[发明专利]采用双层设置拉索支座的节段高墩桥梁减隔震结构

说明书

技术领域

本发明涉及桥梁结构设计的技术领域，尤其涉及一种采用双层设置拉索支座的节段高墩桥梁减隔震结构。

背景技术

随着我国西南、西北山区公路和铁路的快速兴建以及城市高架桥的发展，越来越多的高墩桥梁在这些地区得到广泛应用，且墩高也越来越高。特别是山区公路建设，由于地形复杂，山高坡陡，很多桥梁不得不跨越河谷和深沟,这些桥梁有许多采用跨径20～50m不等的简支梁桥或者2～7跨一联的连续梁桥,或者是大跨度连续刚构，其桥墩高度通常高达数十米甚至上百米。以后随着高等级公路建设的加快,高桥墩的应用还会越来越多。高墩桥梁的抗震设计一直是国内外工程界关注的难题，通常采用延性抗震方法作为首选方案，而震后易修复的减隔震方案对高墩桥梁较难应用。

节段拼装施工技术一直用于桥梁上部结构中，近十几年才适当用于下部桥墩结构，美国在非地震区使用该施工方法建设了大量桥梁，我国东海大桥、杭州湾跨海大桥以及港珠澳大桥等多个工程实践均采用了节段拼装桥墩。众所周知，节段拼装结构在高强度地震作用下或近场地震作用下的结构性能研究尚未成熟，即使在欧美国家，这种优良结构形式的大量应用还仅限于非抗震设防区域或低抗震设防区域，因此需开展节段拼装的高墩结构与减隔震装置的组合抗震性能研究。

目前国内外缺乏高桥墩经受高烈度地震的经验，高墩桥梁属于不规则桥梁,其抗震设计已超出我国现行《公路桥梁抗震设计细则》（JTG/T B02-01—2008）的适用范围。为保证生命线工程的安全,减少震后次生灾害引起的经济损失,为避免高烈度地震高墩发生无法修复的破坏，桥梁工作者必须重视高墩的抗震设计。

因此，本申请人一直致力于开发一种采用双层设置拉索支座的节段高墩桥梁减隔震结构，达到增强桥梁体系的减震与限位能力，同时提高高墩桥梁采用减隔震技术的适应性与多样性的发明目的，从而大大地减轻甚至避免震害的产生。

发明内容

有鉴于现有技术的上述不足，本发明提出了一种能够增强桥梁体系的减震与限位能力，同时提高高墩桥梁采用减隔震技术的适应性与多样性，减轻或避免震害产生的采用双层设置拉索支座的节段高墩桥梁减隔震结构。

为实现上述目的，本发明提供了一种采用双层设置拉索支座的节段高墩桥梁减隔震结构，包括由下到上依次叠置的承台、下部墩身、上部墩身和梁体，还包括第一拉索支座和第二拉索支座，所述第一拉索支座设置在所述上部墩身的顶面上，所述梁体通过所述第一拉索支座叠置在所述上部墩身的顶面上，所述第二拉索支座设置在所述下部墩身和所述上部墩身的对接面上，所述上部墩身通过所述第二拉索支座叠置在所述下部墩身上。

较佳的，所述下部墩身由2-4个钢筋混凝土节段块垂直拼装而成。

较佳的，所述上部墩身为1个钢筋混凝土节段块。

较佳的，所述上部墩身的高度等于所述下部墩身高度的0.3-0.5倍。

较佳的，所述第一拉索支座的数量为2-4个。

较佳的，所述第二拉索支座的数量为2-4个。

本发明结合节段拼装的高墩结构的节段特点，将传统高墩分为上部墩身和下部墩身两个部分，在所述上部墩身的顶面设置所述第一拉索支座的同时，在上部墩身和下部墩身的对接面上也设置了所述第二拉索支座，这种结构在静荷载下会显著提高高墩各方向的刚度，在地震发生时实现减隔震作用，从而将高墩由延性设计转换为减隔震设计，大大降低了高墩桥梁对基础的需求；中间的第二拉索支座的设置对于阶段拼装的桥墩有良好的自适应性，大大提高了阶段拼装高墩桥梁在高震区的发展空间；另外，这种形式的节段高墩桥梁减隔震结构通过拉索支座的耗能实现其预定的抗震目标，在正常使用状态下和中小地震情况下，结构满足使用要求，基本不发生损伤；在强震情况下，通过第一拉索支座和第二拉索支座的摩擦变形而吸收能量，并在震后可以方便的维修复位以恢复其承载能力。

本发明的采用双层设置拉索支座的节段高墩桥梁减隔震结构具有的有益效果如下：

1)由于采用了双层设置减震装置（第一拉索支座和第二拉索支座）的思想，可将双层减震看作为一个减震单元，这样较通常设计的高墩具有在隔震作用发生前各方向抗弯刚度大，大大提高了高墩桥梁采用隔震技术的适应性。

2)具有很好的经济性。该技术的采用的桥墩基础的能力设计要求大大降低，较延性抗震设计或加轴向预应力筋纯节段拼装施工的高墩，震后更加方便维修。

3)可灵活结合使用节段拼装高墩的设计与施工特点，利用桥墩上部固有的接缝能方便设计与施工该双层减震技术。