[发明专利]一种部分黏结预应力装配式自复位桥梁墩柱节点及方法

说明书

本发明涉及一种部分黏结预应力装配式自复位桥梁墩柱节点及方法，包括墩柱，所述墩柱的主体由混凝土形成，所述墩柱的下端插入基础中并与基础固定连接，上端与盖梁固定连接；所述墩柱中设有预应力筋，所述墩柱的中心轴线与预应力筋的中心轴线重合，所述预应力筋的下端随墩柱插入基础中，中部设置于墩柱中，上端穿出墩柱并插入盖梁中；所述预应力筋的下端与墩柱黏结并固定，上端与盖梁黏结并固定，中部设置于墩柱的预应力筋孔道中，所述预应力筋孔道的上端贯穿墩柱，下端处于墩柱中；所述预应力筋的下端通过一个锚固件与墩柱固定连接接。本发明能够避免设置体外耗能元件及后张拉施加预应力造成的施工周期长、成本高的缺点；减少墩柱发生脆性破坏的概率。

技术领域

本发明属于土木工程技术领域，具体涉及一种部分黏结预应力装配式自复位桥梁墩柱节点及方法。

背景技术

装配式桥梁结构具有工业化程度高、节省材料、现场湿作业量少等优点。对于装配式混凝土桥梁结构来说，墩柱、墩柱-基础节点以及墩柱-盖梁节点的抗震性能及施工效率是其推广应用的关键。

发明人了解到，目前针对可恢复功能的装配式混凝土桥梁结构的研究较少，工程中的桥梁墩柱仍以现浇混凝土为主，缺少成熟、高效的装配式节点构造。同时，现有的等同现浇的装配式墩柱节点构造，在较大地震作用下墩柱柱脚节点极易出现严重的破坏，造成修复困难，甚至难以修复，功能中断时间过长等问题。

发明人认为，现有可恢复功能的装配式桥梁结构具有下述缺点：

1)由于常规的预应力自复位结构采用施工现场后张拉的方法，对施工顺序影响很大，降低了装配式桥梁结构的施工效率。

2)为提高墩柱的耗能能力，通常需设置体外耗能元件，进一步降低了现场装配效率，并且增加了桥梁建造成本。

3)对全长无黏结预应力结构，在地震荷载的反复作用下，预应力筋的锚固体系极易出现疲劳破坏，锚固体系的破坏使得预应力筋无法发挥作用，墩柱结构容易发生脆性破坏甚至造成局部坍塌，给整个结构的安全带来隐患。

发明内容

本发明的第一目的是提供一种部分黏结预应力装配式自复位桥梁墩柱节点，能够避免设置体外耗能元件及后张拉施加预应力造成的施工周期长、成本高的缺点；减少锚固体系因疲劳破坏的概率，进而减少墩柱发生脆性破坏的概率。

本发明的第二目的是提供一种部分黏结预应力装配式自复位桥梁墩柱节点的施工方法，基于上述部分黏结预应力装配式自复位桥梁墩柱节点，指导桥梁墩柱及墩柱与盖梁、基础间的施工。

一种部分黏结预应力装配式自复位桥梁墩柱节点，包括墩柱，所述墩柱的主体由混凝土形成，所述墩柱的下端插入基础中并与基础固定连接，上端与盖梁固定连接。

所述墩柱中设有预应力筋，所述墩柱的中心轴线与预应力筋的中心轴线重合，所述预应力筋的下端随墩柱插入基础中，中部设置于墩柱中，上端穿出墩柱并插入盖梁中；

所述预应力筋的下端与墩柱黏结并固定，上端与盖梁黏结并固定，中部设置于墩柱的预应力筋孔道中，所述预应力筋孔道的上端贯穿墩柱，下端处于墩柱中；所述预应力筋的下端通过第一锚固件与墩柱固定连接，上端通过第二锚固件与墩柱实现临时锚固。

进一步，所述墩柱中设有多根抗震钢筋，所述抗震钢筋为普通强度的钢筋，所述抗震钢筋与预应力筋的轴线平行，抗震钢筋沿预应力筋均布环绕设置，所述抗震钢筋的下端随墩柱插入基础中，上端穿出墩柱并插入盖梁中，所述抗震钢筋与墩柱及盖梁中的混凝土黏结并固定。

进一步，所述墩柱包括从上到下依次设置的上墩柱段、下墩柱段和芯柱段，所述上墩柱段与下墩柱段的横截面积相同，所述芯柱段的横截面积小于上墩柱段；所述下墩柱段插入基础中，所述芯柱段位于基础的上方；所述芯柱段的外部套设有弹性垫层，弹性垫层在中心和周圈抗震钢筋位置处开孔，所述抗震钢筋及芯柱段分别穿过所述弹性垫层。