[发明专利]一种可更换横向配置预应力筋自复位耗能桥墩

说明书

技术领域

本发明属于桥梁工程抗震与减震技术领域，涉及到一种横向配置预应力筋桥墩，同时桥墩与基础之间设置橡胶层，从而实现地震作用下桥墩的自复位与耗能功能。该发明成本低廉，抗震性能突出，施工简便，有效的防止落梁，具有良好的发展前景。

背景技术

近年来，随着人们生活水平的提高人们对于抗震减震的要求也越来越高，尤其是2008年汶川地震以来，地震造成的各种灾害越来越引起人们的重视，不仅对建筑楼房而且对于桥梁等建筑设施也要求越来越高。在2008年汶川地震中，数百座桥梁在地震中发生破坏，其破坏形式主要有桥墩折断发生落梁破坏或者直接落梁破坏。这对灾后救援造成的严重的影响，更给国家和人民的安全财产带来了巨大损失。因此研究开发桥梁的抗震减震性能具有重要的意义。

目前桥墩的抗震主要在于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，总之目前对于桥墩的防震效果并不明显。本发明提出一种桥墩柱与基础分离，并配置横向预应力筋的连接方式，保证正常使用状态下满足荷载要求，地震来临时提供一定的恢复和耗能功能，实现减小桥墩破坏的抗震减震要求；另外，该发明提出的一种可更换横向配置预应力筋自复位耗能桥墩在大震作用下如果发生破坏，可对其进行桥墩的更换，使得在震后的桥梁修复方面更加简便。该发明可以克服上述桥墩抗震措施的不足，为桥梁抗震提供更多样性的技术支持，具有重大的工程实际意义。

发明内容

本发明给出一种可更换横向配置预应力筋自复位耗能桥墩，发明目的在于地震作用下利用横向预应力筋的恢复力实现桥墩的自复位功能；同时，桥墩与基础之间填充橡胶层，实现桥墩的卡位功能并实现地震作用下桥墩耗能；另外本发明给出一种可更换横向配置预应力筋自复位耗能桥墩，可实现地震破坏后的快速更换修复。

为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案。

本发明的一种可更换横向配置预应力筋自复位耗能桥墩，其包括预应力钢筋混凝土柱1、纵向预应力筋2、普通箍筋3、橡胶层4、加强箍筋5、横向预应力筋6、锚具7、基础8。预应力钢筋混凝土柱1内配置纵向预应力筋2和普通箍筋3，在横向预应力筋6穿过的部位设置加强箍筋5；预应力钢筋混凝土柱1置于带有凹槽的基础8内，预应力钢筋混凝土柱1与基础8通过横穿过预应力钢筋混凝土柱1的横向预应力筋6连接，之间填充橡胶层4。

预应力钢筋混凝土柱1和基础8采用高强混凝土。

预应力钢筋混凝土柱1内的加强箍筋5布置于横向预应力筋6穿过的部位。

横向预应力筋6为无粘结钢绞线，预应力钢筋混凝土柱1的横向预应力筋6穿过的部位预留孔道，采用后张法张拉无粘结钢绞线。

预应力钢筋混凝土柱1是预制的，施工采用装配式施工。

本发明的功能如下：

横向预应力筋利用其恢复力实现桥墩的自复位功能；基础上的凹槽作为桥墩的卡位装置，桥墩与基础之间填充橡胶层进行减震耗能；桥墩与基础分离，横向预应力筋采用后张法施工便于桥墩的可更换，从而最终实现桥墩的自复位、耗能、可更换功能。

横向预应力筋为无粘结钢绞线，在地震中利用其恢复力实现预应力钢筋混凝土柱位置移动后的复位。横向预应力筋采用后张法施工，预应力钢筋混凝土柱中预留孔道，便于预应力钢筋混凝土柱的更换。

预应力钢筋混凝土柱与基础之间填充橡胶层，在地震中橡胶层的挤压等实现对预应力钢筋混凝土柱的耗能，减少地震中预应力钢筋混凝土柱的破坏。

预应力钢筋混凝土柱放置于事先设置卡槽的基础内，两者之间填充橡胶层，如果大震中预应力钢筋混凝土柱发生破坏而主梁未脱落，可以架设支撑主梁保证预应力钢筋混凝土柱的快速更换，实现桥梁的快速修复。

与现有技术相比，本发明的优点如下：

1）本发明中的横向预应力筋，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）本发明中预应力桥墩与基础之间的橡胶层实现地震中对桥墩的耗能，，有利的实现梁结构的减震耗能。

3）本发明提出一种新型的桥墩与基础分离的结构，实现桥墩的可更换，从而可以实现桥梁破坏后的快速修复。

4）本发明需要成本较低，就能实现桥墩的高延性并且耗能的破坏方式，并在修复时实现桥墩的可更换，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本发明的一种可更换横向配置预应力筋自复位耗能桥墩三维示意图；