[发明专利]一种橡胶耗能的自复位承插式桥墩连接构造及其装配方法

说明书

本发明属于桥梁领域，具体涉及一种橡胶耗能的自复位承插式桥墩连接构造及其装配方法。包括桥墩，承台，高强钢绞线和耗能构件；承台中部设有承插孔，桥墩的埋置段设置在承台内，桥墩和承台上下通过高强钢绞线锚固，桥墩埋置段和承台之间设置耗能构件；耗能构件包括套设在桥墩埋置段的钢套筒、设置在承插孔内侧的钢板和设置在钢套筒和钢板底部的钢底板，钢板和钢套筒之间设有交替设置的铅芯和橡胶。本发明橡胶材料具有良好的变形与耗能能力，铅芯可提供较高的初始刚度和塑性变形能力，整个构件具有良好的抗震性能与自复位能力。同时，将自复位预制拼装桥墩与承插式连接构造相结合，实现二者的优势互补，并可实现较快的预制，有效提高施工效率。

技术领域

本发明属于桥梁领域，具体涉及一种橡胶耗能的自复位承插式桥墩连接构造及其装配方法。

背景技术

非等同现浇预制桥墩是指通过采用预应力筋施加后张预应力的连接方式，从而保证预制构件部分基本保持弹性。相对于等同现浇式桥墩，非等同现浇预制桥墩主要具有两大优势：一是在地震作用下的非线性转动主要表现为节点接缝的张开与闭合，保证即使在大震作用下混凝土的拉应变仍处于较低水平，从而大大减少了预制构件本身的受拉损伤；二是具有良好的震后复位能力，符合韧性抗震理念。为提高传统的非等同现浇式的耗能能力，通常采用内置或外置机械连接耗能钢筋的方式。然而，若采用内置耗能钢筋的做法，不易实现耗能构件的震后更换；若采用外置耗能钢筋，则面临腐蚀失效的风险，尤其在氯盐环境较高的地区(特别是海洋环境)。同时，以上两种做法工序无法与承插式连接相结合，实现更高层次的预制装配化。

我国是一个地震多发的国家，而装配式桥墩在地震作用下通常在连接界面处抗震性能较为薄弱，与承台的接头部位破坏严重，震后修复费用昂贵。受此限制，装配式桥墩很难得到推广。

发明内容

本发明的目的在于提供一种橡胶耗能的自复位承插式桥墩连接构造及其装配方法。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种橡胶耗能的自复位承插式桥墩连接构造，包括桥墩，承台，高强钢绞线和耗能构件；

承台中部设有承插孔，桥墩的埋置段设置在承台内，桥墩和承台上下通过高强钢绞线锚固，桥墩埋置段和承台之间设置耗能构件；

耗能构件包括套设在桥墩埋置段的钢套筒、设置在承插孔内侧的钢板和设置在钢套筒和钢板底部的钢底板，钢板和钢套筒之间设有交替设置的铅芯和橡胶。

进一步的，所述钢套筒的外侧壁设有多个抗剪栓钉。

进一步的，高强钢绞线穿过承台、钢底板和桥墩，并使用配套的锚具固定在桥墩的上表面与承台的下端面。

进一步的，还包括桩基，承台设置在桩基上。

进一步的，钢套筒的厚度为5±2mm，钢板的厚度≥5mm，钢套筒和钢板之间的距离为100mm～200mm。

进一步的，抗剪栓钉的公称直径大于等于15mm，抗剪栓钉的长度大于等于40mm。

进一步的，铅芯和橡胶大体呈上下交替设置的层状，每一层的铅芯由多个周向均匀设置的铅芯块组成。

一种利用上述的连接构造的装配方法，包括如下步骤：

步骤(1)：预制上部墩柱，预制墩柱内预留多条预应力筋管道；

步骤(2)：预制钢套筒，在钢套筒的外侧焊接若干个抗剪栓钉，预制钢板，将钢板与钢套筒之间预留间隙，定位完成后，在钢套筒与钢板的底部焊上钢底板；

步骤(3)：在钢套筒与钢板之间安装若干数量的铅芯，在钢套筒与钢板的铅芯间填充橡胶材料，在橡胶材料的表面喷涂保护层材料，形成耗能构件；

步骤(4)：在钢套筒中装入底部墩柱的钢筋笼，预留多条预应力筋孔道，灌入混凝土材料并养护，使承台的底部墩柱与耗能构件形成整体；