[发明专利]一种底部设置可更换防屈曲耗能钢板的自复位混凝土桥墩

说明书

本发明涉及一种底部设置可更换防屈曲耗能钢板的自复位混凝土桥墩，涉及固定建筑物领域。包括承台、可更换部件、带孔角钢、接头钢管和带有外凸部分的墩柱；所述外凸部分上包裹有上外包带孔钢管；所述可更换部件与所述带孔角钢可拆卸连接；所述承台内预埋有锚固钢筋，所述带孔角钢还与所述锚固钢筋可拆卸连接，所述带孔角钢与所述可更换部件的连接处设有开孔钢板，所述开孔钢板用于连接所述带孔角钢与所述可更换部件；所述接头钢管上设有球铰式钢构件，所述接头钢管包裹住所述墩柱的底部，所述承台表面设有凹入式钢构件，所述接头钢管放置在所述凹入式钢构件上。本方案解决了震后桥墩受损而难以修复的技术问题，适用于桥墩的建设。

技术领域

本发明涉及固定建筑物领域，特别涉及一种底部设置可更换防屈曲耗能钢板的自复位混凝土桥墩。

背景技术

随着现代基础理论的不断发展以及新技术新材料的应用，人们对新型桥梁结构越发期待，对桥梁质量提出了新的要求。桥梁的建设为经济发展以及交通出行带来了极大的便利，其中桥墩作为承载桥梁结构上部荷载的构件，具有举足轻重的作用。多次震害调查显示，桥墩的破坏模式主要发生在柱脚处以及其他连接部位。

为了降低桥梁损坏带来的损失，例如地震带来的损失；目前存在着两种关于桥梁抗震设计方法，即延性设计和减隔震设计。对一般桥梁来说，通常延性设计的思路是通过设计塑性铰来消耗地震能量，但这样的做法无疑会给桥梁带来难以修复的损伤，且残余变形大。另外一种则是通过设置一定的减震隔震装置来耗散地震能量，如耗能阻尼器装置、叠合橡胶支座等。

在桥墩抗震设计中，自复位桥墩的应用还未大面积普及，但是其依靠预应力筋提供的复位弯矩给桥墩提供自复位能力，同时预制节段截面通过开合作用来增加耗能。当复位桥墩配置耗能阻尼器时，其耗散地震能量的能力将会得到显著提升，工程上常采用内置阻尼器和外置阻尼器来增加耗能。内置阻尼器具有耐久性高的优势，如新西兰坎伯特大学的Palermo和pampanin利用内置钢筋进行自复位桥墩的耗能，但该内置耗能钢筋在失效后，无法进行更换，难以进行后续修复工作。相比之下，外置阻尼器同时具有耗能能力和震后可更换的优点，但对其耗能性能以及构造方面存在的问题是亟待解决的。传统的外置耗能装置是利用钢筋来耗能，郭佳等人利用螺栓连接的耗能钢筋配置在墩底外侧进行耗能，但耗能能力有限。软钢(如LYP钢)具有底屈服点，弹塑性滞回变形能力优异等特点，施刚等人通过试验对LYP软钢进行循环加载，结果表明低屈服点钢的能力耗散系数明显大于普通钢及高强钢。相比普通钢筋，利用核心钢板来耗能具有更大的优势，能够更好地发挥软钢的耗能能力；另外，传统的自复位桥墩依靠混凝土截面之间的摩擦力来抵抗剪力，并无可靠的连接机制，且墩底边缘混凝土在桥墩摇摆过程中容易受到往复集中力作用而受到破坏，进而影响摇摆机制。同时传统的自复位桥墩在摇摆过程中容易产生滑移，不能准确恢复到初始位置。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是如何快速更换受损部件。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种底部设置可更换防屈曲耗能钢板的自复位混凝土桥墩，包括：承台、可更换部件、带孔角钢、接头钢管和带有外凸部分的墩柱；所述外凸部分上包裹有上外包带孔钢管；所述可更换部件与所述带孔角钢可拆卸连接；所述承台内预埋有锚固钢筋，所述带孔角钢还与所述锚固钢筋可拆卸连接，所述带孔角钢与所述可更换部件的连接处设有开孔钢板，所述开孔钢板用于连接所述带孔角钢与所述可更换部件；所述接头钢管上设有球铰式钢构件，所述接头钢管包裹住所述墩柱的底部，所述承台表面设有凹入式钢构件，所述接头钢管放置在所述凹入式钢构件上，所述墩柱内部设有竖直贯通的无粘结后张拉预应力筋。

本发明的有益效果是：将桥墩用于耗能的部位进行可拆卸连接，最容易损耗的部位作为可更换部件，在需要对桥墩进行维修时仅需更换可更换部件或者其他可拆卸的部位，从而降低可更换部件的更换难度，解决了如何快速更换受损部件的技术问题；