钢筋混凝土变截面矩形空心大框架墩的制作方法
【专利摘要】钢筋混凝土变截面矩形空心大框架墩，以在满足正常使用功能要求的前提下，极大地提高桥梁整体稳定性及抗震性能。包括横桥向间隔设置采用钢筋混凝土变截面矩形空心结构的左侧墩柱（11a）、右侧墩柱（11b），左侧墩柱（11a）、右侧墩柱（11b）下端分别与左侧承台（21a）、右侧承台（21b）固结为一体。左侧墩柱（11a）、右侧墩柱（11b）的上部之间设置有墩柱间耗能系梁（13），左侧墩柱（11a）、右侧墩柱（11b）内腔中对应设置与墩柱间耗能系梁（13）形成一体构造的横隔板结构（12），并在左侧承台（21a）、右侧承台（21b）之间设置其两端与之固结为一体的承台间耗能系梁（22）。
【专利说明】钢筋混凝土变截面矩形空心大框架墩
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及桥梁，特别涉及一种应用于高烈度地震区不均匀高墩、大跨连续刚构的钢筋混凝土变截面矩形空心大框架墩。
【背景技术】
[0002]在地震发生时，如桥梁结构发生严重破坏，通往灾区的公路无法恢复交通，将会对灾区的及时救援带来极大的困难，因此，提高桥梁结构的整体抗震性能非常的重要。
[0003]目前，对高烈度地震区大跨连续刚构桥进行抗震性能分析，顺桥向位移和内力可通过粘滞阻尼器和速度锁定器得到较好的控制，对于横桥向的位移和内力的控制尚无直接有效的方法。采用传统的横向悬臂墩，当墩高较高时，墩底地震内力会非常大，导致墩底截面会很大，桥墩会非常不安全、且非常不经济；同时，墩顶横向位移会很大，甚至会造成左右幅桥梁的横向碰撞，对桥梁安全造成非常大的影响。
[0004]因此，提供一种新型结构对提高高烈度地震区连续刚构桥抗震性能有极其重要的意义。
实用新型内容
[0005]本实用新型所要解决的技术问题是提供一种钢筋混凝土变截面矩形空心大框架墩，以在满足正常使用功能要求的前提下，极大地提高桥梁整体稳定性及抗震性能。
[0006]本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案如下:
[0007]本实用新型的钢筋混凝土变截面矩形空心大框架墩，包括横桥向间隔设置采用钢筋混凝土变截面矩形空心结构的左侧墩柱、右侧墩柱，左侧墩柱、右侧墩柱下端分别与左侧承台、右侧承台固结为一体，其特征是:所述左侧墩柱、右侧墩柱的上部之间设置有墩柱间耗能系梁，左侧墩柱、右侧墩柱内腔中对应设置与墩柱间耗能系梁形成一体构造的横隔板结构；所述左侧承台、右侧承台之间设置其两端与之固结为一体的承台间耗能系梁。
[0008]本实用新型的有益效果是，结构创新，受力合理，传力明确，抗震性能好，结构整体稳定性好，刚度分配适应墩高变化对桥墩刚度要求。并能通过耗能系梁的调节极大的改善桥梁的地震内力分布；通过与无耗能系梁桥梁结构对比分析可知，墩顶位移及墩底受力改善非常明显，施工方便，经济合理，极大的提高桥梁整体稳定性及抗震性能。
【专利附图】
【附图说明】
[0009]本说明书包括如下5幅附图:
[0010]图1是本实用新型钢筋混凝土变截面矩形空心大框架墩横断面构造示意图；
[0011]图2是本实用新型钢筋混凝土变截面矩形空心大框架墩横断面构造示意图；
[0012]图3是图1中A-A横断面构造示意图
[0013]图4是图1中B-B横断面构造示意图
[0014]图5是本发明钢筋混凝土变截面矩形空心大框架墩一实例顺桥向立面构造示意图；
[0015]图中示出构件、部位名称及所对应的标记:左侧墩柱11a、右侧墩柱lib、横隔板结构12、壤柱间耗能系梁13 ;左侧承台21a、右侧承台21b、承台间耗能系梁22 ;王壤#2、王壤#3、主墩#4、主墩#5。
【具体实施方式】
[0016]下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
[0017]参照图1和图3、图4，本实用新型的钢筋混凝土变截面矩形空心大框架墩，包括横桥向间隔设置采用钢筋混凝土变截面矩形空心结构的左侧墩柱11a、右侧墩柱11b，左侧墩柱11a、右侧墩柱Ilb下端分别与左侧承台21a、右侧承台21b固结为一体。所述左侧墩柱11a、右侧墩柱Ilb的上部之间设置有墩柱间耗能系梁13，左侧墩柱11a、右侧墩柱Ilb内腔中对应设置与墩柱间耗能系梁13形成一体构造的横隔板结构12。所述左侧墩柱11a、右侧墩柱Ilb之间设置其两端与之固结为一体的承台间耗能系梁22。左右幅桥共两个变截面矩形空心墩(左侧墩柱11a、右侧墩柱Ilb)通过与墩柱上部的间墩柱间耗能系梁13及两承台(左侧承台21a、右侧承台21b)间的承台间耗能系梁22固结形成横向框架结构。在地震作用下，墩柱间耗能系梁13和承台间耗能系梁22作为延性耗能构件参与地震作用。在使用荷载和“小震”作用下，全桥各部位处于弹性阶段，不受损坏。在“大震”作用下，墩柱间耗能系梁13和承台间耗能系梁22会先于桥墩屈服形成塑性铰，吸收地震能量，从而减少桥墩承受的地震内力，保证桥墩主要受力结构的安全。发生塑性变形的耗能系梁修复简单易行，在地震后，可通过简易的修复处理即可恢复其使用功能。
[0018]参照图2，所述墩柱间耗能系梁13、横隔板结构12在左侧墩柱11a、右侧墩柱Ilb的上部沿纵向间隔设置。即为了适应地形变化较复杂的山区，可适当调节墩柱间耗能系梁13、横隔板结构12的数量、尺寸和间距，以改变钢筋混凝土变截面矩形空心大框架墩的横向刚度，从而提高桥梁结构整体的抗震性能。
[0019]本发明钢筋混凝土变截面矩形空心大框架墩具有抗震性能好、结构创新、受力合理、传力明确、结构整体稳定好、施工方便的特点。 申请人:将其成功地运用于新建兰州市北环路(二环)东段工程的小砂沟大桥主桥设计。参照图5，小砂沟大桥上部结构采用(57+2X 100+57) m波形钢腹板连续刚构，该桥地震基本烈度为8度，抗震设防措施等级为9度。该桥位于地形起伏较大的黄土高原梁峁沟壑区，主墩#4墩高近90m，主墩4#与主墩#5墩高差异约35米，属高烈度地震山区大跨刚构桥。与主墩#2、主墩#3、主墩#4、主墩#5采用传统无耗能系梁钢筋混凝土变截面空心悬臂墩比较，采用本发明钢筋混凝土变截面矩形空心大框架墩主墩顶位移最大减少40%以上、墩底弯矩最大减少20%以上，主梁内力最大减少20%以上，使桥梁的抗震性能得到了极大地提高，同时桥梁的整体稳定性也得到了极大的增加。
[0020]以上所述只是用图解说明本实用新型钢筋混凝土变截面矩形空心大框架墩的一些原理，并非是要将本实用新型局限在所示和所述的具体结构和适用范围内，故凡是所有可能被利用的相应修改以及等同物，均属于本实用新型所申请的专利范围。
【权利要求】
1.钢筋混凝土变截面矩形空心大框架墩，包括横桥向间隔设置采用钢筋混凝土变截面矩形空心结构的左侧墩柱(I la)、右侧墩柱(11b)，左侧墩柱(I la)、右侧墩柱(lib)下端分别与左侧承台(21a)、右侧承台(21b)固结为一体，其特征是:所述左侧墩柱(11a)、右侧墩柱(Ilb)的上部之间设置有墩柱间耗能系梁(13)，左侧墩柱(11a)、右侧墩柱(Ilb)内腔中对应设置与墩柱间耗能系梁(13)形成一体构造的横隔板结构(12);所述左侧承台(21a)、右侧承台(21b)之间设置其两端与之固结为一体的承台间耗能系梁(22)。
2.如权利要求1所述的钢筋混凝土变截面矩形空心大框架墩，其特征是:所述墩柱间耗能系梁(13)、横隔板结构(12)在左侧墩柱(11a)、右侧墩柱(Ilb)的上部沿纵向间隔设置。
【文档编号】E01D19/02GK203782547SQ201420159791
【公开日】2014年8月20日 申请日期:2014年4月2日 优先权日:2014年4月2日
【发明者】宋随弟, 廖成强, 陈克坚 申请人:中铁二院工程集团有限责任公司