[发明专利]一种可更换阻尼器的整体桥多级桥台柔性主桥台及其应用

说明书

本发明涉及一种可更换阻尼器的整体桥多级桥台柔性主桥台，包括依次设置的主梁、引板、接线路面，主梁与引板之间自上往下依次设有主桥台、刚性扩大基础，引板与接线路面之间设有次桥台，主桥台与刚性扩大基础之间经预应力筋拉结为一体，主桥台外周部与刚性扩大基础之间设置有若干个阻尼器。通过预应力筋提供整体式桥台在地震作用下的自复位能力及抗倾覆能力。同时在主桥台与刚性扩大基础之间布置阻尼器，利用阻尼器提高抗侧力，消耗地震能量，震后损坏的阻尼器也可替换。预应力筋和阻尼器的结合不仅具有良好的自复位能力，而且具有较高的耗能力，并且在一定程度上能减轻桥台的损伤破环。适用于对变形和抗震性能有较高要求的整体桥。

技术领域

本发明涉及一种可更换阻尼器的整体桥多级桥台柔性主桥台及其应用。

背景技术

桥梁的抗震问题，一直是工程界和学术界关注的焦点。虽然各国桥梁设计规范都有详细的抗震设计方法和要求，但每次地震仍有不少的桥梁失效和倒塌。我国是一个多地震国家，地震活动频繁，震级强。地震活动主要分布在西南、西北、华南和台湾海峡等地区，而这些地方的桥梁分布较多。无缝桥虽具有比有缝桥更好的抗震性能，但对其抗震方面的研究仍然是一个非常重要的课题。

整体桥上、下部结构连成整体、不设伸缩缝与支座以及桥台采用柔性基础，是整体桥的结构特点；上部结构的纵桥向变形由下部结构与基础来接纳，是整体桥的变形特点。整体桥具有较高的冗余度，可避免地震和洪水时落梁的发生，减轻或避免翼墙和支座的破坏。在高烈度地震活跃区，整体桥无疑是一种十分适用的桥型。然而，尽管如此，对具体的整体桥如何进行抗震计算，目前还少见研究报道，只能沿用一般桥梁抗震设计方法进行处理。究其原因是因为在整体桥的动力分析中，一直存在着一个关键问题尚未很好的解决，即如何处理土体与结构的相互作用问题，包括台与台后土、桩与桩周土以及可能的引板与路基或接线路面间的抗震作用。在桥台处，桥台变形取决于桥台、桩基和桥面板的相对刚度以及台后土与桩侧土的侧向刚度。反之，台后土的响应又与桥台变形有关。

正是由于整体桥的下部结构和上部结构连成整体，因此与传统的有缝桥相比，其动力特性和抗震性能分析存在着差异。整体桥的整体性好、冗余度高的优点在地震作用下也存在一定的不利因素。主梁和桥台连成整体后，结构刚度增大，周期减小，总地震剪力大于传统有缝桥且大部分由桥台桩基承担，因而桩基将承受更高的地震作用，是整体桥最薄弱的部位之一。

对于横桥向来说，台后土基本无法发挥作用，同时整体桥一阶振型一般为横桥向，因而地震作用下更易发生桩基和桥台的横桥向破坏。为了桥台具有良好的横向自复位能力，而且具有较高的耗能能力，并在一定程度减轻桥台横向的损伤破环，提出一种可更换阻尼器的整体桥多级桥台柔性主桥台。

发明内容

鉴于现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种可更换阻尼器的整体桥多级桥台柔性主桥台及其应用。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种可更换阻尼器的整体桥多级桥台柔性主桥台，包括依次设置的主梁、引板、接线路面，主梁与引板之间自上往下依次设有主桥台、刚性扩大基础，引板与接线路面之间设有次桥台，主桥台与刚性扩大基础之间经预应力筋拉结为一体，主桥台外周部与刚性扩大基础之间设置有若干个阻尼器。

优选的，桥台为整体桥多级桥台构造中的主桥台，其中次桥台承担挡土作用，主、次桥台间填部分土或不填土。

优选的，主桥台安装于刚性扩大基础上，主桥台顶部和刚性扩大基础的底部均设有凹槽。

优选的，预应力筋采用无粘结预应力筋，主桥台内设有无粘结预应力筋，预应力筋顶端通过锚具锚固于主桥台顶部的凹槽内，底端锚固于刚性扩大基础底部的凹槽内。

优选的，主桥台底面由中间的分离平面和两边的滚动斜面组成。

优选的，若干个阻尼器在主桥台的纵桥向、横桥向两侧均对称布置，阻尼器顶端锚固于主桥台外壁，底端锚固于刚性扩大基础顶面。