多柱式橋墩地震耗能構造的制作方法
【專利摘要】多柱式橋墩地震耗能構造，以提高橋梁的減震性能，使橋梁在震后保持結構的完整性。包括相鄰的左側墩柱（11）、右側墩柱（12），在左側墩柱（11）、右側墩柱（12）之間設置有一個或沿縱向間隔設置有多個耗能橫系梁（20），耗能橫系梁（20）包括鋼結構橫梁（22）和固定設置于其縱向兩端的軟鋼耗能構件，軟鋼耗能構件與左側墩柱（11）、右側墩柱（12）形成連接。
【專利說明】多柱式橋墩地震耗能構造
【技術領域】
[0001]本發明涉及橋梁減震構造，特別涉及一種多柱式橋墩地震耗能構造。
【背景技術】
[0002]總結結構抗震技術的發展史，可以將其劃分為“抗”、“消”、“隔”三種方式。所謂“抗”，即從改善結構自身抗震性能著手，開發高性能結構材料及高性能結構構件，如高強度混凝土、高強度鋼筋、高強度鋼材、型鋼混凝土結構、鋼管混凝土結構等。所謂“消”，即利用結構抗震控制思想，在結構中加入消能元件幫助結構消耗地震能量，消能元件如金屬阻尼器、摩擦阻尼器、粘彈性阻尼器、粘滯阻尼器、調諧質量阻尼器、調諧液體阻尼器等；還有一種思路就是進行延性設計，使某些部件在預定部位形成塑性鉸耗能。所謂“隔”是將地震動作用與結構物通過隔震層部分隔離開來，從而減小輸入結構物的地震動加速度，減小結構物的破壞，如采用鉛芯隔震支座等。但鉛芯支座造價高，從產生之初應用就不夠廣泛；延性設計方法，雖可避免橋梁倒塌，但塑性鉸的永久變形卻導致橋墩嚴重受損，致使地震過后難以即時修復,從而失去災后亟需的運輸功能。
[0003]沿著延性設計這一思路，利用聯結梁裝置減震的方法也有應用，但是聯結梁進入塑性后兩薄壁墩之間的連接就失效了，橋墩的穩定性無法保證，可能在余震中主體結構受到更加嚴重的破壞，甚至倒塌。同時，破壞的聯結梁很難修復，即使可以修復，所花經濟成本和時間成本都很高。

【發明內容】

[0004]本發明所要解決的技術問題是提供一種多柱式橋墩地震耗能構造，以提高橋梁的減震性能，使橋梁在震后保持結構的完整性。
[0005]本發明解決其技術問題所采用的技術方案如下:
[0006]本發明的多柱式橋墩地震耗能構造，包括相鄰的左側墩柱、右側墩柱，其特征是:所述左側墩柱、右側墩柱之間設置有一個或沿縱向間隔設置有多個耗能橫系梁，耗能橫系梁包括鋼結構橫梁和固定設置于其縱向兩端的軟鋼耗能構件，軟鋼耗能構件與左側墩柱、右側墩柱形成連接。
[0007]本發明的有益效果是，具有良好的減震效果，可保證橋墩不屈服、不破壞；震后仍然能發揮連梁效果，可抵抗一定震級的余震，同時保證救援車輛和人員通行；軟鋼耗能構件彈性模量可調，結合軟鋼耗能構件尺寸設計，可方便地對每座橋進行有針對性的減震設計；方便施工，而且方便震后更換；適用范圍廣，可用于多柱式橋墩的連續剛構橋、連續梁橋和簡支梁橋。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]本說明書包括如下四幅附圖:
[0009]圖1是本發明多柱式橋墩地震耗能構造的立面示意圖；[0010]圖2是本發明多柱式橋墩地震耗能構造中軟鋼耗能單元的一種結構示意圖；
[0011]圖3本發明多柱式橋墩地震耗能構造中的耗能橫系梁的安裝方式示意圖；
[0012]圖4是本發明多柱式橋墩地震耗能構造中的耗能橫系梁的側視圖。
[0013]圖中示出零部件、部位名稱及所對應的標記:左側墩柱11、右側墩柱12、預埋連接構件13、牛腿14、耗能橫系梁20、軟鋼耗能單元21、矩形框架21a、斜肢21b、鋼結構橫梁22、支撐構件23。
【具體實施方式】
[0014]下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。
[0015]參照圖1，本發明的多柱式橋墩地震耗能構造，包括相鄰的左側墩柱11、右側墩柱12。所述左側墩柱11、右側墩柱12之間設置有一個或沿縱向間隔設置有多個耗能橫系梁20，耗能橫系梁20包括鋼結構橫梁22和固定設置于其縱向兩端的軟鋼耗能構件，軟鋼耗能構件與左側墩柱11、右側墩柱12形成連接。
[0016]參照圖3和圖4，所述軟鋼耗能構件由橫向間隔設置于鋼結構橫梁22端面上的軟鋼耗能單元組構成，每個軟鋼耗能單元組包括至少兩個縱向設置的軟鋼耗能單元21。圖2示出的是軟鋼耗能單元21的一種具體結構，即軟鋼耗能單元21由矩形框架21a和焊接于其內的斜肢21b構成。在正常使用時，軟鋼耗能構件作用等同于傳統的橫系梁，地震時進行耗能減震。軟鋼有一定彈性模量，軟鋼耗能構件正是利用這一特性，在地震中，軟鋼耗能單元21的各肢受拉、壓作用，進入塑性，保證連接件及橋墩不屈服、不破壞，同時通過軟鋼的塑性耗能，起到減震效果。由于軟鋼的彈性模量可以調整，因此可以針對橋梁個體進行單獨設計，同時配合軟鋼耗能單元21數量的配置，保證軟鋼耗能構件很好的發揮作用。
[0017]參照圖3和圖4，所述左側墩柱11、右側墩柱12上在耗能橫系梁20安裝部位設置有預埋連接構件13和牛腿14，固定設置于鋼結構橫梁22上的支撐構件23支撐于牛腿14上，鋼結構橫梁22、軟鋼耗能單元21和預埋連接構件13之間通過螺栓形成可拆卸連接。
[0018]即為了保證震后方便更換，在鋼結構橫梁22每端兩側設置了支撐構件23，在左側墩柱11、右側墩柱12相應位置設置牛腿14，支撐構件23直接放置在牛腿14上，支撐構件23和左側墩柱11、右側墩柱12之間留有一定間隙，保證各軟鋼耗能單元21能自由變形。震后需要更換時，不需要借助其他機械設備即可把鋼結構橫梁22固定，將連接螺栓拆卸后即可更換軟鋼耗能單元21。整個更換過程簡單、快捷，且不需要借助任何大型設備，特別適用于震后用于抗震救災的緊急修復。由于軟鋼屈服平臺很寬，震后如果軟鋼只屈服未發生破壞，可繼續使用，不必更換軟鋼耗能單元21。
[0019]以上所述只是用圖解說明本發明多柱式橋墩地震耗能構造的一些原理，并非是要將本發明局限在所示和所述的具體結構和適用范圍內，故凡是所有可能被利用的相應修改以及等同物，均屬于本發明所申請的專利范圍。
【權利要求】
1.多柱式橋墩地震耗能構造，包括相鄰的左側墩柱(11)、右側墩柱(12)，其特征是:所述左側墩柱(11)、右側墩柱(12)之間設置有一個或沿縱向間隔設置有多個耗能橫系梁(20)，耗能橫系梁(20)包括鋼結構橫梁(22)和固定設置于其縱向兩端的軟鋼耗能構件，軟鋼耗能構件與左側墩柱(11)、右側墩柱(12)形成連接。
2.如權利要求1所述的多柱式橋墩地震耗能構造，其特征是:所述軟鋼耗能構件由橫向間隔設置于鋼結構橫梁(22)端面上的軟鋼耗能單元組構成，每個軟鋼耗能單元組包括至少兩個縱向設置的軟鋼耗能單元(21)。
3.如權利要求2所述的多柱式橋墩地震耗能構造，其特征是:所述軟鋼耗能單元(21)由矩形框架(21a)和焊接于其內的斜肢(21b)構成。
4.如權利要求2所述的多柱式橋墩地震耗能構造，其特征是:所述左側墩柱(11)、右側墩柱(12)上在耗能橫系梁(20)安裝部位設置有預埋連接構件(13)和牛腿(14)，固定設置于鋼結構橫梁(22)上的支撐構件(23)支撐于牛腿(14)上，鋼結構橫梁(22)、軟鋼耗能單元(21)和預埋連接構件(13)之間通過螺栓形成可拆卸連接。
【文檔編號】E01D19/00GK103628402SQ201310712178
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2013年12月20日 優先權日:2013年12月20日
【發明者】曾永平, 劉鵬, 楊平, 陳克堅, 袁明, 楊國靜 申請人:中鐵二院工程集團有限責任公司