一種用于高架橋雙柱式橋墩的橫系梁結構制造技術

本實用新型專利技術提供了一種用于高架橋雙柱式橋墩的橫系梁結構，其與橋墩連接位置處采用了軟鋼連接件，解決了與橋墩連接處容易產(chǎn)生裂縫的問題，同時橫系梁的主體部分采用了系梁中部段與兩個系梁連接段通過橫向榫接配合裝配連接的三段式結構，利用該三段式結構之間的橫向滑動摩擦吸能減震以及軟鋼連接件的塑性能耗在縱向上的吸能減震，能夠幫助降低雙柱式橋墩在地震中的地震動力響應，從而降低橋墩的受震損害，此外該三段式結構也使得橫系梁具備了更好的可更換、易修復性能，還能夠通過在三段式結構的榫接接縫中灌注防滑材料進一步的提升橫系梁結構對雙柱式橋墩的耗能減震效果，能夠有效的幫助進一步提升高架橋整體的穩(wěn)定性和抗震性能。

【技術實現(xiàn)步驟摘要】
一種用于高架橋雙柱式橋墩的橫系梁結構
本技術涉及橋梁抗震
，特別涉及一種用于高架橋雙柱式橋墩的橫系梁結構。
技術介紹
對于高架橋的雙柱式橋墩，常在兩墩橫向間設置一道或兩道柱狀橫系梁，不僅僅起到增加墩的整體穩(wěn)定性，還使地震發(fā)生時橋墩間因橫系梁的延性破壞而得到緩沖，橋墩不因地震的發(fā)生而導致突發(fā)性倒塌。傳統(tǒng)的橫系梁設計是采用鋼筋混凝土材料，并通過增大系梁的截面尺寸及配筋率來提高強度以及穩(wěn)定性，從而在一定程度上提高高架橋的抗震性能。然而強震發(fā)生時僅僅利用鋼筋混凝土橫系梁來抵擋地震動所起的效用是有限的，抗震效果并不能隨截面尺寸和配筋率的提高而有明顯提升。對橋梁橋墩橫系梁設計的大量工程實踐表明，在地震荷載作用下，隨著地震動的影響，結構局部會發(fā)生不定向位移進而發(fā)生振動、搖晃，高架橋的雙柱式橋墩會發(fā)生彎曲變形，橋墩的變形擺動容易導致鋼筋混凝土橫系梁與橋墩連接處產(chǎn)生裂縫，裂縫的出現(xiàn)會降低橫系梁結構的耐久性，同時雙柱式橋墩變形引起的拉扯也容易使得鋼筋混凝土橫系梁的梁體受到損壞，從而影響了高架橋整體的穩(wěn)定性和抗震性能。結構抗震減震控制的核心目的是在主體結構上加裝附加耗能系統(tǒng)從而轉移或耗散主體結構的地震能量，以保護主體結構在地震作用下不致破壞或將震損程度降至最低。但是，如果能將結構中的非主要受力部件替換為兼具其靜、動力性能的減震控制裝置，則可以達到對主體結構進行減震控制的目的。所以，鑒于雙柱式橋墩橫系梁的靜動力功能，開發(fā)能夠替代傳統(tǒng)橫系梁僅依靠鋼筋混凝土結構的新型橫系梁結構，既能滿足提高橋墩靜力穩(wěn)定性的功能，又能在地震作用下提供耗能功能，震后可更換、易修復，將對高架橋的抗震設計具有重要的工程意義和適用價值。
技術實現(xiàn)思路
針對現(xiàn)有技術中存在的上述不足，本技術的目的在于提供一種用于高架橋雙柱式橋墩的橫系梁結構，其與橋墩的連接部不易產(chǎn)生裂縫，且能夠在地震時轉移和耗散高架橋雙柱式橋墩承受的地震能量，降低橋墩的受震損害，從而幫助進一步提升高架橋整體的穩(wěn)定性和抗震性能。為實現(xiàn)上述目的，本技術采用了如下的技術方案：一種用于高架橋雙柱式橋墩的橫系梁結構，所述橫系梁結構包括兩個系梁連接段，以及連接在兩個系梁連接段之間的系梁中部段，所述系梁中部段和兩個系梁連接段均為鋼筋混凝土結構的橫向柱狀體；系梁連接段背向系梁中部段的一端設置有用于與橋墩固定連接的軟鋼連接件，系梁連接段朝向遠離系梁中部段一端的端面上具有橫向貫通設置的榫接凹槽；系梁中部段兩端的端面上均具有橫向延伸設置的榫接凸條，通過與兩個系梁連接段上的榫接凹槽相互榫接配合裝配，而實現(xiàn)與兩個系梁連接段的連接。上述用于高架橋雙柱式橋墩的橫系梁結構中，作為優(yōu)選方案，所述軟鋼連接件包括在系梁連接段背向系梁中部段一端的端面上沿橫向間隔布置的多個軟鋼連接單元；每個軟鋼連接單元整體為豎向設置的軟鋼框架結構，包括矩形的軟鋼外框，以及傾斜地焊接于軟鋼外框內且連接軟鋼外框上兩個豎向側邊框的軟鋼斜支臂；軟鋼連接單元通過其軟鋼外框上的一個豎向側邊框固定安裝在系梁連接段背向系梁中部段一端的端面上，另一個豎向側邊框上具有用于與橋墩固定連接的連接安裝結構。上述用于高架橋雙柱式橋墩的橫系梁結構中，作為改進方案，所述軟鋼連接單元中，軟鋼外框內位于其豎向側邊框與軟鋼斜支臂相連接位置處還橫向地焊接有連接軟鋼外框上兩個豎向側邊框的軟鋼橫支臂。上述用于高架橋雙柱式橋墩的橫系梁結構中，作為優(yōu)選方案，所述系梁中部段采用超高性能混凝土預制而成。上述用于高架橋雙柱式橋墩的橫系梁結構中，作為優(yōu)選方案，所述系梁中部段和兩個系梁連接段均為橫向設置的四棱柱狀體，且四條側棱邊上均具有45度倒角。上述用于高架橋雙柱式橋墩的橫系梁結構中，作為改進方案，所述系梁中部段的四個四棱柱狀體側面上均設置有沿長度方向延伸的凸棱。上述用于高架橋雙柱式橋墩的橫系梁結構中，作為優(yōu)選方案，所述凸棱的橫截面為朝向系梁中部段一側為長底邊、背向系梁中部段一側為短底邊的梯形狀。上述用于高架橋雙柱式橋墩的橫系梁結構中，作為改進方案，所述系梁中部段與兩個系梁連接段的榫接接縫中灌注有防滑材料。上述用于高架橋雙柱式橋墩的橫系梁結構中，作為優(yōu)選方案，所述防滑材料為軟鉛或瀝青。相比于現(xiàn)有技術，本技術具有以下有益效果：本技術的有益效果是，橫系梁中間的超高性能混凝土段能裝配式安裝在兩端鋼筋混凝土之間，能方便地安裝、更換，兩組橫系梁之間也用矩形榫頭無縫連接；橫系梁中間段和榫頭材料為超高性能混凝土，韌性好，變形量較大，受到地震動影響后不易完全失效而導致橫系梁的整體斷裂，因此可有效提高橫系梁以及橋墩的抗震性，有效地解決了普通鋼筋混凝土橫系梁受地震動影響后，從而失去整體性的問題。1、本技術用于高架橋雙柱式橋墩的橫系梁結構，其與橋墩連接位置處采用了軟鋼連接件，解決了橫系梁直接與橋墩連接而容易在連接處產(chǎn)生裂縫的問題，同時橫系梁的主體部分采用了系梁中部段與兩個系梁連接段通過橫向榫接配合裝配連接的三段式結構，利用該三段式結構之間的橫向滑動摩擦吸能減震以及軟鋼連接件的塑性能耗在縱向上的吸能減震，能夠幫助降低雙柱式橋墩在地震中發(fā)生橫向、縱向變形的加速度、慣性力和位移量等地震動力響應，從而降低橋墩的受震損害。2、本技術用于高架橋雙柱式橋墩的橫系梁結構中，橫系梁主體部分的三段式結構也使其具備了更好的可更換、易修復性能。3、本技術用于高架橋雙柱式橋墩的橫系梁結構中，還能夠通過在橫系梁主體的系梁中部段與兩個系梁連接段的榫接接縫中灌注防滑材料，增加兩個系梁連接段上的榫接凹槽與系梁中部段兩端的榫接凸條之間的橫向滑動時的摩擦耗能，并帶動防滑材料發(fā)生剪切塑流耗能現(xiàn)象，進一步的消耗地震能量，從而更進一步的提升橫系梁結構對雙柱式橋墩的耗能減震效果。附圖說明圖1為本技術橫系梁結構的一種具體實施方式的主視圖。圖2為圖1所示橫系梁結構的側視圖。圖3為本技術橫系梁結構中軟鋼連接件的一種具體實施結構示意圖。圖4為本技術橫系梁結構中軟鋼連接件的另一種具體實施結構示意圖。圖5為本技術橫系梁結構中軟鋼連接件的另一種具體實施結構示意圖。圖6為本技術橫系梁結構中軟鋼連接件的另一種具體實施結構示意圖。具體實施方式下面結合附圖和具體實施方式對本技術用于高架橋雙柱式橋墩的橫系梁結構進行進一步的說明。參見圖1和圖2，本技術提供了一種用于高架橋雙柱式橋墩的橫系梁結構，該橫系梁結構包括兩個系梁連接段10，以及連接在兩個系梁連接段之間的系梁中部段20，系梁中部段20和兩個系梁連接段10均為鋼筋混凝土結構的橫向柱狀體；其中，系梁連接段10背向系梁中部段的一端設置有用于與橋墩固定連接的軟鋼連接件30，系梁連接段10朝向遠離系梁中部段一端的端面上具有橫向貫通設置的榫接凹槽11；系梁中部段20兩端的端面上均具有橫向延伸設置的榫接凸條21，通過與兩個系梁連接段上的榫接凹槽11相互榫接配合裝配，而實現(xiàn)與兩個系梁連接段的連接。在本技術的橫系梁結構，其與橋墩連接位置處采用了軟鋼連接件，由于軟鋼有一定彈性模量，利用這一特性，在發(fā)生地震導致橋墩變形扭動時，軟鋼連接件則能夠在受拉、壓作用下呈塑性狀態(tài)，更好的保證與橋墩的連接不屈服、不被破壞，從而解決了現(xiàn)有技術中鋼筋混凝土橫系梁直接與橋墩連接而容易在連接處產(chǎn)生裂縫本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術保護點】
一種用于高架橋雙柱式橋墩的橫系梁結構，其特征在于，所述橫系梁結構包括兩個系梁連接段，以及連接在兩個系梁連接段之間的系梁中部段，所述系梁中部段和兩個系梁連接段均為鋼筋混凝土結構的橫向柱狀體；系梁連接段背向系梁中部段的一端設置有用于與橋墩固定連接的軟鋼連接件，系梁連接段朝向遠離系梁中部段一端的端面上具有橫向貫通設置的榫接凹槽；系梁中部段兩端的端面上均具有橫向延伸設置的榫接凸條，通過與兩個系梁連接段上的榫接凹槽相互榫接配合裝配，而實現(xiàn)與兩個系梁連接段的連接。

【技術特征摘要】
1.一種用于高架橋雙柱式橋墩的橫系梁結構，其特征在于，所述橫系梁結構包括兩個系梁連接段，以及連接在兩個系梁連接段之間的系梁中部段，所述系梁中部段和兩個系梁連接段均為鋼筋混凝土結構的橫向柱狀體；系梁連接段背向系梁中部段的一端設置有用于與橋墩固定連接的軟鋼連接件，系梁連接段朝向遠離系梁中部段一端的端面上具有橫向貫通設置的榫接凹槽；系梁中部段兩端的端面上均具有橫向延伸設置的榫接凸條，通過與兩個系梁連接段上的榫接凹槽相互榫接配合裝配，而實現(xiàn)與兩個系梁連接段的連接。2.根據(jù)權利要求1所述用于高架橋雙柱式橋墩的橫系梁結構，其特征在于，所述軟鋼連接件包括在系梁連接段背向系梁中部段一端的端面上沿橫向間隔布置的多個軟鋼連接單元；每個軟鋼連接單元整體為豎向設置的軟鋼框架結構，包括矩形的軟鋼外框，以及傾斜地焊接于軟鋼外框內且連接軟鋼外框上兩個豎向側邊框的軟鋼斜支臂；軟鋼連接單元通過其軟鋼外框上的一個豎向側邊框固定安裝在系梁連接段背向系梁中部段一端的端面上，另一個豎向側邊框上具有用于與橋墩固定連接的連接安裝結構。3.根據(jù)權利要求2所述用于高架...

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：朱殷橋，廖曉璇，
申請(專利權)人：西南交通大學，
類型：新型
國別省市：四川,51