[发明专利]一种自复位粘滞阻尼器的预制装配式摇摆桥墩结构体系

说明书

本发明涉及一种自复位粘滞阻尼器的预制装配式摇摆桥墩结构体系，属于桥梁工程减隔震技术领域。包括预制墩柱、预制承台、预制加台、限位钢板、粘滞阻尼器以及摩擦片；预制加台和预制承台之间设置有摩擦片，限位钢板沿预制加台一圈套设设置，粘滞阻尼器设置在限位钢板和预制加台之间，包括：外滑套、活塞杆、密封盖A、磁铁A、活塞、缸壁、密封盖B、磁铁B、上端盖、下端盖。地震过程中，整个结构体系产生摇摆，通过自复位粘滞阻尼器耗散地震能量，同时通过结构自重及磁铁斥力，可使桥梁结构回复至原始位置，有效控制桥梁结构在地震作用下的损伤；本发明可实现现场全预制拼装施工，有效缩短施工工期，实现高效、快捷、绿色的工业化建造方式。

技术领域

本发明涉及一种桥墩结构体系，特别是一种自复位粘滞阻尼器的预制装配式摇摆桥墩结构体系，属于桥梁工程减隔震技术领域。

背景技术

地震灾害具有突发性、可预见性低、破坏性强等特点，可以在瞬间爆发极大的能量，对各类建筑物或构筑物产生很大破坏，对人民生命财产的威胁也是毁灭性的，因此地震荷载是现代土木工程最重要的控制荷载。从古至今发生过多次重大地震灾害，造成了巨大破坏和人员伤亡。随着我国经济的快速发展和城市化进程的推进，人口财富越来越集中，由于结构抗震设施及国家抗震救灾政策和应急体系的完善，地震人员伤亡数量已经显著下降，但是地震造成的经济损失依然是巨大的，尤其震后对建筑物的修复常常需要花费很大代价。基于此，可恢复功能结构日益受到地震工程和土木工程邻域研究者的重视，地震可恢复功能结构指的是地震后不需要修复或者稍加修复即可恢复功能的结构。桥梁作为极其重要的生命线枢纽工程，对于震后救助伤员、抢救物资和灾区重建都有着非常重要的作用，但是桥梁一旦遭到地震破坏修复极其困难，由于桥梁破坏造成的交通生命线损毁、中断而导致救援人员不能及时到位，间接造成的经济损失和人员伤亡不可估量。

对于传统桥梁抗震设计，桥墩的抗震主要采用延性抗震设计和隔震抗震设计。其中延性抗震设计理论是存在缺陷的，它只强调了结构延性反应幅值对结构损伤的影响，而没有揭示工程震害的发生机理。同样隔震抗震设计也有很多不足之处，通常隔震构件安装在桥墩顶端，其成本比较昂贵，并且施工安装难度也比较大。在桥梁遇到大震时即使可以保证桥墩不会倒塌但是其残余变形往往过大，震后的维修加固不仅难度大而且要花费很大的资源；此外，当前城市桥梁的建设仍以现场浇筑为主，施工工期长，场地占用大，造成桥梁建设场地周边严重的交通拥堵。

摇摆-自复位体系是一种新型体系，具有很好的应用前景，强震下结构发生摇摆反应，可释放结构节点处的弯矩，避免了塑性铰的出现，但是该结构体系耗能能力极弱，结构强度和刚度也很小，承载力低；目前已有的改进方法仅是在桥墩墩底增加耗能装置，但是耗能效果并不明显，且对桥墩节点处也有较大损伤，耗能及复位效果并不明显，震后修复压力也很大。

基于上述面临的问题，现迫切地需要一种既可以在震中充分耗能减震，减小峰值位移又可以震后自复位，减小残余位移，不需修复或稍加修复便可恢复其使用功能的新型桥墩结构体系。

发明内容

基于现有技术的上述缺陷，本发明提出了一种自复位粘滞阻尼器的预制装配式摇摆桥墩结构体系，用以解决地震过程中能量耗散以及自复位的问题。

为解决上述问题，本发明采用了如下技术方案：

一种自复位粘滞阻尼器的预制装配式摇摆桥墩结构体系，包括预制墩柱、预制承台，还包括预制加台、限位钢板、粘滞阻尼器以及摩擦片；

所述预制墩柱和其下的预制加台整体浇筑在一起；所述预制加台和其下的预制承台之间只设置有摩擦片，用于增大摩擦，限制预制加台的滑动，防止预制墩柱和预制加台错位倾覆；除摩擦片以外，预制承台和预制加台间无任何约束，两者之间的接触面是自由面，以实现大震作用下预制墩柱的摇摆；

所述限位钢板沿着预制加台一圈套设设置，限位钢板包括水平钢板以及外包竖直钢板，外包竖直钢板通过螺栓与预制承台上的预埋件连接；所述粘滞阻尼器设置在限位钢板和预制加台之间，上端和水平钢板紧密接触，下端和预制加台紧密接触；