[发明专利]一种震后可快速恢复的高桩码头整体减隔震控制体系

说明书

本发明提供一种震后可快速恢复的高桩码头整体减隔震控制体系，包括：码头主体，包括多个间隔设置的桩体以及连接在桩体顶部的上部面板；桩间减震装置，安装在高桩码头横断面方向相邻两个桩体间；桩顶隔震装置，安装于部分桩体的顶部，并连接在相邻两个桩体间。本发明通过在高桩码头桩间采用减震装置，提高码头向海侧桩体的刚度与结构整体耗能能力，进而提高码头结构在震后可恢复能力。

技术领域

本发明涉及港口工程抗震技术领域，具体而言，尤其涉及一种震后可快速恢复的高桩码头整体减隔震控制体系。

背景技术

高桩码头具有对波浪反射小，泊稳条件好等优点，广泛分布于我国沿海地区。然而，由于这些地区地震频发，造成许多高桩码头震害，严重影响我国航运经济正常运营与海上生命线畅通。

高桩码头破坏主要集中在桩身与桩头受弯或受剪破坏，其破坏原因包括上部结构惯性作用及土体侧向变形。其中惯性作用主要指码头上部结构受地震惯性力造成桩体破坏。

为降低码头桩体因受惯性作用造成的损伤，在码头桩顶与桩台面板之间采用隔震构造是一种可行方法。例如，在美国码头抗震规范《Seismic Design of Piers andWharves(ASCE-61-14)》中建议在叉桩桩帽与桩台面板间采用隔震措施。然而，规范提出的码头隔震方案未能解决结构因隔震造成刚度下降、地震位移过大的问题。

为解决上述问题，唐亮将结构减震技术和码头隔震结合，提出《一种高桩码头的组合减隔震结构及其施工方法发明专利申请说明书CN202011613473.0》。然而，这一发明有以下不足：(1)此发明仅提出针对单个桩-桩台面板的减隔震构造措施，未提出针对码头结构整体的减隔震控制方案与装置构造；(2)此发明提出在桩帽与面板之间布设阻尼器，这一布置方式施工难度大(若采用此方法，阻尼器只能待面板浇筑完成后实施安装)，且阻尼器不具备震后可更换性，缺乏结构震后快速可修复特性。(3)此发明提出采用粘滞阻尼器作为减震装置，此装置成本高昂，维护成本大，这一方案可能大幅增加码头施工成本。

针对以上问题，本发明提出具有明确变形机制和高耗能能力的高桩码头整体减隔震控制体系设计方案，并提出具有施工成本低、震后可更换与快速修复性的减隔震装置构造方案。从而提高码头震后可恢复能力，保障我国港口平稳运行。

发明内容

根据上述提出的技术问题，而提供一种震后可快速恢复的高桩码头整体减隔震控制体系。

第一，本发明主要通过在码头不同部位综合采用码头桩间减震装置和桩顶隔震装置实现结构具有明确变形机制和高耗能能力。其中在近岸侧桩布置桩顶隔震装置，在近海侧桩布置桩间减震装置，使得码头在地震中变形将集中于桩间减震阻尼器与桩顶隔震支座，桩体在设计地震水准内基本保持弹性。第二，本发明提出施工简便、震后可快速更换与修复的减隔震装置构造方案，其中阻尼器允许采用成本低廉易修复的摩擦型阻尼器，使得震后一般只需更换阻尼器而无需修复桩体，大幅降低修复时间和成本。

本发明采用的技术手段如下：

一种震后可快速恢复的高桩码头整体减隔震控制体系，包括：

码头主体，包括多个间隔设置的桩体以及连接在桩体顶部的上部面板；

桩间减震装置，安装在高桩码头横断面方向相邻两个桩体间；

桩顶隔震装置，安装于部分桩体的顶部，并连接在相邻两个桩体间；

对于安装有桩顶隔震装置的桩体，定义为桩体组Ⅰ，所述桩体组Ⅰ至少包括两个桩体，桩体顶部与上部面板脱开，且桩体顶部与上部面板的脱开处通过桩顶隔震装置连接；

对于安装有桩间减震装置的桩体，定义为桩体组Ⅱ，所述桩体组Ⅱ至少包括两个桩体；所述桩体组Ⅱ与所述桩体组Ⅰ间隔设置，所述桩体组Ⅱ中桩体的顶部与上部面板间进行固接；或，所述桩体组Ⅱ与所述桩体组Ⅰ相邻设置，其中，相邻处的桩体组Ⅱ与桩体组Ⅰ与同一个桩体连接。