[发明专利]一种耗能自复位桥梁墩柱结构

说明书

技术领域

本发明涉及到一种耗能自复位桥梁墩柱结构，属于桥梁工程抗震与减震技术领域。

背景技术

随着社会经济的发展，中国的交通事业也高速发展，中国的高速公路等交通设施也如雨后春笋般的建设起来，与此同时的是大量桥梁的建造。但是随着这近年地震灾害的频频发生，尤其是四川地震对中国的建筑设施造成了重大的破坏，其中不少桥梁在汶川地震中产生毁灭性的破坏。桥梁在地震中的破坏形式主要有桥墩折断发生落梁破坏或者直接发生主梁的脱落，桥墩作为支撑桥梁上部结构重量以及将上部结构重量传递给基础的结构，在设计以及施工显得举足轻重。目前关于加强桥梁抗震主要是通过增加基础深度加强基础与地基的连接，使基础更坚固，以减少地震来临时桥墩的损坏。但是这种方式对于大型地震时的作用不大，目前尚无一种有效的防止桥墩地震作用下破坏的抗震减震装置，总之目前对于桥梁的防震效果并不明显，在汶川等地震中已经暴露出很多问题。因此，对于通过改进桥墩来提高桥梁的抗震性能具有非常重要的意义。

发明内容

基于上述问题，本发明提出了一种耗能自复位桥梁墩柱结构，其在正常荷载使用时满足要求，同时在地震中通过斜拉索的斜拉与阻尼耗能装置实现桥墩的自复位和往复运动中的耗能，最终达到提高桥梁抗震性能的目的，解决了桥墩耗能减震的技术问题。

为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案。

一种耗能自复位桥梁墩柱结构，包括：钢筋混凝土柱、斜拉索、阻尼耗能装置以及基础，所述钢筋混凝土柱通过斜拉索与阻尼耗能装置相连，阻尼耗能装置利用锚杆倾斜的锚固于基础内，钢筋混凝土柱的下端为棱台形，钢筋混凝土柱的下端镶嵌于带有棱台形凹槽的基础内，钢筋混凝土柱与基础之间填充有橡胶层。

所述的耗能自复位桥梁墩柱结构，所述钢筋混凝土柱位于基础以上的部位为长方体形，所述钢筋混凝土柱位于基础以下的部位为棱台形。

进一步地，所述钢筋混凝土柱内设置有纵筋、箍筋以及弯起钢筋。

所述的耗能自复位桥梁墩柱结构，所述斜拉索通过钢筋混凝土柱上预先留置的孔道斜穿过钢筋混凝土柱，其一端通过斜拉索锚具锚固于钢筋混凝土柱的顶端，另一端与锚固于基础内的阻尼耗能装置连接。

所述的耗能自复位桥梁墩柱结构，所述斜拉索为多根，并呈放射状均匀设置于钢筋混凝土柱周围。

进一步地，所述斜拉索为4根。

所述的耗能自复位桥梁墩柱结构，所述锚杆为多根，锚杆一端与阻尼耗能装置连接，另一端设置有锚杆锚具。

进一步地每个阻尼耗能装置连接3根锚杆。

所述的耗能自复位桥梁墩柱结构，所述阻尼耗能装置为圆柱形，包括弹簧、液体粘滞阻尼器、齿轮以及两个偏置T型构件，两个所述偏置T型构件相对对扣设置，其内侧中间设置有一齿轮，所述偏置T型构件外侧各设置有一液体粘滞阻尼器以及一弹簧，液体粘滞阻尼器设置于弹簧中间，所述斜拉索穿过其中一个偏置T型构件并与两外一个偏置T型构件连接。

所述的耗能自复位桥梁墩柱结构，所述钢筋混凝土柱内斜拉索穿过的部位以及基础内锚固阻尼耗能装置的部位均采用高强混凝土。

本发明的功能如下：

阻尼耗能装置内的液体粘滞阻尼器利用其本身的阻尼耗能，通过斜拉索的传递实现钢筋混凝土柱及整个桥梁墩柱结构在地震往复运动中的耗能，最终实现桥梁的抗震耗能性能。

阻尼耗能装置内的弹簧在地震中提供恢复力，实现桥梁墩柱结构的自复位功能，从而实现整个桥梁的减震。

基础内设置棱台形凹槽卡位棱台形的桥墩下端，实现桥梁在水平各方向一定范围内的运动，并在桥墩与基础之间填充橡胶层进行减震耗能。

有益效果：

与现有技术相比，本发明的优点如下：

1）本发明中的阻尼耗能装置通过斜拉索与桥墩连接，可以实现桥墩的在地震中自复位功能，增加了桥墩的柔性，提高了地震中桥梁破坏的延性。

2）本发明中的阻尼耗能装置内设置液体粘滞阻尼器，在地震中可以实现桥墩在往复运动中的耗能，以达到桥梁抗震减震的目的。

3）本发明能实现桥墩的高延性并且耗能的破坏方式，并在修复时一定程度上可实现桥墩的可更换，有效的降低了经济成本，具有较大的工程实际意义。

附图说明

图1本发明的一种耗能自复位桥梁墩柱结构三维示意图；

图2本发明的一种耗能自复位桥梁墩柱结构纵剖面图；

图3本发明的一种耗能自复位桥梁墩柱结构的阻尼耗能装置细节示意图；