多柱式橋墩地震耗能構(gòu)造的制作方法
【專利摘要】多柱式橋墩地震耗能構(gòu)造，以提高橋梁的減震性能，使橋梁在震后保持結(jié)構(gòu)的完整性。包括相鄰的左側(cè)墩柱（11）、右側(cè)墩柱（12），在左側(cè)墩柱（11）、右側(cè)墩柱（12）之間設(shè)置有一個或沿縱向間隔設(shè)置有多個耗能橫系梁（20），耗能橫系梁（20）包括鋼結(jié)構(gòu)橫梁（22）和固定設(shè)置于其縱向兩端的軟鋼耗能構(gòu)件，軟鋼耗能構(gòu)件與左側(cè)墩柱（11）、右側(cè)墩柱（12）形成連接。
【專利說明】多柱式橋墩地震耗能構(gòu)造
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及橋梁減震構(gòu)造，特別涉及一種多柱式橋墩地震耗能構(gòu)造。
【背景技術(shù)】
[0002]總結(jié)結(jié)構(gòu)抗震技術(shù)的發(fā)展史，可以將其劃分為“抗”、“消”、“隔”三種方式。所謂“抗”，即從改善結(jié)構(gòu)自身抗震性能著手，開發(fā)高性能結(jié)構(gòu)材料及高性能結(jié)構(gòu)構(gòu)件，如高強(qiáng)度混凝土、高強(qiáng)度鋼筋、高強(qiáng)度鋼材、型鋼混凝土結(jié)構(gòu)、鋼管混凝土結(jié)構(gòu)等。所謂“消”，即利用結(jié)構(gòu)抗震控制思想，在結(jié)構(gòu)中加入消能元件幫助結(jié)構(gòu)消耗地震能量，消能元件如金屬阻尼器、摩擦阻尼器、粘彈性阻尼器、粘滯阻尼器、調(diào)諧質(zhì)量阻尼器、調(diào)諧液體阻尼器等；還有一種思路就是進(jìn)行延性設(shè)計，使某些部件在預(yù)定部位形成塑性鉸耗能。所謂“隔”是將地震動作用與結(jié)構(gòu)物通過隔震層部分隔離開來，從而減小輸入結(jié)構(gòu)物的地震動加速度，減小結(jié)構(gòu)物的破壞，如采用鉛芯隔震支座等。但鉛芯支座造價高，從產(chǎn)生之初應(yīng)用就不夠廣泛；延性設(shè)計方法，雖可避免橋梁倒塌，但塑性鉸的永久變形卻導(dǎo)致橋墩嚴(yán)重受損，致使地震過后難以即時修復(fù),從而失去災(zāi)后亟需的運(yùn)輸功能。
[0003]沿著延性設(shè)計這一思路，利用聯(lián)結(jié)梁裝置減震的方法也有應(yīng)用，但是聯(lián)結(jié)梁進(jìn)入塑性后兩薄壁墩之間的連接就失效了，橋墩的穩(wěn)定性無法保證，可能在余震中主體結(jié)構(gòu)受到更加嚴(yán)重的破壞，甚至倒塌。同時，破壞的聯(lián)結(jié)梁很難修復(fù)，即使可以修復(fù)，所花經(jīng)濟(jì)成本和時間成本都很高。
實用新型內(nèi)容
[0004]本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種多柱式橋墩地震耗能構(gòu)造，以提高橋梁的減震性能，使橋梁在震后保持結(jié)構(gòu)的完整性。
[0005]本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案如下:
[0006]本實用新型的多柱式橋墩地震耗能構(gòu)造，包括相鄰的左側(cè)墩柱、右側(cè)墩柱，其特征是:所述左側(cè)墩柱、右側(cè)墩柱之間設(shè)置有一個或沿縱向間隔設(shè)置有多個耗能橫系梁，耗能橫系梁包括鋼結(jié)構(gòu)橫梁和固定設(shè)置于其縱向兩端的軟鋼耗能構(gòu)件，軟鋼耗能構(gòu)件與左側(cè)墩柱、右側(cè)墩柱形成連接。
[0007]本實用新型的有益效果是，具有良好的減震效果，可保證橋墩不屈服、不破壞；震后仍然能發(fā)揮連梁效果，可抵抗一定震級的余震，同時保證救援車輛和人員通行；軟鋼耗能構(gòu)件彈性模量可調(diào)，結(jié)合軟鋼耗能構(gòu)件尺寸設(shè)計，可方便地對每座橋進(jìn)行有針對性的減震設(shè)計；方便施工，而且方便震后更換；適用范圍廣，可用于多柱式橋墩的連續(xù)剛構(gòu)橋、連續(xù)梁橋和簡支梁橋。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]本說明書包括如下四幅附圖:
[0009]圖1是本實用新型多柱式橋墩地震耗能構(gòu)造的立面示意圖；[0010]圖2是本實用新型多柱式橋墩地震耗能構(gòu)造中軟鋼耗能單元的一種結(jié)構(gòu)示意圖；
[0011]圖3本實用新型多柱式橋墩地震耗能構(gòu)造中的耗能橫系梁的安裝方式示意圖；
[0012]圖4是本實用新型多柱式橋墩地震耗能構(gòu)造中的耗能橫系梁的側(cè)視圖。
[0013]圖中示出零部件、部位名稱及所對應(yīng)的標(biāo)記:左側(cè)墩柱11、右側(cè)墩柱12、預(yù)埋連接構(gòu)件13、牛腿14、耗能橫系梁20、軟鋼耗能單元21、矩形框架21a、斜肢21b、鋼結(jié)構(gòu)橫梁22、支撐構(gòu)件23。
【具體實施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進(jìn)一步說明。
[0015]參照圖1，本實用新型的多柱式橋墩地震耗能構(gòu)造，包括相鄰的左側(cè)墩柱11、右側(cè)墩柱12。所述左側(cè)墩柱11、右側(cè)墩柱12之間設(shè)置有一個或沿縱向間隔設(shè)置有多個耗能橫系梁20，耗能橫系梁20包括鋼結(jié)構(gòu)橫梁22和固定設(shè)置于其縱向兩端的軟鋼耗能構(gòu)件，軟鋼耗能構(gòu)件與左側(cè)墩柱11、右側(cè)墩柱12形成連接。
[0016]參照圖3和圖4，所述軟鋼耗能構(gòu)件由橫向間隔設(shè)置于鋼結(jié)構(gòu)橫梁22端面上的軟鋼耗能單元組構(gòu)成，每個軟鋼耗能單元組包括至少兩個縱向設(shè)置的軟鋼耗能單元21。圖2示出的是軟鋼耗能單元21的一種具體結(jié)構(gòu)，即軟鋼耗能單元21由矩形框架21a和焊接于其內(nèi)的斜肢21b構(gòu)成。在正常使用時，軟鋼耗能構(gòu)件作用等同于傳統(tǒng)的橫系梁，地震時進(jìn)行耗能減震。軟鋼有一定彈性模量，軟鋼耗能構(gòu)件正是利用這一特性，在地震中，軟鋼耗能單元21的各肢受拉、壓作用，進(jìn)入塑性，保證連接件及橋墩不屈服、不破壞，同時通過軟鋼的塑性耗能，起到減震效果。由于軟鋼的彈性模量可以調(diào)整，因此可以針對橋梁個體進(jìn)行單獨(dú)設(shè)計，同時配合軟鋼耗能單元21數(shù)量的配置，保證軟鋼耗能構(gòu)件很好的發(fā)揮作用。
[0017]參照圖3和圖4，所述左側(cè)墩柱11、右側(cè)墩柱12上在耗能橫系梁20安裝部位設(shè)置有預(yù)埋連接構(gòu)件13和牛腿14，固定設(shè)置于鋼結(jié)構(gòu)橫梁22上的支撐構(gòu)件23支撐于牛腿14上，鋼結(jié)構(gòu)橫梁22、軟鋼耗能單元21和預(yù)埋連接構(gòu)件13之間通過螺栓形成可拆卸連接。
[0018]即為了保證震后方便更換，在鋼結(jié)構(gòu)橫梁22每端兩側(cè)設(shè)置了支撐構(gòu)件23，在左側(cè)墩柱11、右側(cè)墩柱12相應(yīng)位置設(shè)置牛腿14，支撐構(gòu)件23直接放置在牛腿14上，支撐構(gòu)件23和左側(cè)墩柱11、右側(cè)墩柱12之間留有一定間隙，保證各軟鋼耗能單元21能自由變形。震后需要更換時，不需要借助其他機(jī)械設(shè)備即可把鋼結(jié)構(gòu)橫梁22固定，將連接螺栓拆卸后即可更換軟鋼耗能單元21。整個更換過程簡單、快捷，且不需要借助任何大型設(shè)備，特別適用于震后用于抗震救災(zāi)的緊急修復(fù)。由于軟鋼屈服平臺很寬，震后如果軟鋼只屈服未發(fā)生破壞，可繼續(xù)使用，不必更換軟鋼耗能單元21。
[0019]以上所述只是用圖解說明本實用新型多柱式橋墩地震耗能構(gòu)造的一些原理，并非是要將本實用新型局限在所示和所述的具體結(jié)構(gòu)和適用范圍內(nèi)，故凡是所有可能被利用的相應(yīng)修改以及等同物，均屬于本實用新型所申請的專利范圍。
【權(quán)利要求】
1.多柱式橋墩地震耗能構(gòu)造，包括相鄰的左側(cè)墩柱(11)、右側(cè)墩柱(12)，其特征是:所述左側(cè)墩柱(11)、右側(cè)墩柱(12)之間設(shè)置有一個或沿縱向間隔設(shè)置有多個耗能橫系梁(20)，耗能橫系梁(20)包括鋼結(jié)構(gòu)橫梁(22)和固定設(shè)置于其縱向兩端的軟鋼耗能構(gòu)件，軟鋼耗能構(gòu)件與左側(cè)墩柱(11)、右側(cè)墩柱(12)形成連接。
2.如權(quán)利要求1所述的多柱式橋墩地震耗能構(gòu)造，其特征是:所述軟鋼耗能構(gòu)件由橫向間隔設(shè)置于鋼結(jié)構(gòu)橫梁(22)端面上的軟鋼耗能單元組構(gòu)成，每個軟鋼耗能單元組包括至少兩個縱向設(shè)置的軟鋼耗能單元(21)。
3.如權(quán)利要求2所述的多柱式橋墩地震耗能構(gòu)造，其特征是:所述軟鋼耗能單元(21)由矩形框架(21a)和焊接于其內(nèi)的斜肢(21b)構(gòu)成。
4.如權(quán)利要求2所述的多柱式橋墩地震耗能構(gòu)造，其特征是:所述左側(cè)墩柱(11)、右側(cè)墩柱(12)上在耗能橫系梁(20)安裝部位設(shè)置有預(yù)埋連接構(gòu)件(13)和牛腿(14)，固定設(shè)置于鋼結(jié)構(gòu)橫梁(22)上的支撐構(gòu)件(23)支撐于牛腿(14)上，鋼結(jié)構(gòu)橫梁(22)、軟鋼耗能單元(21)和預(yù)埋連接構(gòu)件(13)之間通過螺栓形成可拆卸連接。
【文檔編號】E01D19/00GK203684081SQ201320849293
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2013年12月20日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月20日
【發(fā)明者】曾永平, 劉鵬, 楊平, 陳克堅, 袁明, 楊國靜 申請人:中鐵二院工程集團(tuán)有限責(zé)任公司