[发明专利]一种采用可更换耗能梁柱连接节点的自复位桥墩

说明书

本发明涉及一种采用可更换耗能梁柱连接节点的自复位桥墩，属于土木工程消能减震技术领域。主要包括墩柱、基础、盖梁、系梁，其中墩柱、承台、盖梁整体浇筑。墩柱中设置预埋件，所述预埋件上固定连接有墩柱耳板，墩柱耳板以及系梁上固定设置有楔形体。所述墩柱耳板上楔形体表面的沟槽与系梁上楔形体表面的沟槽完全贴合，且沟槽表面设置有摩擦片。墩柱耳板、墩柱耳板楔形体、系梁、系梁楔形体中间均开洞，高强杆依次穿过碟簧、系梁、墩柱耳板、系梁、碟簧并预应力连接在一起。本发明解决了在系梁与墩柱连接的部位出现塑性铰，残余位移过大而无法震后进行修复的难题，有效地保护了桥墩。

技术领域

本发明涉及一种采用可更换耗能梁柱连接节点的自复位桥墩，属于土木工程消能减震技术领域。

背景技术

地震灾害具有突发性、可预见性低、随机性高的特点，极具破坏性。特别是中震和大震发生时会释放出巨大的地震能量，会对结构产生很大的破坏，即使保持了结构的整体完整性，但地震中产生的较大塑性变形以及震后留下的残余变形，会降低结构抵抗余震的能力，严重破坏的需要大范围的加固修复，甚至只能重建造成了巨大的浪费。

桥梁作为生命线工程之一，其建设成本高，一旦遭到地震破坏，将会造成巨大的经济损失，且震后修复极其困难。桥梁破坏直接造成大量人员伤亡的情况并不多，但由于桥梁破坏造成的交通生命线损毁、中断而导致救援人员不能及时到位，且短时间内的可修复性往往比路面差，形成震区孤岛，间接造成的经济损失和人员伤亡不可估量。因此保障桥梁结构的震后功能性具有重大的现实意义。山区桥梁中使用最广泛的就是双柱式桥墩，大量的双柱式桥墩中设置有横系梁，在地震作用下，横系梁的两端极易形成塑性铰，发生破坏，难以实现震后功能可恢复的要求。

金属阻尼器具有优良的耗能能力，增加结构的阻尼比，一般来说，摩擦阻尼器是无损的，对温度变化不敏感，并可以在许多循环中表现出稳定的耗能能力。且大多数摩擦阻尼的其滑力是可调的。

碟簧具有极好的弹性，相比较形状记忆合金而言基本不受温度影响，变形后不需要加热即可实现自复位；相比较预应力筋有较大的弹性变形，可以满足大变形的结构的需求。将这一材料与现有耗能减震装置相结合，可弥补部分传统装置性能上的不足。

基于上述面临的问题及现有的减隔震方式，现迫切地需要一种既可以在震中充分耗能减震，减小峰值位移又可以震后自复位，减小残余位移，不需修复或稍加修复便可恢复其使用功能的新型桥墩。其具有良好的耗能及复位效果，在实现减震效果的同时可尽可能地使结构恢复到震前状态，能够有效减小结构的峰值位移和残余位移。

发明内容

为了解决背景技术中所存在的问题，尤其是在强震作用下桥墩塑性铰区域损伤非常严重，并产生较大的残余位移，震后修复工作非常困难的问题，提出一种采用可更换耗能梁柱连接节点的自复位桥墩。当桥墩受到水平推覆力作用时，左右墩柱发生相对运动，系梁相对墩柱发生转动，楔形体之间摩擦滑动耗散地震能量，碟簧受压提供恢复力。可以有效的保护墩身，尤其是梁柱连接的节点不受破坏。有效减小桥墩的残余变形。且本发明震后可更换受损伤的部位，实现震后可修复，功能快速恢复的目标。

为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种采用可更换耗能梁柱连接节点的自复位桥墩，包括盖梁、基础以及二者之间的墩柱，所述盖梁、基础、墩柱整体浇筑在一起；还包括墩柱耳板、前系梁、后系梁、自复位摩擦耗能连接节点；墩柱耳板设置在墩柱上，所述前系梁、后系梁通过自复位摩擦耗能连接节点与左、右墩柱上的墩柱耳板连接在一起；

所述自复位摩擦耗能连接节点主要包括高强杆、前碟簧、后碟簧、前系梁楔形体、后系梁楔形体、墩柱耳板楔形体；

所述墩柱耳板楔形体固定设置在墩柱耳板上的前、后两侧，且墩柱耳板楔形体上设置有沟槽，沟槽表面设置有摩擦片；

所述前系梁内表面固定设置有前系梁楔形体，后系梁内表面固定设置有后系梁楔形体，且前系梁楔形体、后系梁楔形体的表面均设置有沟槽；