一种震损可原位快速修复的箱形钢桥墩的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种钢桥墩的抗震构造，尤其是一种地震后震损可原位快速修复的箱形钢桥墩。
【背景技术】
[0002]城市发展的智能化和可持续性对建筑工业化和工程结构的抗震结构提出了新的要求和挑战，其中，实现结构震害快速修复和建筑功能快速恢复是“可恢复功能城市”的基本要求和重要研究方向。可恢复性能结构一般指结构遭遇地震后不需要修复或适度修复即可恢复其性能的建筑结构，可恢复性能结构的研发和推广应用，不仅可显著减少直接震害损失，而且可显著缩短震后修复周期，为最终实现可恢复功能城市提供基本技术支持。
[0003]钢结构由于钢材具有良好的韧性、延性和高强度等优点，在地震多发的国家中应用广泛。尤其在地震多发的美国、日本等先进国家，利用钢材的延性，在城市高架桥建设中应用了钢结构的桥墩，但并不是钢材有良好的延性，钢结构桥墩就具有良好的抗震性能。在1995年日本阪神大地震中，不但混凝土结构的桥墩遭到了严重损坏，钢结构桥墩也发生了严重屈曲和倒塌。为此，钢结构桥墩的抗震性能得到学者的关注，抗震思路也从只考虑桥墩的极限承载力转向桥墩的延性及地震能量吸收等方向。常用的加固方法有钢桥墩填充混凝土、加劲肋补强和增加低屈服强度能量吸收节段等，这些加固方法均体现出提高桥墩的延性而不显著增加其强度的设计思想。
[0004]对于采用增加能量吸收节段加固的桥墩在遭遇地震时，震后损害检修变得简单，通常只需检查和修复能量吸收节段，而无需检查桥梁的基础和柱脚的锚固构件。在我国，用钢结构桥墩建设城市高架桥的事例渐多，但是关于钢结构桥墩的抗震性能方面的研究还很少。有鉴于此，本发明人对上述问题进行深入研究，遂有本案产生。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供一种抗震性能较好且震后可快速修复的震损可原位快速修复的箱形钢桥墩。
[0006]为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案:
[0007]—种震损可原位快速修复的箱形钢桥墩，包括设置在地基下部的承台和设置在所述承台上方的箱形钢桥墩本体，所述箱形钢桥墩本体内设置有连接钢柱，以所述箱形钢桥墩本体朝向所述连接钢柱的方向为内，以所述连接钢柱朝向所述箱形钢桥墩本体的方向为夕卜，所述连接钢柱固定安装在所述承台上，所述连接钢柱的外侧面上设置有多个软钢阻尼器，所述软钢阻尼器具有多块可弹性变形的软钢板，所述软钢板竖向设置在所述箱形钢桥墩本体内，所述软钢板的一侧与所述连接钢柱的外侧面可拆卸连接，另一侧与所述箱形钢桥墩本体的内侧面可拆卸连接。
[0008]所述连接钢柱的底部设置有第一端板，所述第一端板通过多个螺栓固定安装在所述承台上，所述连接钢柱包括相互连接呈方形的四块侧钢板，相邻的两块所述侧钢板焊接在一起，所述侧钢板和所述第一端板的相应位置相互焊接在一起。
[0009]所述连接钢柱的外侧面上设置有多块第二端板，第二端板的数量与所述软钢板的数量相同，所述软钢板的一侧固定在对应的所述第二端板上，所述第二端板通过多个螺栓与所述连接钢柱可拆卸连接。
[0010]所述箱形钢桥墩本体的内侧面上设置有多块与所述软钢板连接的钢板连接板，所述钢板连接板与对应的所述软钢板相互平行且与所述箱形钢桥墩本体的内侧面相垂直，所述软钢板的另一侧通过多个螺栓与对应的所述钢板连接板可拆卸连接。
[0011]所述软钢板上开设有多个其长度方向与水平面平行的长槽，各个长槽的形状和大小相同，各个长槽之间的间距相等。
[0012]所述箱形钢桥墩本体的底部通过第三端板与所述承台连接，所述第三端板的一侧边位于所述箱形钢桥墩本体的外侧，另一侧边位于所述箱形钢桥墩本体的内侧。
[0013]所述箱形钢桥墩本体的外侧设置有多个三角形加劲肋，且所述三角形加劲肋的两侧面分别与所述箱形钢桥墩本体的外侧面、所述第三端板暴露在所述箱形钢桥墩本体外侧的表面相垂直。
[0014]所述箱形钢桥墩本体上设置有安装检修口和爬梯。
[0015]采用上述技术方案，通过在箱形钢桥墩本体内设置软钢阻尼器，软钢阻尼器受到外力作用时可发生塑性变形，吸收外力带来的运动能量，以达到抵抗外力的作用，当发生小地震时，箱形钢桥墩本体具有一定的延性，软钢阻尼器可发生塑性变形，此时箱形钢桥墩本体和软钢阻尼器均处于弹性状态，不会对箱形钢桥墩本体产生破坏作用，当发生强地震时，软钢板作为软钢阻尼器的耗能板，由于塑性相对较好，可产生剪切屈服，吸收大部分的地震能量，能够很好地保护箱形钢桥墩本体不发生破坏，抗震性能较好。同时，由于软钢阻尼器的软钢板是可拆卸的，在强地震后，可将被损坏的软钢板取下换成完好的软钢板，实现震后快速修复。
[0016]作为本发明的一种改进，所述连接钢柱通过第一端板固定安装在所述承台上，所述连接钢柱包括四块侧钢板，相邻的两块所述侧钢板焊接在一起，所述侧钢板和所述第一端板的相应位置相互焊接在一起，所述第一端板通过多个螺栓固定安装在所述承台上。通过上述改进，可以实现连接钢柱与承台之间的固接。
[0017]作为本发明的一种改进，所述连接钢柱的外侧面上设置有多块第二端板，所述第二端板通过多个螺栓与所述连接钢柱可拆卸连接，所述箱形钢桥墩本体的内侧面上设置有多块与所述软钢板连接的钢板连接板，所述钢板连接板与对应的所述软钢板相互平行且与所述箱形钢桥墩本体的内侧面相垂直，所述软钢板的一侧固定在对应的所述第二端板上，所述软钢板的另一侧通过多个螺栓与对应的所述钢板连接板可拆卸连接。通过上述改进，当需要更换软钢板时，只需将第二端板和连接钢柱之间的螺栓、软钢板与钢板连接板之间的螺栓拧开，便可实现软钢板的拆卸。
[0018]作为本发明的一种改进，所述软钢板上开设有多个其长度方向与水平面平行的长槽，各个长槽的形状和大小相同，各个长槽之间的间距相等。通过上述改进，软钢板可在满足结构刚度需求的前提下实现良好的耗能能力。
[0019]作为本发明的一种改进，所述箱形钢桥墩本体的底部通过第三端板与所述承台连接，通过上述改进，第三端板可以传递竖向荷载作用下产生的轴力，而在水平荷载作用下不为箱形钢桥墩本体提供抗弯承载力。
[0020]作为本发明的一种改进，所述箱形钢桥墩本体的外侧设置有多个三角形加劲肋，且所述三角形加劲肋的两侧面分别与所述箱形钢桥墩本体的外侧面、所述第三端板暴露在所述箱形钢桥墩本体外侧的表面相垂直。通过上述改进，可提高箱形钢桥墩的平面外刚度，增加箱形钢桥墩抵抗局部失稳的能力。
[0021]作为本发明的一种改进，所述箱形钢桥墩本体上设置有安装检修口和爬梯。通过上述改进，施工人员可爬上爬梯，通过安装检修口进入箱形钢桥墩本体的内部进行软钢板的替换。
【附图说明】
[0022]图1为本发明一种震损可原位快速修复的箱形钢桥墩的结构示意图；
[0023]图2为本发明一种震损可原位快速修复的箱形钢桥墩的内部结构示意图；
[0024]图3为本发明一种震损可原位快速修复的箱形钢桥墩的俯视结构示意图；
[0025]图4为图3中A部位的放大示意图。
[0026]图中:
[0027]地基10承台1
[0028]箱形钢桥墩本体 2钢板连接板21
[0029]第三端板22三角形加劲肋23
[0030]安装检修口24爬梯25
[0031]连接钢柱3第一端板31
[0032]侦_板32第二端板33
[0033]软钢阻尼器4软钢板41
[0034]长槽411摩擦型高强度螺栓 5
【具体实施方式】
[0035]下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的说明。
[0036]—种震损可原位快速修复的箱形钢桥墩，如图1-图4所示，包括设置在地基10下部的承台1和设置在承台1上方的箱形钢桥墩本体2，箱形钢桥墩本体2内设置有连接钢柱3，在本实施例中，以箱形钢桥墩本体2朝向连接钢柱3的方向为内，以连接钢柱3朝向箱形钢桥墩本体2的方向为外，连接钢柱3固定安装在承台1上，连接钢柱3的外侧面上设置有多个软钢阻尼器4，软钢阻尼器4具有多块可弹性变形的软钢板41，软钢板41竖向设置在箱形钢桥墩本体2内，软钢板41的一侧与连接钢柱3的外侧面可拆卸连接，另一侧与箱形钢桥墩本体2的内侧面可拆卸连接。