复位的作用力，使钢管混凝土上部节段复位，防止桥墩错位，影响桥墩的支撑作用；震后，可以将防护混凝土敲除，作好临时支撑后将预应力筋、第一高强螺栓和第二高强螺栓拆卸，即可将整个钢管混凝土底部节段拆除；再通过高强螺栓将新的钢管混凝土底部节段连接到结构中，安装新的预应力筋，浇筑防护混凝土，即可达到震后塑性铰更换和修复的目的，整个操作流程简便快捷，并不会长期影响桥墩的正常使用。

可选地，所述钢管混凝土上部节段包括上部节段钢管，上部节段钢管内设置有上部节段内填混凝土，所述第一外套钢管固定于上部节段钢管上；所述钢管混凝土底部节段包括底部节段钢管，底部节段钢管内设置有底部节段内填混凝土，所述第二外套钢管、第三外套钢管固定于底部节段钢管上。

通过上部节段钢管与底部节段钢管将内侧的上部节段内填混凝土与底部节段内填混凝土与外界进行隔离，在拆除防护混凝土时并不会过多对节段内填混凝土造成影响，避免对钢管混凝土上部节段造成影响。