[实用新型]FRP约束混凝土空心自复位-软钢挤压耗能桥墩结构

说明书

本实用新型提供了FRP约束混凝土空心自复位‑软钢挤压耗能桥墩结构，包括：FRP‑混凝土‑钢双壁空心柱，后张预应力筋，软钢，锚固钢筋，帽梁，锚固装置以及基础；FRP‑混凝土‑钢双壁空心柱连接在基础和帽梁之间，后张预应力筋的一端与帽梁上表面预留的孔道固定，另一端穿过FRP‑混凝土‑钢双壁空心柱后与基础下表面固定；软钢设置在FRP‑混凝土‑钢双壁空心柱与基础、帽梁之间；锚固钢筋焊接在软钢的圆环面上，并嵌入帽梁和基础内部；锚固装置位于帽梁上端和基础下端，用于锚固后张预应力筋。震后，上述的桥墩结构的自复位能力可基本保持不变。

技术领域

本实用新型属于建筑结构技术领域，具体涉及FRP约束混凝土空心自复位-软钢挤压耗能桥墩结构。

背景技术

在强震作用下，传统抗震桥梁的桥墩端部会发生破坏，该破坏的修复较为耗时，严重影响了震后的交通恢复。为了解决上述问题，近年来，研究人员提出了一类自复位摇摆式桥墩。该桥墩在发生较大侧向位移后仍能实现自我复位，震后基本没有损伤。但对于普通的钢筋混凝土自复位桥墩，桥墩的边缘混凝土容易在摇摆过程中发生破坏，导致预应力大量损失，大大减弱了桥墩的自复位能力。

实用新型内容

本实用新型所要解决的主要技术问题是提供一种自复位摇摆式桥墩结构，能够防止桥墩边缘混凝土的破碎，使得震后桥墩的自复位能力基本保持不变。

为了解决上述的技术问题，本实用新型提供了FRP约束混凝土空心自复位-软钢挤压耗能桥墩结构，包括：FRP-混凝土-钢双壁空心柱，后张预应力筋，软钢，锚固钢筋，帽梁，锚固装置以及基础；

所述FRP-混凝土-钢双壁空心柱连接在基础和帽梁之间，所述后张预应力筋的一端与帽梁上表面预留的孔道固定，另一端穿过FRP-混凝土-钢双壁空心柱后与基础下表面固定；所述软钢设置在FRP-混凝土-钢双壁空心柱与基础、帽梁的之间；所述锚固钢筋焊接在软钢的圆环面上，并嵌入设置在帽梁和基础内部；所述锚固装置位于帽梁上端和基础下端，用于锚固后张预应力筋；

所述FRP-混凝土-钢双壁空心柱包括同轴心嵌套设置的钢管和FRP管，以及填充在二者之间的混凝土；

所述软钢的屈服强度低于200MPa，在软钢屈服时，FRP管约束的混凝土仍未达到其峰值强度，防止了桥墩受压边缘混凝土的破碎，使得震后桥墩的自复位能力基本保持不变；

所述后张预应力筋是指采用了后张法施加预应力的钢筋，具有较高的屈服强度，保证了结构拥有足够的自复位能力。

在一较佳实施例中：所述基础留有人孔，所述人孔是一个通道以便工人进入基础以进行锚固后张预应力筋。

在一较佳实施例中：所述混凝土为轴心抗压强度150MPa以上的超高强混凝土。

在一较佳实施例中：所述软钢的厚度为桥墩摇摆时桥墩下底面上离转动点最远端点的竖直移动距离的6倍及以上。

在一较佳实施例中：所述后张预应力筋的布置数量为至少一个，当桥墩摇摆到最大角度时，后张预应力筋的拉力小于其屈服强度。

在一较佳实施例中：所述软钢的形状为空心圆柱，其内圆直径小于钢管的内直径，外圆直径大于FRP管的外直径。

在一较佳实施例中：所述软钢嵌入基础和帽梁。

在一较佳实施例中：所述软钢的嵌入深度为软钢厚度的2/3。

在一较佳实施例中：所述FRP管为一种由纤维材料与基体材料按一定比例混合后形成的高性能材料，用于约束混凝土，使约束后的混凝土轴心抗压强度达到200MPa以上。

本实用新型还提供了上述桥墩结构的施工方法，包括以下步骤：

第一步：在软钢的下表面焊上钢筋，预制FRP-混凝土-钢双壁空心柱，预制嵌有软钢的帽梁并预留安装后张预应力筋的孔道。