[发明专利]一种震后可快速修复的预制BRB桥墩塑性铰结构

说明书

一种震后可快速修复的预制BRB桥墩塑性铰结构，涉及桥梁工程技术领域，包括桥墩、以及承台，桥墩包括位于上部的非塑性铰区和位于下部且由塑性铰结构构成的塑性铰区，塑性铰结构包括固定连接于非塑性铰区下端与承台上端之间的预制劲性骨架以及环绕预制劲性骨架设置的防屈曲支撑构造，防屈曲支撑构造包括均匀分布于预制劲性骨架外周的若干预制支撑内芯、设置于相邻的预制支撑内芯之间的预制填充块以及环绕所有的预制支撑内芯和预制填充块的约束保护层。本发明提供了一种震后可快速修复的预制BRB桥墩塑性铰结构，解决了传统桥墩墩底塑性铰区域耗能能力差、可修复性差且不具备自复位功能的问题，从而保证桥梁结构在震后可快速恢复使用功能。

技术领域

本发明涉及桥梁工程技术领域，具体涉及一种震后可快速修复的预制BRB桥墩塑性铰结构。

背景技术

桥梁结构作为交通体系的重要组成部分，在震后往往是交通生命线的枢纽，如果在地震中遭受破坏，就可能会给救灾工作带来巨大困难，因而如何提高桥梁的抗震性能也就备受人们的重视。经过多年的研究和实践，当前的桥梁抗震设计基本能实现“小震不坏、中震可修、大震不倒”的抗震设防目标，但近年来国内外大地震的灾害调查显示震后交通中断及重建时间较长所间接引起的人员伤亡和经济损失往往更为严重。这都表明有效控制桥梁结构在地震中的损伤程度，缩短其在受损后的恢复时间对震后交通生命线的通畅有着非常重要的意义。

桥墩是桥梁结构最重要的承重构件，在地震引起的各类桥梁损伤中，桥墩的损伤和失效将直接影响桥梁结构的安全性和功能性，并且是造成桥梁结构震后难以修复的主要原因。传统的桥墩一般被设计成通过自身塑性铰区的钢筋屈服和混凝土开裂来耗散地震能量。虽然依据现行规范所设计的桥梁在地震中不易发生倒塌，但震后桥墩塑性铰区的严重破坏会对整个线路或区域的震后恢复带来巨大阻碍。

为了最大程度的避免类似情况的发生，针对桥梁结构的震后功能可恢复设计，各国学者开展了广泛的研究，希望通过设计相应的牺牲构件耗散地震能量，从而保护主体构件的完整性，比如设置偏心支撑、在双柱墩或格构式桥墩中设置防屈曲支撑(BRB)、设置容易出现塑性铰的弱梁、设计成摇摆桥墩体系、设计成基底可自由转动的钢支撑摇摆框架结构等，但这些设计存在受损构件难以更换、构造复杂、耗能性能较差、适用面窄或不能自复位的问题。

发明内容

本发明提供了一种震后可快速修复的预制BRB桥墩塑性铰结构，以解决传统桥墩墩底塑性铰区域耗能能力差、可修复性差且不具备自复位功能的问题，从而保证桥梁结构在震后可快速恢复使用功能。

为达到上述目的，本发明技术方案为：

一种震后可快速修复的预制BRB桥墩塑性铰结构，包括桥墩、以及设于桥墩底端的承台，所述的桥墩包括位于上部的非塑性铰区和位于下部且由塑性铰结构构成的塑性铰区，所述的塑性铰结构包括固定连接于非塑性铰区下端与承台上端之间的预制劲性骨架以及环绕预制劲性骨架设置的防屈曲支撑(BRB)构造，所述的防屈曲支撑(BRB)构造包括均匀分布于预制劲性骨架外周的若干预制支撑内芯、设置于相邻的预制支撑内芯之间的预制填充块以及环绕所有的预制支撑内芯和预制填充块的约束保护层。

优选的，所述的预制劲性骨架包括组合截面柱、以及分别固定设于组合截面柱顶端和下部的钢板A及钢板B，所述的组合截面柱的底端贯穿钢板B，并延伸入承台内部，所述的钢板B嵌设于承台的上端面，且钢板B的上表面与承台的上端面齐平、下表面与承台内的纵向钢筋焊接；所述的非塑性铰区、组合截面柱、钢板A及钢板B同轴设置，所述的钢板A上下表面的形状尺寸与非塑性铰区的横截面的形状尺寸相同，且钢板A及钢板B的上下表面的面积均大于组合截面柱横截面的面积，所述的钢板A的上表面与非塑性铰区内的纵向钢筋焊接。