本實(shí)用新型專利技術(shù)提供了一種消能自復(fù)位橋墩節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)，包括橋梁墩柱和橋臺(tái)，橋梁墩柱的底端和橋臺(tái)的頂面為分體結(jié)構(gòu)；嵌合式上接頭的上摩擦凸面與嵌合式下接頭的下摩擦凹面接觸配合形成橋墩節(jié)點(diǎn)，將橋梁墩柱和橋臺(tái)配合安裝在一起實(shí)現(xiàn)消能自復(fù)位。結(jié)構(gòu)受荷時(shí)的最大彎矩可以達(dá)到整體固連設(shè)計(jì)的墩柱端部截面的屈服彎矩，因此有效保證了結(jié)構(gòu)整體抗彎剛度不下降。嵌入式的接頭設(shè)計(jì)有助于墩柱施工定位接合，限制了橫向位置增強(qiáng)體系穩(wěn)定性；提供了更為可靠的橫向剪力傳遞機(jī)制，保護(hù)了高張拉應(yīng)力狀態(tài)下的預(yù)應(yīng)力鋼束不會(huì)在墩柱端面與基礎(chǔ)頂面的橫向錯(cuò)動(dòng)中遭受破壞。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
【專利摘要】本技術(shù)提供了一種消能自復(fù)位橋墩節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)，包括橋梁墩柱和橋臺(tái)，橋梁墩柱的底端和橋臺(tái)的頂面為分體結(jié)構(gòu)；嵌合式上接頭的上摩擦凸面與嵌合式下接頭的下摩擦凹面接觸配合形成橋墩節(jié)點(diǎn)，將橋梁墩柱和橋臺(tái)配合安裝在一起實(shí)現(xiàn)消能自復(fù)位。結(jié)構(gòu)受荷時(shí)的最大彎矩可以達(dá)到整體固連設(shè)計(jì)的墩柱端部截面的屈服彎矩，因此有效保證了結(jié)構(gòu)整體抗彎剛度不下降。嵌入式的接頭設(shè)計(jì)有助于墩柱施工定位接合，限制了橫向位置增強(qiáng)體系穩(wěn)定性；提供了更為可靠的橫向剪力傳遞機(jī)制，保護(hù)了高張拉應(yīng)力狀態(tài)下的預(yù)應(yīng)力鋼束不會(huì)在墩柱端面與基礎(chǔ)頂面的橫向錯(cuò)動(dòng)中遭受破壞。【專利說(shuō)明】一種消能自復(fù)位橋墩節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)
本技術(shù)屬于橋梁工程領(lǐng)域，涉及橋墩節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)，具體涉及一種消能自復(fù)位橋墩節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)。
技術(shù)介紹
在地震防災(zāi)體系中，橋梁系統(tǒng)為重要的生命線，連結(jié)維護(hù)生命財(cái)產(chǎn)安全所需的許多重要建筑物，如醫(yī)院、消防站、學(xué)校和公共避難場(chǎng)所等，扮演交通樞紐的角色。因此，在地震作用下，橋梁系統(tǒng)需維持應(yīng)有的運(yùn)輸功能。若橋梁于地震中受損而喪失交通運(yùn)輸功能，除了造成生命傷亡與財(cái)產(chǎn)損失外，也將影響救災(zāi)重建工作。因而有必要提出新的橋梁設(shè)計(jì)理念，既方便施工又經(jīng)濟(jì)安全，而且在強(qiáng)烈地震作用下橋梁毫無(wú)損傷，以滿足地震災(zāi)后的運(yùn)輸需求。目前傳統(tǒng)橋梁抗震設(shè)計(jì)為延性設(shè)計(jì)和隔震設(shè)計(jì)。在延性設(shè)計(jì)理論中，橋梁結(jié)構(gòu)系統(tǒng)根據(jù)強(qiáng)梁弱柱原則來(lái)設(shè)計(jì)，以橋墩塑性鉸的延性來(lái)消耗地震能量。借助塑鉸區(qū)鋼筋屈服與混凝土的滯回變形達(dá)到所需的延性。然而，這些非彈性變形在地震過(guò)后也將造成永久殘余變形。殘余變形所造成的輕微損壞或許可以修復(fù)但修復(fù)后的橋墩承載力很難預(yù)測(cè)。而嚴(yán)重?fù)p壞的橋梁則需重建，這既費(fèi)時(shí)耗力又使交通癱瘓。而隔震設(shè)計(jì)的主要原理為延長(zhǎng)結(jié)構(gòu)體系的自振周期以隔離地震能量，再將輸入的地震能量用消能裝置吸收，以降低主結(jié)構(gòu)體的地震需求，使橋梁免于地震損害。這些隔減震構(gòu)件大都安置于橋墩頂端，即上下部結(jié)構(gòu)的交接處，但是隔震元件造價(jià)比較昂貴，且施工安裝不太方便。在大震中，現(xiàn)在的設(shè)計(jì)方法雖然保證了橋墩的不倒，但其殘余變形大，承載力性能難以保證，不能滿足繼續(xù)使用的功能。又因橋墩在橋梁結(jié)構(gòu)抗震中的作用決定了橋墩現(xiàn)在還不能采用“硬碰硬”的方式來(lái)抵抗地震作用，故提出既能確保橋墩在地震作用后有可以接受的殘余變形，使得橋梁結(jié)構(gòu)基本無(wú)損傷，震后可以維持原有功能，又可以減少或者不使用昂貴的隔震元件并保證結(jié)構(gòu)穩(wěn)定安全的新型自復(fù)位消能結(jié)構(gòu)的需求非常迫切。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本技術(shù)的目的在于，提供一種消能自復(fù)位橋墩節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)，解決橋梁在經(jīng)過(guò)地震后，殘余變形大，承載力性能難以保證，不能滿足繼續(xù)使用的技術(shù)問(wèn)題。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本技術(shù)采用如下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn):一種消能自復(fù)位橋墩節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)，包括橋梁墩柱和橋臺(tái)，橋梁墩柱的底端和橋臺(tái)的頂面為分體結(jié)構(gòu)；所述的橋梁墩柱底端預(yù)埋有凸出橋梁墩柱底端的嵌合式上接頭，所述的嵌合式上接頭包括埋入橋梁墩柱底端的上固定件，上固定件上固結(jié)有上摩擦凸面，上摩擦凸面凸出橋梁墩柱底端；所述的橋臺(tái)內(nèi)預(yù)埋有凹入橋臺(tái)頂面的嵌合式下接頭，所述的嵌合式下接頭包括埋入橋臺(tái)內(nèi)的下鋼板，下鋼板通過(guò)豎向角鋼與下摩擦凹面固定連接，下摩擦凹面凹入橋臺(tái)頂面；嵌合式上接頭的上摩擦凸面與嵌合式下接頭的下摩擦凹面接觸配合形成橋墩節(jié)點(diǎn)，將橋梁墩柱和橋臺(tái)配合安裝在一起實(shí)現(xiàn)消能自復(fù)位。本技術(shù)還包括如下區(qū)別技術(shù)特征:所述的嵌合式上接頭采用球入式上接頭，所述的嵌合式下接頭采用球入式下接頭。所述的橋梁墩柱的外壁上預(yù)制有連接耳座，橋臺(tái)的頂面上預(yù)制有連接板，連接板上固結(jié)有連接底座，粘滯阻尼器的一端與連接耳座相連，粘滯阻尼器的另一端與連接底座相連。所述的橋梁墩柱內(nèi)預(yù)制有縱筋及箍筋。所述的連接耳座與縱筋及箍筋固結(jié)在一起，所述的連接板與摩擦凹面一體化固結(jié)在一起。所述的橋梁墩柱和橋臺(tái)中還打孔預(yù)制有無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼筋，所述的無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼筋貫穿嵌合式上接頭和嵌合式下接頭。所述的無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼筋的一端錨接在橋梁墩柱的頂端上，無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼筋的另一端錨接在橋臺(tái)的底面上。所述的無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼筋的一端錨接在橋梁墩柱的頂端上，無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼筋的另一端焊接在橋臺(tái)內(nèi)的下鋼板上。本技術(shù)與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下技術(shù)效果:(I)本技術(shù)設(shè)計(jì)應(yīng)用靈活，墩柱高度較小的情況下采用貫穿式的預(yù)應(yīng)力施加方式;墩身高度大，則采用柱端局部式來(lái)施加無(wú)粘接預(yù)應(yīng)力鋼筋，限制墩柱節(jié)點(diǎn)預(yù)應(yīng)力鋼束僅分布在局部墩身。局部式施加預(yù)應(yīng)力降低了對(duì)墩柱穩(wěn)定性的要求，對(duì)墩柱高度變化不敏感，適用性更強(qiáng)。( Π )墩柱節(jié)點(diǎn)端部接頭可采用高性能鋼材制作，滿足端部接頭接觸不均勻的局部承壓要求，避免混凝土接頭的局部壓潰導(dǎo)致的預(yù)設(shè)變形機(jī)制失效，同時(shí)增強(qiáng)施工的便利性。(m)合理設(shè)計(jì)后，結(jié)構(gòu)受荷時(shí)的最大彎矩可以達(dá)到整體固連設(shè)計(jì)的墩柱端部截面的屈服彎矩，因此有效保證了結(jié)構(gòu)整體抗彎剛度不下降。(IV)嵌入式的接頭設(shè)計(jì)有助于墩柱施工定位接合，限制了橫向位置增強(qiáng)體系穩(wěn)定性;提供了更為可靠的橫向剪力傳遞機(jī)制，保護(hù)了高張拉應(yīng)力狀態(tài)下的預(yù)應(yīng)力鋼束不會(huì)在墩柱端面與基礎(chǔ)頂面的橫向錯(cuò)動(dòng)中遭受破壞。(V)嵌合式接頭接觸面采用摩擦消能以及分布在墩柱外側(cè)四周或兩端的附加粘滯阻尼器滯回消能保證了截面具有足夠的延性耗能能力。(VI)本技術(shù)的自復(fù)位消能橋墩受力明確，結(jié)構(gòu)合理，震后殘余變形小，震后彈性承載力基本不下降，能夠很好的滿足對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)抗震性能的更高要求。【附圖說(shuō)明】圖1是本技術(shù)的整體結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是圖1的A-A截面結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是橋臺(tái)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中各個(gè)標(biāo)號(hào)的含義為:1-橋梁墩柱，2-橋臺(tái)，3-嵌合式上接頭，(3-1)-上固定件，(3-2)-上摩擦凸面，4-嵌合式下接頭，(4-1)-下鋼板，(4-2)豎向角鋼，(4-3)-下摩擦凹面，5-連接耳座，6-連接板，7-連接底座，8-粘滯阻尼器，9-縱筋及箍筋，I O-無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼筋。以下結(jié)合附圖對(duì)本技術(shù)的具體內(nèi)容作進(jìn)一步詳細(xì)解釋說(shuō)明。【具體實(shí)施方式】以下給出本技術(shù)的具體實(shí)施例，需要說(shuō)明的是本技術(shù)并不局限于以下具體實(shí)施例，凡在本申請(qǐng)技術(shù)方案基礎(chǔ)上做的等同變換均落入本技術(shù)的保護(hù)范圍。實(shí)施例:遵從上述技術(shù)方案，如圖1至圖3所示，本實(shí)施例給出一種消能自復(fù)位橋墩節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)，包括橋梁墩柱I和橋臺(tái)2，橋梁墩柱I的底端和橋臺(tái)2的頂面為分體結(jié)構(gòu)；所述的橋梁墩柱I底端預(yù)埋有凸出橋梁墩柱I底端的嵌合式上接頭3，所述的嵌合式上接頭3包括埋入橋梁墩柱I底端的上固定件3-1，上固定件3-1上固結(jié)有上摩擦凸面3-2，上摩擦凸面3-2凸出橋梁墩柱I底端；所述的橋臺(tái)2內(nèi)預(yù)埋有凹入橋臺(tái)2頂面的嵌合式下接頭4，所述的嵌合式下接頭4包括埋入橋臺(tái)2內(nèi)的下鋼板4-1，下鋼板4-1通過(guò)豎向角鋼4-2與下摩擦凹面4-3固定連接，下摩擦凹面4-3凹入橋臺(tái)2頂面；嵌合式上接頭3的上摩擦凸面3-2與嵌合式下接頭4的下摩擦凹面4-3接觸配合形成橋墩節(jié)點(diǎn)，將橋梁墩柱I和橋臺(tái)2配合安裝在一起實(shí)現(xiàn)消能自復(fù)位。嵌合式上接頭3采用球入式上接頭，所述的嵌合式下接頭4采用球入式下接頭。橋梁墩柱I的外壁上預(yù)制有連接耳座5，橋臺(tái)2的頂面上預(yù)制有連接板6，連接板6上固結(jié)有連接底座7，粘滯阻尼器8的一端與連接耳座5相連，粘滯阻尼器8的另一端與連接底座7相連。橋本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種消能自復(fù)位橋墩節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)，包括橋梁墩柱(1)和橋臺(tái)(2)，其特征在于：橋梁墩柱(1)的底端和橋臺(tái)(2)的頂面為分體結(jié)構(gòu)；所述的橋梁墩柱(1)底端預(yù)埋有凸出橋梁墩柱(1)底端的嵌合式上接頭(3)，所述的嵌合式上接頭(3)包括埋入橋梁墩柱(1)底端的上固定件(3?1)，上固定件(3?1)上固結(jié)有上摩擦凸面(3?2)，上摩擦凸面(3?2)凸出橋梁墩柱(1)底端；所述的橋臺(tái)(2)內(nèi)預(yù)埋有凹入橋臺(tái)(2)頂面的嵌合式下接頭(4)，所述的嵌合式下接頭(4)包括埋入橋臺(tái)(2)內(nèi)的下鋼板(4?1)，下鋼板(4?1)通過(guò)豎向角鋼(4?2)與下摩擦凹面(4?3)固定連接，下摩擦凹面(4?3)凹入橋臺(tái)(2)頂面；嵌合式上接頭(3)的上摩擦凸面(3?2)與嵌合式下接頭(4)的下摩擦凹面(4?3)接觸配合形成橋墩節(jié)點(diǎn)，將橋梁墩柱(1)和橋臺(tái)(2)配合安裝在一起實(shí)現(xiàn)消能自復(fù)位。
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：杜冬利，郁小冠，劉毅，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：長(zhǎng)安大學(xué)，
類型：新型
國(guó)別省市：陜西;61
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