采用雙層設(shè)置拉索支座的節(jié)段高墩橋梁減隔震結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種采用雙層設(shè)置拉索支座的節(jié)段高墩橋梁減隔震結(jié)構(gòu)，包括由下到上依次疊置的承臺、下部墩身、上部墩身和梁體，還包括第一拉索支座和第二拉索支座，所述第一拉索支座設(shè)置在所述上部墩身的頂面上，所述梁體通過所述第一拉索支座疊置在所述上部墩身的頂面上，所述第二拉索支座設(shè)置在所述下部墩身和所述上部墩身的對接面上，所述上部墩身通過所述第二拉索支座疊置在所述下部墩身上。本發(fā)明達(dá)到了增強(qiáng)橋梁體系的減震與限位能力，同時提高高墩橋梁采用減隔震技術(shù)的適應(yīng)性與多樣性的發(fā)明目的，實(shí)現(xiàn)了大大地減輕甚至避免震害的產(chǎn)生，適用于鐵路橋、公路橋、城市高架橋，尤其是對于節(jié)段施工的高墩，特別在高烈度地區(qū)，具備出色的抗震能力。
【專利說明】 采用雙層設(shè)置拉索支座的節(jié)段高墩橋梁減隔震結(jié)構(gòu)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計的【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種采用雙層設(shè)置拉索支座的節(jié)段高墩橋梁減隔震結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國西南、西北山區(qū)公路和鐵路的快速興建以及城市高架橋的發(fā)展，越來越多的高墩橋梁在這些地區(qū)得到廣泛應(yīng)用，且墩高也越來越高。特別是山區(qū)公路建設(shè)，由于地形復(fù)雜，山高坡陡，很多橋梁不得不跨越河谷和深溝，這些橋梁有許多采用跨徑20?50m不等的簡支梁橋或者2?7跨一聯(lián)的連續(xù)梁橋，或者是大跨度連續(xù)剛構(gòu)，其橋墩高度通常高達(dá)數(shù)十米甚至上百米。以后隨著高等級公路建設(shè)的加快，高橋墩的應(yīng)用還會越來越多。高墩橋梁的抗震設(shè)計一直是國內(nèi)外工程界關(guān)注的難題，通常采用延性抗震方法作為首選方案，而震后易修復(fù)的減隔震方案對高墩橋梁較難應(yīng)用。
[0003]節(jié)段拼裝施工技術(shù)一直用于橋梁上部結(jié)構(gòu)中，近十幾年才適當(dāng)用于下部橋墩結(jié)構(gòu)，美國在非地震區(qū)使用該施工方法建設(shè)了大量橋梁，我國東海大橋、杭州灣跨海大橋以及港珠澳大橋等多個工程實(shí)踐均采用了節(jié)段拼裝橋墩。眾所周知，節(jié)段拼裝結(jié)構(gòu)在高強(qiáng)度地震作用下或近場地震作用下的結(jié)構(gòu)性能研究尚未成熟，即使在歐美國家，這種優(yōu)良結(jié)構(gòu)形式的大量應(yīng)用還僅限于非抗震設(shè)防區(qū)域或低抗震設(shè)防區(qū)域，因此需開展節(jié)段拼裝的高墩結(jié)構(gòu)與減隔震裝置的組合抗震性能研究。
[0004]目前國內(nèi)外缺乏高橋墩經(jīng)受高烈度地震的經(jīng)驗，高墩橋梁屬于不規(guī)則橋梁，其抗震設(shè)計已超出我國現(xiàn)行《公路橋梁抗震設(shè)計細(xì)則》(JTG/T B02-01— 2008)的適用范圍。為保證生命線工程的安全，減少震后次生災(zāi)害引起的經(jīng)濟(jì)損失，為避免高烈度地震高墩發(fā)生無法修復(fù)的破壞，橋梁工作者必須重視高墩的抗震設(shè)計。
[0005]因此，本 申請人:一直致力于開發(fā)一種采用雙層設(shè)置拉索支座的節(jié)段高墩橋梁減隔震結(jié)構(gòu)，達(dá)到增強(qiáng)橋梁體系的減震與限位能力，同時提高高墩橋梁采用減隔震技術(shù)的適應(yīng)性與多樣性的發(fā)明目的，從而大大地減輕甚至避免震害的產(chǎn)生。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]有鑒于現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，本發(fā)明提出了一種能夠增強(qiáng)橋梁體系的減震與限位能力，同時提高高墩橋梁采用減隔震技術(shù)的適應(yīng)性與多樣性，減輕或避免震害產(chǎn)生的采用雙層設(shè)置拉索支座的節(jié)段高墩橋梁減隔震結(jié)構(gòu)。
[0007]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種采用雙層設(shè)置拉索支座的節(jié)段高墩橋梁減隔震結(jié)構(gòu)，包括由下到上依次疊置的承臺、下部墩身、上部墩身和梁體，還包括第一拉索支座和第二拉索支座，所述第一拉索支座設(shè)置在所述上部墩身的頂面上，所述梁體通過所述第一拉索支座疊置在所述上部墩身的頂面上，所述第二拉索支座設(shè)置在所述下部墩身和所述上部墩身的對接面上，所述上部墩身通過所述第二拉索支座疊置在所述下部墩身上。
[0008]較佳的，所述下部墩身由2-4個鋼筋混凝土節(jié)段塊垂直拼裝而成。[0009]較佳的，所述上部墩身為I個鋼筋混凝土節(jié)段塊。
[0010]較佳的，所述上部墩身的高度等于所述下部墩身高度的0.3-0.5倍。
[0011]較佳的，所述第一拉索支座的數(shù)量為2-4個。
[0012]較佳的，所述第二拉索支座的數(shù)量為2-4個。
[0013]本發(fā)明結(jié)合節(jié)段拼裝的高墩結(jié)構(gòu)的節(jié)段特點(diǎn)，將傳統(tǒng)高墩分為上部墩身和下部墩身兩個部分，在所述上部墩身的頂面設(shè)置所述第一拉索支座的同時，在上部墩身和下部墩身的對接面上也設(shè)置了所述第二拉索支座，這種結(jié)構(gòu)在靜荷載下會顯著提高高墩各方向的剛度，在地震發(fā)生時實(shí)現(xiàn)減隔震作用，從而將高墩由延性設(shè)計轉(zhuǎn)換為減隔震設(shè)計，大大降低了高墩橋梁對基礎(chǔ)的需求；中間的第二拉索支座的設(shè)置對于階段拼裝的橋墩有良好的自適應(yīng)性，大大提高了階段拼裝高墩橋梁在高震區(qū)的發(fā)展空間；另外，這種形式的節(jié)段高墩橋梁減隔震結(jié)構(gòu)通過拉索支座的耗能實(shí)現(xiàn)其預(yù)定的抗震目標(biāo)，在正常使用狀態(tài)下和中小地震情況下，結(jié)構(gòu)滿足使用要求，基本不發(fā)生損傷；在強(qiáng)震情況下，通過第一拉索支座和第二拉索支座的摩擦變形而吸收能量，并在震后可以方便的維修復(fù)位以恢復(fù)其承載能力。
[0014]本發(fā)明的采用雙層設(shè)置拉索支座的節(jié)段高墩橋梁減隔震結(jié)構(gòu)具有的有益效果如下:
[0015]I)由于采用了雙層設(shè)置減震裝置(第一拉索支座和第二拉索支座)的思想，可將雙層減震看作為一個減震單元，這樣較通常設(shè)計的高墩具有在隔震作用發(fā)生前各方向抗彎剛度大，大大提高了高墩橋梁采用隔震技術(shù)的適應(yīng)性。
[0016]2)具有很好的經(jīng)濟(jì)性。該技術(shù)的采用的橋墩基礎(chǔ)的能力設(shè)計要求大大降低，較延性抗震設(shè)計或加軸向預(yù)應(yīng)力筋純節(jié)段拼裝施工的高墩，震后更加方便維修。
[0017]3)可靈活結(jié)合使用節(jié)段拼裝高墩的設(shè)計與施工特點(diǎn)，利用橋墩上部固有的接縫能方便設(shè)計與施工該雙層減震技術(shù)。
[0018]4)應(yīng)用減隔震設(shè)計方法進(jìn)行了強(qiáng)震情況下高墩的抗震設(shè)計，預(yù)先設(shè)定了結(jié)構(gòu)的減震限位部件，保護(hù)了主要構(gòu)件墩身，顯著提高了高墩的抗震能力，體現(xiàn)了抗震設(shè)計中的概念設(shè)計，能夠很好的解決高烈度區(qū)的山區(qū)高墩橋梁的抗震問題。
[0019]以下將結(jié)合附圖對本發(fā)明的構(gòu)思、具體結(jié)構(gòu)及產(chǎn)生的技術(shù)效果作進(jìn)一步說明，以充分地了解本發(fā)明的目的、特征和效果。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1為具體實(shí)施例采用雙層設(shè)置拉索支座的節(jié)段高墩橋梁減隔震結(jié)構(gòu)的立面圖。
[0021]圖2為具體實(shí)施例采用雙層設(shè)置拉索支座的節(jié)段高墩橋梁減隔震結(jié)構(gòu)的側(cè)面圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]如圖1和圖2所示，本實(shí)施例的一種采用雙層設(shè)置拉索支座的節(jié)段高墩橋梁減隔震結(jié)構(gòu)，包括由下到上依次疊置的承臺1、下部墩身2、上部墩身3和梁體4。其中，本實(shí)施例還包括兩個第一拉索支座5和兩個第二拉索支座6，如圖所示，第一拉索支座5設(shè)置在上部墩身3的頂面上，梁體4通過第一拉索支座5疊置在上部墩身3的頂面上，第二拉索支座6設(shè)置在下部墩身2和上部墩身3的對接面上，上部墩身3通過第二拉索支座6疊置在下部墩身2上。[0023]具體的，如圖所示，本實(shí)施例的第二拉索支座6位于節(jié)段高墩橋梁減隔震結(jié)構(gòu)的中上部位置，示例性的，本實(shí)施例的下部墩身2由3個鋼筋混凝土節(jié)段塊垂直拼裝而成，上部墩身3為I個鋼筋混凝土節(jié)段塊，將上部墩身3的高度設(shè)置為下部墩身2高度的0.3-0.5倍。如上所述，本實(shí)施例上部墩身3采用I個鋼筋混凝土節(jié)段塊，同時在上部墩身3的頂面和底面分別設(shè)置有拉索支座進(jìn)行聯(lián)合使用，進(jìn)一步增強(qiáng)了節(jié)段高墩橋梁的減隔震能力，力口強(qiáng)了其安全性。
[0024]本實(shí)施例的采用雙層設(shè)置拉索支座的節(jié)段高墩橋梁減隔震結(jié)構(gòu)適用于鐵路橋、公路橋、城市高架橋，尤其是對于節(jié)段施工的高墩，特別在高烈度地區(qū)，具備出色的抗震能力。本實(shí)施例采用雙層設(shè)置拉索支座的節(jié)段高墩橋梁減隔震結(jié)構(gòu)將傳統(tǒng)高墩分成上部墩身3和下部墩身2兩個部分，并通過第二拉索支座6把它們連結(jié)起來，與第一拉索支座5共同組成抗震單元，大大提高了高墩各方向的抗彎剛度；通過第一拉索支座5和第二拉索支座6的滑移，顯著減小了強(qiáng)震情況下的慣性力，提高了其安全性，第一拉索支座5和第二拉索支座6通過摩擦吸收能量，并可在震后方便的維修復(fù)位以恢復(fù)其承載能力。
[0025]作為本實(shí)施例的一種變換，下部墩身可以采用2個、4個或5個等其他數(shù)量的鋼筋混凝土節(jié)段塊進(jìn)行垂直拼裝，且鋼筋混凝土節(jié)段塊的材料可以采用預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土，鋼結(jié)構(gòu)或者鋼混凝土組合材料，也可以采用其他類型的新型材料。
[0026]作為本實(shí)施例的又一種變換，上部墩身和下部墩身的參數(shù)(橫截面形狀、平面尺寸、高度等)，第一拉索支座和第二拉索支座的參數(shù)、所需數(shù)量及其布置位置(第一拉索支座和第二拉索的平面及豎向位置)均可根據(jù)需要進(jìn)行設(shè)計調(diào)整，此處不再贅述。
[0027]以上詳細(xì)描述了本發(fā)明的較佳具體實(shí)施例。應(yīng)當(dāng)理解，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員無需創(chuàng)造性勞動就可以根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)思做出諸多修改和變化。因此，凡本【技術(shù)領(lǐng)域】中技術(shù)人員依本發(fā)明的構(gòu)思在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上通過邏輯分析、推理或者有限的實(shí)驗可以得到的技術(shù)方案，皆應(yīng)在由權(quán)利要求書所確定的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種采用雙層設(shè)置拉索支座的節(jié)段高墩橋梁減隔震結(jié)構(gòu)，包括由下到上依次疊置的承臺、下部墩身、上部墩身和梁體，其特征在于:還包括第一拉索支座和第二拉索支座，所述第一拉索支座設(shè)置在所述上部墩身的頂面上，所述梁體通過所述第一拉索支座疊置在所述上部墩身的頂面上，所述第二拉索支座設(shè)置在所述下部墩身和所述上部墩身的對接面上，所述上部墩身通過所述第二拉索支座疊置在所述下部墩身上。
2.如權(quán)利要求1所述的采用雙層設(shè)置拉索支座的節(jié)段高墩橋梁減隔震結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述下部墩身由2-4個鋼筋混凝土節(jié)段塊垂直拼裝而成。
3.如權(quán)利要求1或2所述的采用雙層設(shè)置拉索支座的節(jié)段高墩橋梁減隔震結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述上部墩身為I個鋼筋混凝土節(jié)段塊。
4.如權(quán)利要求1所述的采用雙層設(shè)置拉索支座的節(jié)段高墩橋梁減隔震結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述上部墩身的高度等于所述下部墩身高度的0.3-0.5倍。
5.如權(quán)利要求1所述的采用雙層設(shè)置拉索支座的節(jié)段高墩橋梁減隔震結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述第一拉索支座的數(shù)量為2-4個。
6.如權(quán)利要求1或5所述的采用雙層設(shè)置拉索支座的節(jié)段高墩橋梁減隔震結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述第二拉索支座的數(shù)量為2-4個。
【文檔編號】E01D19/04GK103806372SQ201410060837
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2014年2月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月24日
【發(fā)明者】陸元春, 田圣澤, 楊浩林, 袁萬城, 張曉
申請人:上海市城市建設(shè)設(shè)計研究總院