CN111945550A - 一种耗能减震桥墩结构及其施工方法和应用 - Google Patents

一种耗能减震桥墩结构及其施工方法和应用 Download PDF

Info

Publication number
CN111945550A
CN111945550A CN202010707485.3A CN202010707485A CN111945550A CN 111945550 A CN111945550 A CN 111945550A CN 202010707485 A CN202010707485 A CN 202010707485A CN 111945550 A CN111945550 A CN 111945550A
Authority
CN
China
Prior art keywords
energy
foam concrete
pier
disc spring
shock
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202010707485.3A
Other languages
English (en)
Inventor
张宁
李亮亮
张煜
何乃福
葛彬
叶至韬
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hohai University HHU
Original Assignee
Hohai University HHU
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hohai University HHU filed Critical Hohai University HHU
Priority to CN202010707485.3A priority Critical patent/CN111945550A/zh
Publication of CN111945550A publication Critical patent/CN111945550A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01D—CONSTRUCTION OF BRIDGES, ELEVATED ROADWAYS OR VIADUCTS; ASSEMBLY OF BRIDGES
    • E01D19/00—Structural or constructional details of bridges
    • E01D19/02—Piers; Abutments ; Protecting same against drifting ice
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01D—CONSTRUCTION OF BRIDGES, ELEVATED ROADWAYS OR VIADUCTS; ASSEMBLY OF BRIDGES
    • E01D21/00—Methods or apparatus specially adapted for erecting or assembling bridges
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01D—CONSTRUCTION OF BRIDGES, ELEVATED ROADWAYS OR VIADUCTS; ASSEMBLY OF BRIDGES
    • E01D2101/00—Material constitution of bridges
    • E01D2101/20—Concrete, stone or stone-like material
    • E01D2101/24—Concrete
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01D—CONSTRUCTION OF BRIDGES, ELEVATED ROADWAYS OR VIADUCTS; ASSEMBLY OF BRIDGES
    • E01D2101/00—Material constitution of bridges
    • E01D2101/30—Metal

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Bridges Or Land Bridges (AREA)

Abstract

本发明公开了一种耗能减震桥墩结构及其施工方法和应用，结构包括空心桥墩、横梁、碟簧自复位耗能器、橡胶隔震垫层、泡沫混凝土柱，所述泡沫混凝土柱设置在空心桥墩中间，所述空心桥墩与泡沫混凝土柱之间间隔地设置横梁，所述横梁与泡沫混凝土柱之间用碟簧自复位耗能器连接，所述碟簧自复位耗能器与横梁之间、与泡沫混凝土柱之间均为螺栓连接，且中间均垫有一层橡胶隔震垫层。本发明实现了桥墩结构在地震荷载作用下各方向的耗能减震与自复位能力，提高了桥梁结构的抗震能力，具有良好的经济效益与工程应用前景；本发明浇筑空心桥墩的同时浇筑泡沫混凝土柱和横梁，泡沫混凝土柱加筋，提升结构承载能力，结构简单，施工方便。

Description

一种耗能减震桥墩结构及其施工方法和应用
技术领域
本发明涉及了一种基于泡沫混凝土吸能减震功能的桥墩结构，具体涉及一种适用于桥梁工程桥墩地震反应控制的结构，属于桥梁抗震和桥梁减隔震技术领域。
背景技术
我国是一个震灾严重的国家，具有地震频度高、强度大、震源浅、分布广等特点，因此，如何提高桥梁的抗震能力，降低地震对桥梁结构的破坏，这给桥梁的抗震设计带来了极大的挑战。
鉴于地震对于桥梁有严重的破坏作用，在桥梁设计时会考虑如利用减隔震支座，设置基础隔震层以及主动或被动的结构减震等措施来提高桥梁的抗震性能，并满足小震不坏、中震可修、大震不倒的抗震结构设计要求。目前开发和应用阻尼器抑制结构的振动一直是桥梁抗震等领域的前沿研究课题。
中国发明专利CN201910595530.8公开了一种装配式抗震桥墩，包括由若干个节段从下至上依次拼装形成的桥墩本体，所述桥墩本体的侧面至少设置有一根竖直的减震梁，所述减震梁与桥墩本体之间设置有阻尼器，减震梁通过在其一侧设置的若干支梁分别与若干节段固定连接，支梁水平设置与减震梁相互垂直，在节段受到地震或者其他水平方向的力进行激励时，节段之间相互错动，通过支梁对减震梁产生向外的作用力，作用力最终通过减震梁传递到阻尼器上，通过阻尼器进行减震消能，达到消除剪切力的作用效果。虽然该专利相互之间可以互相联动进行减震耗能，抗震效果好，寿命高，但是桥墩的自复位能力较弱，桥梁的安全性还有待进一步提高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种耗能减震桥墩结构及其施工方法和应用，该结构可以实现在强震作用下地震能量的耗散，提升桥墩自复位能力，保障桥梁的安全。
为了达到上述的目的，本发明采取如下技术方案：
一种耗能减震桥墩结构，包括空心桥墩、横梁、碟簧自复位耗能器、橡胶隔震垫层、泡沫混凝土柱，所述泡沫混凝土柱设置在空心桥墩中间，所述空心桥墩与泡沫混凝土柱之间间隔地设置横梁，所述横梁与泡沫混凝土柱之间用碟簧自复位耗能器连接，所述碟簧自复位耗能器与横梁之间、与泡沫混凝土柱之间均为螺栓连接，且中间均垫有一层橡胶隔震垫层。
进一步的，所述横梁一共设置五层，空心桥墩上部等距离设置3~4层，下部等距离设置1~2层，其中上部每层之间的间隔距离比下部每层之间的间隔距离小，所述下部每层之间的间隔距离不超过10米。由于在地震作用下，桥墩上部位移大于下部位移，所以上部设置3~4层横梁，下部设置1~2层横梁，遵循上部布置比下部多的原则。
进一步的，所述每层横梁与泡沫混凝土柱设四个方向的连接，相邻连接之间呈90°角。
进一步的，所述碟簧自复位耗能器由固定钢板、碟簧、内管、挡板、内部挡板组成，所述固定钢板上分布有螺栓孔，所述挡板套在内管上，可以移动，且不会脱离内管。
进一步的，所述泡沫混凝土柱和横梁并空心桥墩一起浇筑。
上述耗能减震桥墩结构的施工方法，包括如下步骤：
1）空心桥墩和泡沫混凝土柱采用分层法施工，由工厂统一制作空心桥墩和泡沫混凝土模具，模具采用2层布置，每层高3~5米，以墩身作为支承主体，上层模板支承在下层模板上，当下层混凝土达到拆模强度后，用吊机配合自下而上将模板拆除，接续支立，循环交替上升；
2）模具里包含横梁的浇筑，每层浇筑完成后，搭设工作平台，在横梁与泡沫混凝土柱之间装碟簧自复位耗能器，碟簧自复位耗能器与横梁和泡沫混凝土柱连接之间垫一层橡胶隔震垫层，如此循环往复，完成耗能减震桥墩的浇筑。
上述耗能减震桥墩结构的应用是：在地震的作用下结构产生相对位移，推动挡板挤压碟簧，使碟簧自复位耗能器开始工作，内部碟簧变形从而消耗地震能量，碟簧自复位耗能器与泡沫混凝土柱相互挤压碰撞，泡沫混凝土柱吸收碟簧自复位耗能器未能消耗的能量；当地震停止之后碟簧反弹从而提升空心桥墩的自复位能力。
本发明的一种耗能减震桥墩结构与现有技术相比，具有以下有益效果：
1）碟簧自复位耗能器具有耗能的作用和提升桥墩自复位的能力，并能提高桥墩结构在地震作用下的稳定性，具有良好的经济效益与工程应用前景；
2）泡沫混凝土柱是一种吸能材料，能够吸收碟簧自复位耗能器未能消耗的能量；
3）碟簧自复位耗能器与泡沫混凝土柱的连接有四个方向，能够更好的适应地震荷载方向的任意性；
4）本发明浇筑空心桥墩的同时浇筑泡沫混凝土柱和横梁，泡沫混凝土柱加筋，提升结构承载能力，结构简单，施工方便。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明：
图1为本发明一种耗能减震桥墩结构的示意图；
图2为本发明一种耗能减震桥墩结构的俯视图；
图3为碟簧自复位耗能器结构立体图；
图4为碟簧自复位耗能器正视图。
图中：1.空心桥墩；2.横梁；3.碟簧自复位耗能器；4.橡胶隔震垫层；5.泡沫混凝土柱；6.螺栓孔；7.碟簧；8.内管；9.挡板；10.固定钢板；11.内部挡板。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明。
实施例1
如图1至2所示，本发明的一种耗能减震桥墩结构，包括空心桥墩1、横梁2、碟簧自复位耗能器3、橡胶隔震垫层4、泡沫混凝土柱5，所述泡沫混凝土柱5设置在空心桥墩1中间，所述空心桥墩1与泡沫混凝土柱5之间间隔地设置横梁2，所述横梁2与泡沫混凝土柱5之间用碟簧自复位耗能器3连接，所述碟簧自复位耗能器3与横梁2之间、与泡沫混凝土柱5之间均为螺栓连接，且中间均垫有一层橡胶隔震垫层4。
具体的，所述横梁2一共设置五层，因为在地震荷载作用下桥墩的上部位移要比下部大，遵循上部布置比下部多的原则，空心桥墩1上部等距离设置3~4层，下部等距离设置1~2层，其中上部每层之间的间隔距离比下部每层之间的间隔距离小，所述下部每层之间的间隔距离不超过10米。
具体的，所述每层横梁2与泡沫混凝土柱5设四个方向的连接，相邻连接之间呈90°角。
如图3至4所示，所述碟簧自复位耗能器3由固定钢板10、碟簧7、内管8、挡板9、内部挡板11组成，所述固定钢板10上分布有螺栓孔6，所述挡板9套在内管8上，可以移动，且不会脱离内管8。
具体的，所述泡沫混凝土柱5和横梁2并空心桥墩1一起浇筑。
这种耗能减震桥墩结构的施工方法，包括如下步骤：
1）空心桥墩1和泡沫混凝土柱5采用分层法施工，由工厂统一制作空心桥墩和泡沫混凝土模具，模具采用2层布置，每层高3~5米，以墩身作为支承主体，上层模板支承在下层模板上，当下层混凝土达到拆模强度后，用吊机配合自下而上将模板拆除，接续支立，循环交替上升；
2）模具里包含横梁2的浇筑，每层浇筑完成后，搭设工作平台，在横梁2与泡沫混凝土柱5之间装碟簧自复位耗能器3，碟簧自复位耗能器3与横梁2和泡沫混凝土柱5连接之间垫一层橡胶隔震垫层4，如此循环往复，完成耗能减震桥墩的浇筑。
这种耗能减震桥墩结构的应用是：在地震的作用下结构产生相对位移，推动挡板9挤压碟簧7，使碟簧自复位耗能器3开始工作，内部碟簧7变形从而消耗地震能量，碟簧自复位耗能器3与泡沫混凝土柱5相互挤压碰撞，泡沫混凝土柱5吸收碟簧自复位耗能器3未能消耗的能量；当地震停止之后碟簧7反弹从而提升空心桥墩1的自复位能力。
本发明的一种耗能减震桥墩结构，碟簧自复位耗能器具有耗能的作用和提升桥墩自复位的能力，并能提高桥墩结构在地震作用下的稳定性，具有良好的经济效益与工程应用前景；泡沫混凝土柱是一种吸能材料，能够吸收碟簧自复位耗能器未能消耗的能量；碟簧自复位耗能器与泡沫混凝土柱的连接有四个方向，能够更好的适应地震荷载方向的任意性；本发明浇筑空心桥墩的同时浇筑泡沫混凝土柱和横梁，泡沫混凝土柱加筋，提升结构承载能力，结构简单，施工方便。
当桥墩高度较高时，需要相应地增加横梁2的层数。如果是在地震频繁发生的、地形复杂的地区，每层横梁2与泡沫混凝土柱5可以设六个方向的连接，相邻连接之间呈60°角。尽管已经示出和描述了本发明的具体实施方式，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下，可以对该具体实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种耗能减震桥墩结构，其特征在于，包括空心桥墩（1）、横梁（2）、碟簧自复位耗能器（3）、橡胶隔震垫层（4）、泡沫混凝土柱（5），所述泡沫混凝土柱（5）设置在空心桥墩（1）中间，所述空心桥墩（1）与泡沫混凝土柱（5）之间间隔地设置横梁（2），所述横梁（2）与泡沫混凝土柱（5）之间用碟簧自复位耗能器（3）连接，所述碟簧自复位耗能器（3）与横梁（2）之间、与泡沫混凝土柱（5）之间均为螺栓连接，且中间均垫有一层橡胶隔震垫层（4）。
2.根据权利要求1所述的耗能减震桥墩结构，其特征在于，所述横梁（2）一共设置五层，空心桥墩（1）上部等距离设置3~4层，下部等距离设置1~2层，其中上部每层之间的间隔距离比下部每层之间的间隔距离小，所述下部每层之间的间隔距离不超过10米。
3.根据权利要求2所述的耗能减震桥墩结构，其特征在于，所述每层横梁（2）与泡沫混凝土柱（5）设四个方向的连接，相邻连接之间呈90°角。
4.根据权利要求1所述的耗能减震桥墩结构，其特征在于，所述碟簧自复位耗能器（3）由固定钢板（10）、碟簧（7）、内管（8）、挡板（9）、内部挡板（11）组成，所述固定钢板（10）上分布有螺栓孔（6），所述挡板（9）套在内管（8）上，可以移动，且不会脱离内管（8）。
5.根据权利要求1所述的耗能减震桥墩结构，其特征在于，所述泡沫混凝土柱（5）和横梁（2）并空心桥墩（1）一起浇筑。
6.权利要求1所述的耗能减震桥墩结构的施工方法，其特征在于，包括如下步骤：
1）空心桥墩（1）和泡沫混凝土柱（5）采用分层法施工，由工厂统一制作空心桥墩和泡沫混凝土模具，模具采用2层布置，每层高3~5米，以墩身作为支承主体，上层模板支承在下层模板上，当下层混凝土达到拆模强度后，用吊机配合自下而上将模板拆除，接续支立，循环交替上升；
2）模具里包含横梁（2）的浇筑，每层浇筑完成后，搭设工作平台，在横梁（2）与泡沫混凝土柱（5）之间装碟簧自复位耗能器（3），碟簧自复位耗能器（3）与横梁（2）和泡沫混凝土柱（5）连接之间垫一层橡胶隔震垫层（4），如此循环往复，完成耗能减震桥墩的浇筑。
7.权利要求1所述的耗能减震桥墩结构的应用，其特征在于，在地震的作用下结构产生相对位移，推动挡板（9）挤压碟簧（7），使碟簧自复位耗能器（3）开始工作，内部碟簧（7）变形从而消耗地震能量，碟簧自复位耗能器（3）与泡沫混凝土柱（5）相互挤压碰撞，泡沫混凝土柱（5）吸收碟簧自复位耗能器（3）未能消耗的能量；当地震停止之后碟簧（7）反弹从而提升空心桥墩（1）的自复位能力。
CN202010707485.3A 2020-07-21 2020-07-21 一种耗能减震桥墩结构及其施工方法和应用 Pending CN111945550A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010707485.3A CN111945550A (zh) 2020-07-21 2020-07-21 一种耗能减震桥墩结构及其施工方法和应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010707485.3A CN111945550A (zh) 2020-07-21 2020-07-21 一种耗能减震桥墩结构及其施工方法和应用

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN111945550A true CN111945550A (zh) 2020-11-17

Family

ID=73341675

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010707485.3A Pending CN111945550A (zh) 2020-07-21 2020-07-21 一种耗能减震桥墩结构及其施工方法和应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111945550A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114293460A (zh) * 2022-02-15 2022-04-08 中南大学 一种设有减震耗能装置的铁路摇摆空心高墩

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103088964A (zh) * 2013-01-24 2013-05-08 合肥工业大学 一种钢管泡沫混凝土组合立柱及其施工方法
CN105113716A (zh) * 2015-09-09 2015-12-02 杭州江润科技有限公司 大直径多肋板高抛自密实钢管混凝土叠合柱施工方法
CN205369006U (zh) * 2016-01-27 2016-07-06 黑龙江交通职业技术学院 一种新型城际铁路空心桥墩
CN106567324A (zh) * 2016-11-11 2017-04-19 北京工业大学 一种基于碟簧的全钢自复位防屈曲支撑
JP2017096007A (ja) * 2015-11-26 2017-06-01 東日本旅客鉄道株式会社 脚柱構造体
KR20180078769A (ko) * 2016-12-30 2018-07-10 이성 조립식 교각
CN208251454U (zh) * 2018-03-27 2018-12-18 福建省友联建设工程有限公司 一种集成型钢结构立柱
CN109868944A (zh) * 2019-04-11 2019-06-11 南京林业大学 一种钢木组合空心柱

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103088964A (zh) * 2013-01-24 2013-05-08 合肥工业大学 一种钢管泡沫混凝土组合立柱及其施工方法
CN105113716A (zh) * 2015-09-09 2015-12-02 杭州江润科技有限公司 大直径多肋板高抛自密实钢管混凝土叠合柱施工方法
JP2017096007A (ja) * 2015-11-26 2017-06-01 東日本旅客鉄道株式会社 脚柱構造体
CN205369006U (zh) * 2016-01-27 2016-07-06 黑龙江交通职业技术学院 一种新型城际铁路空心桥墩
CN106567324A (zh) * 2016-11-11 2017-04-19 北京工业大学 一种基于碟簧的全钢自复位防屈曲支撑
KR20180078769A (ko) * 2016-12-30 2018-07-10 이성 조립식 교각
CN208251454U (zh) * 2018-03-27 2018-12-18 福建省友联建设工程有限公司 一种集成型钢结构立柱
CN109868944A (zh) * 2019-04-11 2019-06-11 南京林业大学 一种钢木组合空心柱

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114293460A (zh) * 2022-02-15 2022-04-08 中南大学 一种设有减震耗能装置的铁路摇摆空心高墩
CN114293460B (zh) * 2022-02-15 2022-09-20 中南大学 一种设有减震耗能装置的铁路摇摆空心高墩

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110184904B (zh) 一种新型的梁式桥吸能减震支座
CN109853779B (zh) 一种含摇摆柱和摇摆墙的全摇摆结构体系及其施工方法
CN102493584A (zh) 一种减震空腔楼盖板
CN111945550A (zh) 一种耗能减震桥墩结构及其施工方法和应用
CN111691566A (zh) 一种双重耗能型阻尼器
CN213203769U (zh) 一种桥梁抗震支撑结构
CN110043097B (zh) 一种阻尼接地型钢支撑填充质量调谐阻尼支架
CN210263128U (zh) 一种用于重力式挡土墙中的抗震消能结构及重力式挡土墙
CN209923758U (zh) 一种环形橡胶多维减震支座
CN216615454U (zh) 一种适用于桥梁的滑动阻尼减震限位装置
CN213867954U (zh) 一种新型减震式建筑工程桩
CN206477244U (zh) 一种桥梁减隔震装置
CN212077603U (zh) 一种可复位滑动摩擦隔减震支座
CN109826087B (zh) 一种缓冲消能的桥梁抗震装置
CN110344438B (zh) 一种重力式挡土墙的抗震消能方法
CN113235404B (zh) 装配式钢结构隔震盖梁
CN220685766U (zh) 一种桥梁用高阻尼隔震支座
CN221053346U (zh) 一种利用屋面泳池作为楼体调谐质量阻尼器的构造
CN218643597U (zh) 一种多铅芯黏弹性阻尼器
CN219637905U (zh) 一种新型基底隔震与减震体系
CN201981664U (zh) 用于建筑物框架结构的液压减震构件
CN216587112U (zh) 一种高位聚合阻尼减震结构体系
CN213626141U (zh) 一种三维整体低层建筑隔震结构
CN215289666U (zh) 一种桥梁用三级隔振耗能支座
CN111945892B (zh) 一种竖向隔震/振支座

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20201117

RJ01 Rejection of invention patent application after publication