一种具有抗震韧性的装配式桥梁及其构造方法技术

本发明专利技术涉及一种具有抗震韧性的装配式桥梁及其构造方法，装配式桥梁包括装配式主梁(1)，装配式主梁(1)两端设有横隔梁(2)，装配式主梁(1)通过组合橡胶支座(3)架设于桥墩盖梁(4)上；组合橡胶支座(3)在板式橡胶支座内部设置滑动摩擦面，在填充橡胶层(32)之间设置不锈钢板(311)和四氟滑板(312)，避免过早整体滑移；桥墩盖梁(4)上在横隔梁(2)旁设有纵向限位块(6)，桥墩盖梁(4)两侧在装配式主梁(1)旁设有横向限位块(7)。与现有技术相比，本发明专利技术支座克服地震时梁体易滑动的弱点，具有一定自复位能力，梁体残余位移小，震后易恢复；同时确保支座充分发挥减隔震作用，避免发生位移失控甚至落梁破坏。落梁破坏。落梁破坏。

【技术实现步骤摘要】
一种具有抗震韧性的装配式桥梁及其构造方法


[0001]本专利技术属于桥梁工程及减隔震
，涉及一种具有抗震韧性的装配式桥梁及其构造方法。

技术介绍

[0002]近年，我国提出了建设“韧性城市”的要求。桥梁作为交通系统生命线工程的关键组成，抗震韧性尤为重要，它要求震后桥梁功能快速恢复。目前，我国桥梁抗震设计的基本准则为“小震不坏、中震可修、大震不倒”，设计方法包括延性抗震和减隔震设计方法。延性抗震设计方法利用桥墩塑性铰区的塑性变形来耗散地震能量，在罕遇地震作用下允许塑性铰区发生严重损坏，混凝土保护层脱落、核心混凝土的压碎、钢筋屈服甚至屈曲断裂，且震后墩顶残余位移可能较大，震后修复非常困难。减隔震设计方法利用减隔震支座或耗能装置来耗能，可避免桥墩明显塑性损伤，桥墩残余位移较小，但另一方面支座屈后刚度小、主梁残余位移大，尤其是滑动摩擦型支座，如果限位装置失效，容易发生位移失控，在罕遇地震作用下有发生梁体碰撞、落梁垮塌的潜在风险。因此，目前我们的桥梁抗震设计在“韧性”方面还有一定的不足，发展具有“自复位、低损伤、震后快速恢复”特点的韧性桥梁具有重要意义。
[0003]对于量大面广的中小跨径桥梁，上部结构通常采用预制小箱梁、空心板梁、T梁等装配式主梁，一般在桥墩与梁体之间放置橡胶类支座，不仅可以释放正常使用阶段的温度变形，而且在地震作用时又能起到一定的减隔震作用。在抗震设防烈度为7度及以下地区其中，最常采用的是板式橡胶支座，它与梁体、桥墩仅为接触连接，构造简单，造价低廉，安装方便，但是地震时容易产生相对滑动，支座屈后刚度几乎为零，丧失自复位能力，导致主梁残余位移大，如果缺少有效的限位措施，地震时可能导致较大的梁体位移甚至出现落梁破坏。除了板式橡胶支座，常用的橡胶类支座还包括铅芯橡胶支座和高阻尼橡胶支座，它们具有较好的减震耗能能力，但是价格较高，需要与梁体、桥墩固定连接，安装与更换都较为麻烦，而且在材料性能方面也有一些局限性。前者由于铅芯材料性能特点，支座剪切性能受到温度、铅芯自身蠕变、疲劳等影响，且在生产和更换过程存在一定的污染；后者的力学性能与材料配比、硫化工艺密切相关，性能稳定性难以保障，温度敏感性显著，且在近断层地震中阻尼减震效果不明显。
[0004]减隔震支座构造应简单，性能应可靠且对环境温度变化不敏感；桥梁结构设计使用年限通常为50或100年，而橡胶支座设计使用年限一般为15年，在桥梁结构的全生命周期内需要经历多次支座更换。
[0005]桥梁抗震体系应配合采用与之相适应的抗震构造措施。采用减隔震设计的桥梁，通常梁体位移较大，为确保桥梁在地震作用下的预期性能，在相邻梁体之间、梁体与墩台限位块之间应设置足够的间隙，满足减隔震支座地震变形的需求，同时应采取可靠的限位措施，避免发生位移失控甚至落梁破坏。然而现实情况中存在较多桥梁使用了减隔震支座，但是支座变形空间没有预留出来、从而妨碍减隔震支座发挥作用或者没有设置可靠的限位措
施从而导致出现位移过大或者落梁的情形，这些违背了减隔震的作用机理与韧性抗震的理念。
[0006]专利CN109505270A公开了一种板式橡胶支座桥梁的限位加固体系，包括板式橡胶支座和限制板式橡胶支座过大滑动的支座限位器组成的减隔震结构体系，该体系又包括：桥墩、固定在桥墩上方的盖梁、盖梁两侧的挡块和位于盖梁上端面的主梁；所述盖梁顶面与主梁底面之间设置有隔震板式橡胶支座，支座两端分别安装支座限位器，支座上下限位器分别利用螺栓固定在主梁底面和盖梁顶面，板式橡胶支座的顶面与主梁间、底面与盖梁间分别增设不同粗糙程度涂层的聚四氟乙烯涂层薄钢板来改变支座两端的摩擦系数，支座上下限位器与板式橡胶支座间预留一定间隙，支座上下限位器之间预留一定间隙。但该专利通过上下环形限位器之间预留预设的滑动间隙来限制板式橡胶支座的最大滑动位移，相当于一种纵、横双向限位挡块，从而避免梁体移位过大带来的连锁破坏，但是这种体系缺乏自复位能力，梁体会存在较大的残余位移，震后恢复仍需要付出较大的代价。
[0007]专利CN107642033A公开了一组功能分离型组合支座体系及其施工方法，固定于梁体和桥墩之间，桥墩顶部横桥向中部设有自复位铅芯橡胶支座，两侧设有盆式橡胶支座；自复位铅芯橡胶支座包括支座上钢板A、变形约束板、第一连接钢板、橡胶板A、第二连接钢板、底板和支座下钢板，支座上钢板A固定在梁体底部，支座上钢板A、变形约束板、第一连接钢板、橡胶板A、第二连接钢板和底板依次连接，支座下钢板下部固定在桥墩顶部；盆式橡胶支座包括支座上钢板B、不锈钢板、滑动板、中间衬板、橡胶板B和钢盆。但该专利通过在主梁下同时布置盆式橡胶支座与铅芯橡胶支座，可实现减隔震、限位与自复位的功能组合，对于梁底布置空间有一定要求，可用于截面宽度较大的整体式桥梁，但是对于截面采用多片主梁的装配式桥梁，每片主梁下空间有限，且采用这种支座布置的经济代价较大，支座安装与更换都较为麻烦，而且铅芯材料性能方面也有一些缺陷。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的至少一种缺陷而提供一种具有抗震韧性的装配式桥梁及其构造方法，本专利技术的支座克服了地震时梁体易滑动的弱点，具有一定的自复位能力，梁体残余位移小，震后易恢复；同时确保支座充分发挥减隔震作用，且避免发生位移失控甚至落梁破坏。
[0009]本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：
[0010]本专利技术的技术方案之一在于，提供一种具有抗震韧性的装配式桥梁，所述的装配式桥梁包括装配式主梁，该装配式主梁两端设有横隔梁，所述的装配式主梁通过组合橡胶支座架设于桥墩盖梁上；
[0011]所述的组合橡胶支座在板式橡胶支座内部设置滑动摩擦面，在填充橡胶层之间设置不锈钢板和四氟滑板，所述的不锈钢板和四氟滑板发生摩擦滑动，可减小组合橡胶支座的水平刚度，更有效地发挥橡胶的剪切变形能力，显著提高组合橡胶支座的极限位移，从而避免组合橡胶支座过早发生整体滑移；
[0012]所述的桥墩盖梁上在横隔梁旁设有纵向限位块，所述的桥墩盖梁两侧在装配式主梁旁设有横向限位块。
[0013]作为优选的技术方案，所述的装配式主梁和横隔梁通过后浇混凝土互相连接相邻
梁体。
[0014]进一步地，所述的组合橡胶支座平面沿轴向通过加劲钢板间隔滑动层和填充橡胶层，所述的组合橡胶支座最外围设有橡胶保护层，所述的滑动层和填充橡胶层设有若干层。
[0015]进一步地，所述的滑动层包括叠放的不锈钢板和四氟滑板，周围是叠层区橡胶，由内到外分为滑动区和叠层区。
[0016]作为优选的技术方案，所述的橡胶层同时硫化，所述的支座生产工艺与板式橡胶支座基本相同，安装也同样方便，不需要与梁体、桥墩锚固连接。
[0017]进一步地，所述的组合橡胶支座橡胶承受水平力作用时，当滑动层分担的水平力超过滑动层的临界摩擦力，所述的不锈钢板和四氟滑板发生摩擦滑动；
[0018]所述的水平力消失时，所述的叠层区橡胶迫使不锈钢板和四氟滑板恢复到发生摩擦滑动前的状态，所述的叠层区橡胶和填本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有抗震韧性的装配式桥梁，其特征在于，所述的装配式桥梁包括装配式主梁(1)，该装配式主梁(1)两端设有横隔梁(2)，所述的装配式主梁(1)通过组合橡胶支座(3)架设于桥墩盖梁(4)上；所述的组合橡胶支座(3)在板式橡胶支座内部设置滑动摩擦面，在填充橡胶层(32)之间设置不锈钢板(311)和四氟滑板(312)，所述的不锈钢板(311)和四氟滑板(312)发生摩擦滑动，避免组合橡胶支座(3)过早发生整体滑移；所述的桥墩盖梁(4)上在横隔梁(2)旁设有纵向限位块(6)，所述的桥墩盖梁(4)两侧在装配式主梁(1)旁设有横向限位块(7)。2.根据权利要求1所述的一种具有抗震韧性的装配式桥梁，其特征在于，所述的组合橡胶支座(3)平面沿轴向通过加劲钢板(33)间隔滑动层(31)和填充橡胶层(32)，所述的组合橡胶支座(3)最外围设有橡胶保护层(34)。3.根据权利要求2所述的一种具有抗震韧性的装配式桥梁，其特征在于，所述的滑动层(31)包括叠放的不锈钢板(311)和四氟滑板(312)，周围是叠层区橡胶(313)。4.根据权利要求3所述的一种具有抗震韧性的装配式桥梁，其特征在于，所述的组合橡胶支座(3)承受水平力作用时，当滑动层(31)分担的水平力超过滑动层(31)的临界摩擦力，所述的不锈钢板(311)和四氟滑板(312)发生摩擦滑动；所述的水平力消失时，所述的叠层区橡胶(313)迫使不锈钢板(...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓小伟，党新志，钟海强，罗喜恒，方健，袁胜峰，张晨南，展艳艳，顾保贵，郭相利，
申请(专利权)人：上海赛斯美克土木科技有限公司，
类型：发明
国别省市：