采用低屈服点钢连接扣减震的节段拼装桥墩及其制作方法技术

本发明专利技术涉及一种采用低屈服点钢连接扣减震的节段拼装桥墩及其制作方法。所述节段拼装桥墩包括承台、若干墩身节段、盖梁；若干墩身节段逐层叠加组成墩身，墩身设置在承台上，盖梁设置在墩身上；承台顶部以及每个墩身节段顶部均设有剪力键；每个墩身节段底部和盖梁底部均设有与其下方对应的剪力键匹配的剪力键凹槽；承台与墩身之间、相邻的墩身节段之间、盖梁与墩身之间均设有弹性橡胶垫；承台与墩身之间通过低屈服点钢连接扣连接。本发明专利技术采用外置于节段拼装桥墩底部节段与承台接缝位置的低屈服点钢连接扣作为节段拼装桥墩的新型减震措施，该低屈服点钢连接扣不仅构造简单、便于设计、耗能减震效果好，并且可以快速的实现震前安装和震后更换。和震后更换。和震后更换。

【技术实现步骤摘要】
采用低屈服点钢连接扣减震的节段拼装桥墩及其制作方法


[0001]本专利技术涉及一种采用低屈服点钢连接扣减震的节段拼装桥墩及其制作方法。

技术介绍

[0002]节段拼装桥墩由若干墩身节段组装而成，通过张拉预应力筋将若干节段连接在一起，纵向受力钢筋设置在每个墩身节段内部，纵向受力钢筋在墩身节段接缝位置并不连续，故接缝位置为节段拼装桥墩的受力薄弱位置。已有研究结果表明，相较于现浇钢筋混凝土桥墩，节段拼装桥墩虽然残余位移小，具有较好的自复位能力，但滞回曲线捏缩明显，耗能能力较弱，且墩顶水平承载力弱于同类型现浇墩，限制了该类型桥墩在高烈度地震区的推广和应用。为进一步改善节段拼装桥墩的抗震性能，提高节段拼装桥墩应用在高烈度地区的抗震安全性，国内外学者对节段拼装桥墩的减震措施进行了深入的研究。
[0003]在对节段拼装桥墩进行减震设计时，往往选择构造简单、便于设计且耗能效果良好的耗能钢筋作为节段拼装桥墩的减震措施，但考虑到耗能钢筋一般内设于节段拼装圆端形空心墩的内部，地震发生后，耗能钢筋发生较大的塑性变形或断裂，难以修复和更换，影响其震后修复时间，延长桥梁恢复使用的时间。
[0004]此外，在强震作用下，节段拼装桥墩发生大幅度的摇摆运动，不同节段之间位置碰撞剧烈，接缝处混凝土产生明显的塑性损伤，严重影响了该类型桥墩的抗震安全性，因此研发一种合理的新型节段拼装桥墩结构体系，对于该类型桥墩在高烈度地震区的推广和应用具有重要的工程实际应用价值和意义。

技术实现思路

[0005]本专利技术提出一种采用低屈服点钢连接扣减震的节段拼装桥墩，其采用一种外置于节段拼装桥墩底部节段与承台接缝位置的低屈服点钢连接扣作为节段拼装桥墩的新型减震措施，该低屈服点钢连接扣不仅构造简单、便于设计、耗能减震效果好，并且可以快速的实现震前安装和震后拆卸更换。此外，采用弹性橡胶垫设置在桥墩不同节段接缝位置，降低桥墩在摇摆过程中引起的接缝位置混凝土的碰撞损伤。
[0006]本专利技术解决上述问题的技术方案是：一种采用低屈服点钢连接扣减震的节段拼装桥墩，其特殊之处在于：
[0007]包括承台、若干墩身节段、盖梁；若干墩身节段逐层叠加组成墩身，墩身设置在所述承台上，所述盖梁设置在所述墩身上，所述预应力筋将承台、若干墩身节段、盖梁依次串联连接组装成桥墩；
[0008]承台顶部以及每个墩身节段顶部均设有剪力键；每个墩身节段底部和盖梁底部均设有与其下方对应的剪力键匹配的剪力键凹槽；
[0009]承台与墩身之间、相邻的墩身节段之间、盖梁与墩身之间均设有弹性橡胶垫；
[0010]承台与墩身之间通过低屈服点钢连接扣连接。
[0011]进一步地，上述墩身的两侧相对称地设有低屈服点钢连接扣。
[0012]进一步地，上述低屈服点钢连接扣包括屈服段，屈服段两端分别设有连接端，由连接端向屈服段平滑过渡，由连接端向屈服段截面面积逐渐变小；两个连接端分别锚固安装在墩身底部的墩身节段与承台上。
[0013]进一步地，上述低屈服点钢连接扣采用Q235钢制成。
[0014]进一步地，上述弹性橡胶垫上设有预应力筋预留孔和剪力键预留孔。
[0015]进一步地，上述预应力筋的一端锚固于所述承台中，另一端锚固于所述盖梁中。
[0016]进一步地，上述承台为矩形截面的钢筋混凝土结构，承台顶部设有四个剪力键，四个剪力键对称布置，承台内部设有预应力筋预留孔，承台底部对称布置有预应力筋底部锚固。
[0017]进一步地，上述剪力键采用高强度混凝土和构造钢筋制造而成。
[0018]进一步地，上述盖梁为矩形截面的钢筋混凝土结构，顶部对称布置有预应力筋顶部封锚，内部预留有对称分布的预应力筋预留孔，底部对称布置有剪力键凹槽。
[0019]另外，本专利技术还提出一种上述采用低屈服点钢连接扣减震的节段拼装桥墩的制作方法，其特殊之处在于，包括以下步骤：
[0020]步骤1：制备承台、若干墩身节段和盖梁。
[0021]步骤2：进行组装，首先采用激光仪标出各墩身节段中心线，采用拌制好的水泥砂浆抹平墩身节段底部，在承台上放置弹性橡胶垫，使预应力筋和承台上的剪力键分别穿过弹性橡胶垫的预应力筋预留孔和剪力键预留孔，接着组装第一个墩身节段，使承台的剪力键插入墩身节段底部的剪力键凹槽，预应力筋穿过墩身节段的预应力筋孔道，完成底部墩身节段的组装。
[0022]步骤3：进行下一墩身节段组装时，首先依然采用拌制好的的水泥砂浆抹平墩身节段组装的底部位置，将弹性橡胶垫嵌套在底部墩身节段顶部，接着组装第二个墩身节段，节段底部预留的剪力键凹槽与前一个安装好的节段顶部剪力键进行拼接，预应力筋沿预留的孔道将弹性橡胶垫和第二个墩身节段串联在一起，完成第二个墩身节段的组装。
[0023]步骤4：按照上述组装流程，依次安装余下墩身节段，墩身节段全部组装完成后，最后将盖梁底部预留的剪力键凹槽对准顶部节段的剪力键，二者之间依旧放置弹性橡胶垫，同时将预应力筋沿盖梁预留的孔道穿过，在盖梁顶部预留的锚固凹槽张拉预应力筋，接着用水泥砂浆将锚固凹槽浇筑填实，完成桥墩的组装工作。
[0024]步骤5：安装低屈服点钢连接扣，采用高强度螺栓将低屈服点钢连接扣的两连接端分别锚固在底部墩身节段和承台上。
[0025]相比于现有技术，本专利技术的有益效果在于：
[0026]1、本专利技术中采用的低屈服点钢连接扣构造简单、便于设计，并且易于安装和震后更换。
[0027]2、在小震作用下，该低屈服点钢连接扣变形程度小并处于弹性状态，不仅可以控制桥墩的位移响应，还为桥墩提供一定的弹性恢复力；大震作用下，该低屈服点钢连接扣变形程度大并进入弹塑性状态，消耗地震输入桥墩的能量。
[0028]3、根据节段拼装桥墩在不同抗震设防区域的抗震需求，可以调整低屈服点钢连接扣的初始弯曲半径，在强震作用下，当所述低屈服点钢连接扣预设的初始弯曲半径被消耗殆尽，呈直线型状态的低屈服点钢连接扣将对墩身节段之间接缝的变形进行强制限位，以
防止节段拼装桥墩出现大的位移响应或倒塌，进而防止落梁危害的发生。
[0029]4、本专利技术中的低屈服点钢连接扣由全钢制造而成，便于工厂化生产，其质量有保证。
[0030]5、本专利技术中设置的弹性橡胶垫可以起到墩身节段之间碰撞的缓冲和减震作用，减小不同节段之间接缝位置处混凝土的塑性损伤，控制节段拼装桥墩在强震作用后的残余位移，保证节段拼装桥墩的自复位能力水平。
[0031]6、专利技术的采用低屈服点钢连接扣减震的节段拼装桥墩的新型结构体系，初步实现了节段拼装桥墩的抗震性能水平和损伤可控以及震后可快速修复的目的，有效提高了节段拼装桥墩的抗震安全性，从桥梁的全寿命周期角度来看，该新型结构体系具有较高的工程实际应用价值和优越的经济效益。
附图说明
[0032]图1是本专利技术实施例提供的一种采用低屈服点钢连接扣减震的节段拼装桥墩的总体结构示意图；
[0033]图2是本专利技术实施例提供的一种采用低屈服点钢连接本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种采用低屈服点钢连接扣减震的节段拼装桥墩，其特征在于：包括承台(1)、若干墩身节段(8)、盖梁(10)；若干墩身节段(8)逐层叠加组成墩身，墩身设置在所述承台(1)上，所述盖梁(10)设置在所述墩身上，所述预应力筋(2)将承台(1)、若干墩身节段(8)、盖梁(10)依次串联连接组装成桥墩；承台(1)顶部以及每个墩身节段(8)顶部均设有剪力键(5)；每个墩身节段(8)底部和盖梁(10)底部均设有与其下方对应的剪力键(5)匹配的剪力键凹槽(9)；承台(1)与墩身之间、相邻的墩身节段(8)之间、盖梁(10)与墩身之间均设有弹性橡胶垫(6)；承台(1)与墩身之间通过低屈服点钢连接扣(12)连接。2.根据权利要求1所述的一种采用低屈服点钢连接扣减震的节段拼装桥墩，其特征在于：所述墩身的两侧相对称地设有低屈服点钢连接扣(12)。3.根据权利要求2所述的一种采用低屈服点钢连接扣减震的节段拼装桥墩，其特征在于：所述低屈服点钢连接扣(12)包括屈服段(14)，屈服段(14)两端分别设有连接端(13)，由连接端(13)向屈服段(14)平滑过渡，由连接端(13)向屈服段(14)截面面积逐渐变小；两个连接端(13)分别锚固安装在墩身底部的墩身节段(8)与承台(1)上。4.根据权利要求3所述的一种采用低屈服点钢连接扣减震的节段拼装桥墩，其特征在于：所述低屈服点钢连接扣(12)采用Q235钢制成。5.根据权利要求4所述的一种采用低屈服点钢连接扣减震的节段拼装桥墩，其特征在于：所述弹性橡胶垫(6)上设有预应力筋预留孔(4)和剪力键预留孔(7)。6.根据权利要求5所述的一种采用低屈服点钢连接扣减震的节段拼装桥墩，其特征在于：所述预应力筋(2)的一端锚固于所述承台(1)中，另一端锚固于所述盖梁(10)中。7.根据权利要求6所述的一种采用低屈服点钢连接扣减震的节段拼装桥墩，其特征在于：所述承台(1)为矩形截面的钢筋混凝土结构，承台(1)顶部设有四个剪力键(5)，四个剪力键(5)对称布置，承台(1)内部设有预应力筋预留孔(4)，承台(1)底部对称布置有预应力筋底部锚固(3)。8.根据权利要求7所...

【专利技术属性】
技术研发人员：李浩，周枫，钟铁毅，刘磊，李超群，秦洪雨，季文刚，郑洁，张宏杰，申昊，胡志远，
申请(专利权)人：北京交通大学，
类型：发明
国别省市：