一种带可更换耗能装置的自复位UHPC桥墩结构制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及到一种桥墩技术领域，具体涉及到一种带可更换耗能装置的自复位UHPC桥墩结构。包括墩柱，墩柱包括位于上部由普通混凝土浇筑成型的上支撑和位于下部由UHPC浇筑成型的墩底塑性铰区，基础承台上端开设有凹槽，凹槽内放置有接头组件，墩柱坐落在接头组件上端，多根CFRP筋贯穿墩柱、接头组件和基础承台，墩底塑性铰区与基础承台通过多个耗能角钢连接，墩底塑性铰区和基础承台均预埋有与耗能角钢对应的勾板，耗能角钢的下部被基础承台上预埋的勾板的勾部勾住，耗能角钢的上部被墩底塑性铰区预埋的勾板的勾部勾住。本实用新型专利技术可更好满足自复位桥墩抗震要求，使桥墩在地震作用下具备更优的抗震性能、功能性及可修复性。性。性。

【技术实现步骤摘要】
一种带可更换耗能装置的自复位UHPC桥墩结构


[0001]本技术涉及到一种桥墩
，具体涉及到一种带可更换耗能装置的自复位UHPC桥墩结构。

技术介绍

[0002]对于桥墩而言，传统的抗震设计理念仅考虑结构承载力、刚度及延性，期望通过塑性铰区局部破坏实现结构延性耗能以获得整体安全，避免倒塌，未考虑结构位移及震后性能，按此设计理念所设计的桥墩在地震作用下往往产生难以忽略的残余位移。此外，传统钢筋混凝土桥墩在地震作用下从弹性阶段进入弹塑性阶段的过程中依靠塑性铰区大量耗能保证整体桥墩的可靠性，大量震害结果表明，多数桥墩破坏表现为塑性铰区混凝土被压溃，产生局部塑性变形。而基于性能的抗震设计理念衍生出的自复位桥墩则通过结构设计，利用自复位组件的弹性性能所产生的恢复力，从而有效控制结构位移和残余位移，实现桥墩震后功能性及可修复性，减少地震造成的直接和间接经济损失。
[0003]但目前对于自复位桥墩的相关研究大多集中于试验研究和对试验桥墩构件进行抗震性能分析，对自复位组件、耗能组件的种类、数量、配置形式等影响因素研究较少，对新材料在自复位桥墩中的应用也较为有限，鲜少针对减轻桥墩塑性铰区破坏的措施，且对于高烈度地区自复位桥墩所采用的设计形式没有根据受力情况而改变，难以同时满足经济性及功能性需求。
[0004]解决以上问题的方案之一是针对高烈度地区进行自复位桥墩结构形式设计，对自复位组件、耗能组件的种类、数量、配置形式等影响因素研究，根据自复位桥墩各部分组件受力特性和结构要求选择性能更好的新材料，得到适应性较好，且能满足功能性和经济性的新型自复位桥墩结构体系。

技术实现思路

[0005]针对现有自复位桥墩结构存在的问题，本专利技术提供一种带可更换耗能装置的自复位UHPC桥墩结构体系，以达到在高烈度地区降低桥墩塑性铰区的地震损伤，改善桥墩抗震性能，有效控制桥墩震中位移，减小震后残余位移，提高其自复位性能，实现震后使用功能快速恢复并同时满足功能性和经济性的目的。
[0006]为了实现上述目的，本技术提供的技术方案是：
[0007]一种带可更换耗能装置的自复位UHPC桥墩结构，包括墩柱，墩柱包括位于上部由普通混凝土浇筑成型的上支撑和位于下部由UHPC浇筑成型的墩底塑性铰区，基础承台上端开设有凹槽，凹槽内放置有接头组件，墩柱坐落在接头组件上端，多根CFRP筋贯穿墩柱、接头组件和基础承台，墩底塑性铰区与基础承台通过多个耗能角钢连接，墩底塑性铰区和基础承台均预埋有与耗能角钢对应的勾板，耗能角钢的下部被基础承台上预埋的勾板的勾部勾住，耗能角钢的上部被墩底塑性铰区上预埋的勾板的勾部勾住。
[0008]具体的，所述CFRP筋上端与上支撑固定连接，CFRP筋下端与基础承台固定连接。
[0009]具体的，所述勾板的勾部上开设有通孔，耗能角钢上开设有与通孔同心的螺纹孔，螺栓贯穿通孔后与螺纹孔螺纹连接。
[0010]具体的，所述勾板上固定有预埋板，上方勾板的预埋板位于墩底塑性铰区内部，下方勾板的预埋板位于基础承台内。
[0011]具体的，所述多根CFRP筋在桥墩内部沿横桥向轴线靠近桥墩截面边缘位置处布置。
[0012]与现有技术相比，本技术的有益效果为：
[0013]由于墩底塑性铰区最易发生破坏，而超高性能混凝土(UHPC)具有高韧性、低孔隙率、良好的耐久性以及优异的力学性能等诸多优点，自复位桥墩的墩底塑性铰区采用一定强度的超高性能混凝土(UHPC)替换原有普通混凝土材料，可更好满足自复位桥墩抗震要求，有效控制局部“压溃”，使桥墩在地震作用下具备更优的抗震性能、功能性及可修复性。
[0014]桥墩在高烈度区地震作用下产生位移较大，CFRP筋不仅具有远高于普通钢筋的抗拉强度，力学性能与普通钢筋相比也存在一定差异，且具有更大的弹性模量和弹性极限应变，作为自复位组件可以更好地控制桥墩位移，确保桥墩震后自复位能力，进而满足功能性和可修复性要求。
[0015]自复位组件越靠近桥墩截面边缘，对墩顶位移的控制能力越强，因此于桥墩内部沿横桥向轴线靠近桥墩截面边缘位置处布置自复位组件可以更好地控制桥墩位移，提高桥墩自复位性能。
[0016]耗能组件在消耗地震能量后进入塑性阶段，内置耗能钢筋位于桥墩内部，后期更换较为复杂，甚至难以更换，而类似于桥墩底部所装置的耗能角钢等外置耗能器不仅可以起到同样的耗能作用，且在震后方便更换，很大程度上提高桥墩可修复性，延长桥墩使用寿命。
附图说明
[0017]图1为带可更换耗能装置的自复位UHPC桥墩结构的示意图。
[0018]图2为耗能角钢的示意图。
[0019]图3为勾板的示意图。
[0020]附图中的零部件名称为：
[0021]1 基础承台
[0022]2 上支撑
[0023]3 墩底塑性铰区
[0024]4CFRP筋
[0025]5 接头组件
[0026]6 耗能角钢
[0027]7 勾板
[0028]8 预埋板
[0029]9 螺栓
[0030]61 螺纹孔。
具体实施方式
[0031]下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。
[0032]参照图1
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图3所示，一种带可更换耗能装置的自复位UHPC桥墩结构，包括墩柱，墩柱包括位于上部由普通混凝土浇筑成型的上支撑2和位于下部由UHPC浇筑成型的墩底塑性铰区3。墩柱为自复位桥墩体系中的承重组件，用于承受竖向荷载并抵抗一定的横向荷载。
[0033]基础承台1上端开设有凹槽，凹槽内放置有接头组件5，接头组件5用于连接墩柱与基础承台1。
[0034]墩柱坐落在接头组件5上端，多根CFRP筋4贯穿墩柱、接头组件5和基础承台1，所述CFRP筋4上端与上支撑2固定连接，CFRP筋4下端与基础承台1固定连接。桥墩内部沿横桥向轴线靠近桥墩截面边缘位置处布置一定数量的CFRP筋4作为自复位组件用于控制墩柱最大水平位移和残余位移，提供墩柱震后自复位能力。
[0035]墩底塑性铰区3与基础承台1通过多个耗能角钢6连接，墩底塑性铰区3和基础承台1均预埋有与耗能角钢6对应的勾板7，所述勾板7上固定有预埋板8，上方勾板7的预埋板8位于墩底塑性铰区3内部，下方勾板7的预埋板8位于基础承台1内。
[0036]耗能角钢6的下部被基础承台1上预埋的勾板7的勾部勾住，耗能角钢6的上部被墩底塑性铰区3预埋的勾板7的勾部勾住。所述勾板7的勾部上开设有通孔，耗能角钢6上开设有与通孔同心的螺纹孔61，螺栓9贯穿通孔后与螺纹孔61螺纹连接。耗能角钢6作为耗能组件，用于吸收和消耗地震作用对墩柱输入的能量。
[0037]采用以上方案的带可更换耗能装置的自复位UHPC桥墩结构是将CFRP筋4和耗能角钢6组合在一起形成的混合体系。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种带可更换耗能装置的自复位UHPC桥墩结构，包括墩柱，其特征在于，墩柱包括位于上部由普通混凝土浇筑成型的上支撑(2)和位于下部由UHPC浇筑成型的墩底塑性铰区(3)，基础承台(1)上端开设有凹槽，凹槽内放置有接头组件(5)，墩柱坐落在接头组件(5)上端，多根CFRP筋(4)贯穿墩柱、接头组件(5)和基础承台(1)，墩底塑性铰区(3)与基础承台(1)通过多个耗能角钢(6)连接，墩底塑性铰区(3)和基础承台(1)均预埋有与耗能角钢(6)对应的勾板(7)，耗能角钢(6)的下部被基础承台(1)上预埋的勾板(7)的勾部勾住，耗能角钢(6)的上部被墩底塑性铰区(3)上预埋的勾板(7)的勾部勾住。2.根据权利要求1所述一种带可更换耗能装置的自复位UHPC桥墩结构，其特征在于，所述CF...

【专利技术属性】
技术研发人员：时晓晔，韦建中，陈金朝，高培楠，张传更，张自强，孙鹏辉，刘浩，史源，刘绍，
申请(专利权)人：中石化石油工程技术服务股份有限公司，
类型：新型
国别省市：