[发明专利]一种多重减震的节段拼装摇摆桥墩设计实施方法

说明书

一种多重减震的节段拼装摇摆桥墩设计实施方法，其特征在于，按序步骤如下：一、功能和减震机理设计：设计桥墩采用节段式；设计采用拉索减震支座抵抗中、小震作用，在地震作用下拉索减震支座的减震支座主体屈服；设计采用桥墩摇摆进一步抵抗罕遇地震作用；设计采用外钢板与填充混凝土组成节段桥墩的截面，外钢板和封板形成三向受压提高填充混凝土的强度；二、施工前的设计阶段：步骤1、正常使用设计；步骤2、常规地震设计；步骤3、罕遇地震设计；三、现场实施阶段：步骤1、工厂预制；步骤2、现场拼装。

技术领域

本发明属于桥梁工程、抗震领域。

背景技术

节段拼装桥墩是桥梁快速施工中新的研究热点，但其整体性差，构件的抗震性能较弱，不能单独应用于中高烈度地区，必须从抗震体系出发提高节段拼装桥墩的抗震能力。延性体系基于桥墩屈服形成塑性铰的前提，但一方面节段拼装桥墩的整体性较弱，难以满足延性要求，另一方面延性体系存在永久残余变形，不满足震后易修复的理念；减隔震体系能够将损伤集中在减隔震装置上实现易修易换，对节段拼装桥墩的性能要求减小，但存在大震时屈后刚度不足墩梁位移失控的隐患。有学者提出能够实现支座屈后限位的拉索减震支座，但在大震下拉索拉紧同样存在桥墩进入塑性的可能。近年来提出的摇摆自复位体系通过桥墩摇摆隔绝地震能量输入，残余位移小、自复位性能好，然而目前提出的摇摆体系都不关注支座，墩梁常常采用剪力键连接或者固接，不适用于装配式小箱梁或T梁的情形。

综上所述，单一减震体系并不能够满足抗震设防水平不断提高下韧性抗震的要求。因此，本发明将减隔震体系和摇摆体系结合应用于节段拼装桥墩上，提出一种摇摆桥墩多重减震的构造方式，该多重减震体系适用于装配式T梁、小箱梁、整体箱梁等主梁形式，能够保证正常使用状态的工作性能，有效减小桥墩的地震内力响应，并实现自复位的功能。

发明内容

为了解决背景技术中所阐述的节段拼装桥墩抗震能力弱、单一减震体系能力不足的问题，本发明提出一种多重减震的节段拼装摇摆桥墩设计实施方法，可以逐步减小桥梁在地震下的水平刚度，延长结构周期，隔绝地震能量，并避免墩梁位移过大、墩顶位移过大而造成的梁体碰撞、落梁等问题，加入外置角钢保证正常使用阶段的刚度要求，并在地震作用下耗散能量，进一步减小桥梁动力响应，损伤集中在支座和角钢等装置上，能够在震后快速维修替换，实现抗震韧性。

为实现上述目的，本发明技术方案：

一种多重减震的节段拼装摇摆桥墩设计实施方法，其特征在于，步骤如下：

一、功能和减震机理设计：

设计桥墩采用节段式，保持弹性状态，节段式的桥墩4安装于承台9上；设计采用拉索减震支座2连接上部结构1和盖梁3；在正常使用状态时拉索减震支座2不屈服、节段拼装桥墩4不摇摆；

设计采用拉索减震支座2抵抗中、小震作用，在地震作用下拉索减震支座2的减震支座主体屈服，桥梁结构周期延长从而减小上部结构1传下来的水平惯性力，随着地震动强度的增大，拉索减震支座2的位移增大直至设计的拉索自由行程，拉索减震支座2的拉索拉紧限制墩梁相对位移的进一步增大，避免梁体碰撞、落梁等破坏；

设计采用桥墩摇摆进一步抵抗罕遇地震作用，其中无粘结预应力索8贯穿整个桥墩4，并将节段桥墩4、盖梁3和承台9连接成整体，角钢阻尼器6连接分布于桥墩4的顶部与盖梁3，以及桥墩4的底部与承台9；当地震强度较小时，角钢阻尼器6保持弹性，节段拼装桥墩4不摇摆，只有在大震作用下，拉索减震支座2的拉索拉紧、刚度增大，上部结构1传至节段拼装桥墩4的水平力加大至角钢阻尼器6屈服，桥墩4在墩底和墩顶处均发生提离，即节段拼装桥墩4进入摇摆，进一步延长桥梁结构周期，减小地震内力输入，从而实现了多重减震功能；