[发明专利]防侧倾节段拼装摇摆单柱墩多重减震体系

权利要求书

1.一种防侧倾节段拼装摇摆单柱墩多重减震体系，其特征在于，包括上部结构（1）、拉索减震支座（2）、节段拼装单柱墩（3）、连接盖板（4）、凹槽剪力键（5）、无粘结预应力索（6）、角钢弹簧阻尼器（7）、封板（8）、预埋钢板（9）、承台（10）；

所述上部结构（1）通过所述拉索减震支座（2）支承在所述节段拼装单柱墩（3）上，所述节段拼装单柱墩（3）的桥墩节段之间其外部通过所述连接盖板（4）连接，其内部通过所述凹槽剪力键（5）连接，并通过所述无粘结预应力索（6）贯穿整个桥墩，所述无粘结预应力索（6）张拉锚固于所述节段拼装单柱墩（3）的墩顶和所述承台（10）之间以使得所述节段拼装单柱墩（3）和所述承台（10）连接成整体；

所述节段拼装单柱墩（3）的桥墩底部通过所述角钢弹簧阻尼器（7）与所述承台（10）连接；

所述节段拼装单柱墩（3）的截面包括外钢板（31）、填充混凝土（32）、预埋预应力管道（33），所述节段拼装单柱墩（3）的墩底设有预留螺栓孔（34）以及封板（8）；所述节段拼装单柱墩（3）与所述承台（10）之间设置所述封板（8）和所述预埋钢板（9）接触；所述角钢弹簧阻尼器（7）与所述节段拼装单柱墩（3）之间通过高强螺栓连接，所述角钢弹簧阻尼器（7）与和所述承台（10）顶部的所述预埋钢板（9）通过高强螺栓连接，高强螺栓穿过所述预留螺栓孔（34）以及角钢预留螺栓孔（72）；所述无粘结预应力索（6）通过所述预埋预应力管道（33）贯穿整个桥墩；

所述角钢弹簧阻尼器（7）包括角钢（71）、角钢耳板（73）、弹簧插板（74）、弹簧（75）和销栓（76），其中：所述角钢（71）呈 90 度的钝 U 形，所述角钢（71）的两边设有角钢预留 螺栓孔（72），所述角钢（71）的弯折外壁通过所述角钢预留 螺栓孔（72）和所述预埋钢板（9）分别安装于承台（10）和节段拼装单柱 墩（3）上；所述弹簧（75）的两端分别固设有所述弹簧插板（74）；所述角钢耳板（73）固设于所述角钢（71）的内壁面上，所述弹簧插板（74）和所述角钢耳板（73）之间具有间隙，所述弹簧（75）两端的所述弹簧插板（74）与所述角钢耳板（73）通过所述销栓（76）连接，进而所述弹簧插板（74）能够围绕所述销栓（76）自由旋转,在角钢的两边 均设置角钢耳板（73）；

在正常使用状态时拉索减震支座（2）不屈服、节段拼装单柱墩（3）不摇摆；当地震强度较小时，角钢弹簧阻尼器（7）保持弹性，节段拼装单柱墩（3）不进入摇摆，只有拉索减震支座（2）进入屈服阶段，桥梁结构周期延长从而减小上部结构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）的支座位移增大直至设计的拉索自由行程，拉索拉紧限制墩梁相对位移的进一步增大，避免梁体碰撞、落梁破坏；由于拉索减震支座（2）的拉索拉紧、刚度增大，上部结构（1）传至节段拼装单柱墩（3）的水平力加大至角钢弹簧阻尼器（7）屈服，桥墩墩底封板（8）和预埋钢板（9）之间发生提离，即节段拼装单柱墩（3）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；

在正常使用阶段，角钢（71）保持弹性，防止桥墩进入摇摆阶段；在地震作用时，墩底弯矩和水平力增大，角钢（71）屈服，墩底摇摆；弹簧（75）的受力与两侧角钢耳板（73）的相对位移相关，角钢（71）处于弹性阶段时，变形较小，弹簧（75）基本不受力；当角钢进入塑性阶段后丧失刚度，此时两侧角钢耳板（73）的相对位移增大，而且该相对位移与墩底的摇摆角相关，弹簧（75）进入受力阶段提供弹性支承，避免墩底摇摆角过大，主梁重心超过摇摆轴引发的桥墩侧倾失效；震后通过无粘结预应力索（6）、角钢弹簧阻尼器（7）中的弹簧（75）和上部结构（1）的自重提供自恢复力。