韧性抗震加固装置及其施工方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种韧性抗震加固装置，包括：混凝土段，其浇筑于桥墩外周，所述混凝土段的顶部至中部为变截面由小至大的坡形过渡，所述混凝土段的底部外顶角形成一圈缺口并预埋钢槽；承接结构，其包括钢垫板、薄垫层；金属阻尼器，其为类L形片状结构，所述金属阻尼器的竖直段内侧贴附于混凝土段、水平段底部贴附于所述承台；连接结构，其包括暗销、螺栓、螺帽。本发明专利技术还公开了一种韧性抗震加固装置的施工方法。本发明专利技术通过增大桥墩截面的方式，显著提高桥墩的抗震性能和抗震韧性，可有效控制桥墩的地震反应和避免桥墩发生脆性剪切破坏，且可限制桥墩主体损伤而达到韧性抗震设计的目的。

【技术实现步骤摘要】
韧性抗震加固装置及其施工方法
本专利技术涉及桥梁工程结构防灾减震加固
更具体地说，本专利技术涉及一种韧性抗震加固装置及其施工方法。
技术介绍
2015年我国发布了新一代《中国地震动参数区划图》(GB18306—2015)，与原《中国地震动参数区划图》(GB18306—2001)相比，对全国的地震动参数划分更为详细，对多数地区地震设防标准要求更高，表明国家对抗震设防、防灾减灾更为重视，对公路桥梁的抗震性能提出了更高的要求，同时也造成了大量在役公路桥梁抗震加固改造的紧迫需求。增大桥墩截面加固方法，即在原来的混凝土桥墩的外侧再浇筑一层新的钢筋混凝土，可显著提高桥墩的抗震强度和刚度。在设计地震作用下，该方法可较显著减小桥墩地震反应以限制其塑性损伤和残余位移。但随着截面增大，破坏模式由延性弯曲破坏逐渐过渡至脆性剪切破坏。因此，当地震强度超过设计强度时，增大截面加固的桥墩存在发生严重剪切破坏的潜在威胁。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。本专利技术还有一个目的是提供一种韧性抗震加固装置及其施工方法，其通过增大桥墩截面的方式，显著提高桥墩的抗震性能和抗震韧性，可有效控制桥墩的地震反应和避免桥墩发生脆性剪切破坏，且可限制桥墩主体损伤而达到韧性抗震设计的目的。为了实现根据本专利技术的这些目的和其它优点，提供了一种韧性抗震加固装置，包括：混凝土段，其浇筑于桥墩外周，所述混凝土段的顶部至中部为变截面由小至大的坡形过渡，所述混凝土段的底部外顶角形成一圈缺口并预埋钢槽；承接结构，其包括钢垫板、薄垫层，所述钢垫板预埋于承台、且位于所述钢槽下方，所述薄垫层铺设于承台、且位于所述钢垫板与桥墩之间；金属阻尼器，其为类L形片状结构，所述金属阻尼器的竖直段内侧贴附于混凝土段、水平段底部贴附于所述承台；连接结构，其包括暗销、螺栓、螺帽，所述暗销的一端水平插接于桥墩、另一端在浇筑前水平预埋于所述混凝土段，所述螺栓的一端在浇筑前水平预埋于所述混凝土段或竖直插接于承台，另一端穿过金属阻尼器的预留孔与螺帽螺接。优选的是，所述钢垫板的面积大于所述钢槽的面积。优选的是，所述混凝土段的水平截面为类正方形。优选的是，所述金属阻尼器的数量为4个，均匀分布在所述混凝土段的四个外侧面。优选的是，暗销的数量为4组，均匀分布在桥墩的外周，且每组分布的形式为多个竖向间隔设置。韧性抗震加固装置的施工方法，包括：步骤1)在桥墩外侧搭设模板，使其顶部至中部为变截面由小至大的坡形过渡、中部至下部为等截面、底部外顶角形成一圈缺口并预埋钢槽；步骤2)在桥墩外周水平插接暗销，模板上水平插接螺栓，在模板内侧的承台预埋钢垫板、在所述钢垫板内侧的承台铺设薄垫层，在模板外侧的承台竖直插接螺栓；步骤3)在所述模板内侧浇筑混凝土形成混凝土段，拆除模板，安装金属阻尼器，使其竖直段内侧贴附于混凝土段、水平段底部贴附于承台，并穿过螺栓与螺帽栓接。本专利技术至少包括以下有益效果：第一、本专利技术在现有桥墩的外周再浇筑一层新的混凝土，新增混凝土段与承台无粘结，形成可提离界面，新增混凝土段与承台仅采用L形金属阻尼器连接，在地震作用下，增大的桥墩截面发生提离和闭合以提升截面抗弯能力并限制塑性损伤，L形金属阻尼器随之产生变形以耗散地震能量；第二、本专利技术易实现，适用范围广，可显著提高桥墩的抗震强度和刚度，限制桥墩地震损伤，具有较好的耗能能力，同时将塑性损伤限制在闭合界面内，提高桥墩的抗震能力和震后恢复能力，本专利技术具有良好社会经济效益，值得推广应用。本专利技术的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本专利技术的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。附图说明图1为本专利技术的一种技术方案的正视图；图2为本专利技术的一种技术方案的俯视图；图3为本专利技术的一种技术方案的A-A截面和B-B截面示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。需要说明的是，下述实施方案中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得；在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“设置”应做广义理解，例如，可以是固定相连、设置，也可以是可拆卸连接、设置，或一体地连接、设置。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。如图1-3所示，本专利技术提供一种韧性抗震加固装置，包括：混凝土段2，其浇筑于桥墩1外周，所述混凝土段2的顶部至中部为变截面由小至大的坡形过渡，所述混凝土段2的底部外顶角形成一圈缺口并预埋钢槽9，按经验估计，优选为混凝土段2的高度不小于桥墩1高度的1/5，厚度不小于桥墩1截面的1/5；变径部分的作用是防止增大截面后导致应力集中，因此采用径变的过渡方式；承接结构，其包括钢垫板8、薄垫层10，所述钢垫板8预埋于承台3、且位于所述钢槽9下方，所述薄垫层10铺设于承台3、且位于所述钢垫板8与桥墩1之间，薄垫层10可以选择防水薄膜实现阻隔作用，钢垫板8与钢槽9设置限制摇摆界面的塑性损伤，避免造成桥墩1脚部和与之接触的承台3顶部发生严重塑性损伤破坏；金属阻尼器7，其为类L形片状结构，所述金属阻尼器7的竖直段内侧贴附于混凝土段2、水平段底部贴附于所述承台3，金属阻尼器7材质是金属类，延伸长度高，强度低，高度不作限制；连接结构，其包括暗销4、螺栓6、螺帽5，所述暗销4的一端水平插接于桥墩1、另一端在浇筑前水平预埋于所述混凝土段2，暗销4优选为钢筋材质，外周附有螺纹结构，所述螺栓6的一端在浇筑前水平预埋于所述混凝土段2或竖直插接于承台3，另一端穿过金属阻尼器7的预留孔与螺帽5螺接。在上述技术方案中，提供一种增大桥墩1截面的韧性抗震加固方式，主要由现有桥墩1、新增混凝土段2、现有承台3、钻孔灌浆暗销4、螺帽5、螺栓6、金属阻尼器7、钢垫板8、钢槽9、无粘结薄垫层10组成；在现有桥墩1外侧浇筑新增混凝土段2，现有桥墩1表面设置钻孔灌浆暗销4，钻孔灌浆暗销4露出在现有桥墩1表面部分与新增混凝土段2浇筑在一起；新增混凝土段2与现有承台3通过钢垫板8、钢槽9和无粘结薄垫层10隔断，仅采用金属阻尼器7将新增混凝土段2与现有承台3连接。新增混凝土段2的上部采用由小至大的变截面坡形过渡至新增混凝土段2的中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.韧性抗震加固装置，其特征在于，包括：/n混凝土段，其浇筑于桥墩外周，所述混凝土段的顶部至中部为变截面由小至大的坡形过渡，所述混凝土段的底部外顶角形成一圈缺口并预埋钢槽；/n承接结构，其包括钢垫板、薄垫层，所述钢垫板预埋于承台、且位于所述钢槽下方，所述薄垫层铺设于承台、且位于所述钢垫板与桥墩之间；/n金属阻尼器，其为类L形片状结构，所述金属阻尼器的竖直段内侧贴附于混凝土段、水平段底部贴附于所述承台；/n连接结构，其包括暗销、螺栓、螺帽，所述暗销的一端水平插接于桥墩、另一端在浇筑前水平预埋于所述混凝土段，所述螺栓的一端在浇筑前水平预埋于所述混凝土段或竖直插接于承台，另一端穿过金属阻尼器的预留孔与螺帽螺接。/n

【技术特征摘要】
1.韧性抗震加固装置，其特征在于，包括：
混凝土段，其浇筑于桥墩外周，所述混凝土段的顶部至中部为变截面由小至大的坡形过渡，所述混凝土段的底部外顶角形成一圈缺口并预埋钢槽；
承接结构，其包括钢垫板、薄垫层，所述钢垫板预埋于承台、且位于所述钢槽下方，所述薄垫层铺设于承台、且位于所述钢垫板与桥墩之间；
金属阻尼器，其为类L形片状结构，所述金属阻尼器的竖直段内侧贴附于混凝土段、水平段底部贴附于所述承台；
连接结构，其包括暗销、螺栓、螺帽，所述暗销的一端水平插接于桥墩、另一端在浇筑前水平预埋于所述混凝土段，所述螺栓的一端在浇筑前水平预埋于所述混凝土段或竖直插接于承台，另一端穿过金属阻尼器的预留孔与螺帽螺接。


2.如权利要求1所述的韧性抗震加固装置，其特征在于，所述钢垫板的面积大于所述钢槽的面积。


3.如权利要求1所述的韧性抗震加固装置，其特征在于，所述混凝土段的水平截面为...

【专利技术属性】
技术研发人员：张劲泉，周雨龙，和海芳，程寿山，安宁，蔺宝垚，马瑞，董鹏，
申请(专利权)人：交通运输部公路科学研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11