[发明专利]震后功能可恢复的全预制拼装双层框架桥墩结构体系

说明书

本发明公开了震后功能可恢复的全预制拼装双层框架桥墩结构体系，结构体系由预制承台、预制下层墩柱、预制下层横梁、预制上层墩柱、预制上层横梁、摩擦耗能阻尼器、无粘结预应力筋、钢销栓组成。预制上层墩柱‑预制上层横梁、预制上层墩柱‑预制下层横梁通过无粘结预应力筋连接，辅以摩擦阻尼器，形成自复位摇摆耗能体系。预制下层墩柱‑预制下层横梁、预制下层墩柱‑预制承台分别通过灌浆套筒、承插式进行连接，形成等同现浇体系。较小地震作用下，上层通过自复位摇摆耗能，下层结构处于弹性阶段。上层结构发生摇摆耗能的同时，下层结构产生有限的塑性损伤耗散地震能量。震后上层结构可自复位，下层结构可快速修复，结构体系可快速恢复功能。

技术领域

本发明涉及新型桥梁结构体系，尤其是涉及震后功能可恢复的全预制拼装双层框架桥墩结构体系及作法。

背景技术

随着我国城镇化进程的发展，城市交通拥堵问题日益突出，既有城市交通基础设施结构性能退化，承载能力降低，严重制约了城市的发展，亟需重建或新建城市道路、桥梁等交通基础设。双层高架桥梁能够充分利用空间，在有限的道路面积上实现交通分流和扩容，是一种高效的交通网络解决方案，在城市高架桥梁的建设中得到了越来越广泛的应用。

当前，城市桥梁的建设仍以现场浇筑为主，施工工期长，场地占用大，造成桥梁建设场地周边严重的交通拥堵，增加城市的阵痛感。同时现场浇筑会造成建设场地周边较严重的污水、扬尘、噪音等环境污染，且容易产生安全生产事故。因此，城市桥梁的建设迫切需要更高效、绿色、快捷的工业化建造方式，预制拼装技术成为了人们的选择。预制拼装技术采用构件工厂化生产，现场吊装装配的方式，极大的缩短了现场施工工期，减少对环境的影响，越来越受到桥梁工程师的重视。在我国既有的预制拼装技术主要用于桥梁上部结构，用于桥梁墩柱等下部结构的预制拼装技术还寥寥无几，迫切需要发展下部结构的预制拼装技术。

双层高架桥梁的桥墩多采用框架墩，其在地震作用下的受力复杂，结构潜在的塑性铰区域可能多达8个，在结构达到延性能力之前有可能先发生结构整体稳定问题，结构的抗震性能不易满足要求。同时，基于延性抗震设计理论的高架桥墩柱，地震作用下往往产生较严重损伤和较大的残余变形，造成震后修复困难，影响高架桥梁的通行能力，阻碍抗震救灾的实施。因此，需要开发出震后功能可恢复的抗震结构体系，减少墩柱的损伤和残余变形，使其具有可快速恢复的能力，保证高架桥梁震后的快速通行。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种震后功能可恢复的全预制拼装双层框架桥墩结构体系，该体系可以实现现场全预制拼装施工，在保证足够的强度和刚度的前提下，减小结构所承受的地震力，并且具有地震损伤可控和震后功能可快速恢复的能力。

一种震后功能可恢复的全预制拼装双层框架桥墩结构体系，包括框架墩预制承台(1)、预制下层墩柱(2)、预制下层横梁(3)、预制上层墩柱(4)、预制上层横梁(5)、外置摩擦耗能阻尼器(6)、无粘结预应力筋(7)、钢销栓(10)、钢罩(13)、钢套管(14)、钢垫板(15)、以及灌浆套筒(17)，预制上层横梁(5)的下部设有并排的两个预制上层墩柱(4)，每个预制上层墩柱(4)的下面为预制下层横梁(3)，预制下层横梁(3)的下面为并排的两个预制下层墩柱(2)，预制下层墩柱(2)的下面为预制承台(1)。

预制上层横梁(5)与预制上层墩柱(4)通过贯穿预制上层横梁(5)与预制上层墩柱(4)内部的四束平行的无粘结的预应力筋(7)连接；所述预制上层横梁(5)的底部四束平行的无粘结预应力筋(7)之间设有通过钢罩(13)预留圆柱形孔洞，圆柱形孔洞内放置钢管混凝土销栓(10)；钢管混凝土销栓(10)的一端设置在钢罩(13)内，另一端位于预制上层墩柱(4)内部；设置于预制上层墩柱(4)内部的钢管混凝土销栓(10)外表面设有栓钉(12)，底部设有圆形法兰盘(11)；所述预制上层横梁(5)底部与预制上层墩柱(4)上端接触处设有厚度为2cm的钢垫板(15)，预制上层墩柱(4)的上端设有厚度为2cm的钢套管(12)；预制上层横梁(14)底部与预制上层墩柱(4)连接的内侧设有转动摩擦耗能阻尼器(6)。