一种新型防撞减震桥梁墩柱的制作方法

本实用新型涉及桥梁设计技术领域，具体涉及一种新型防撞减震桥梁墩柱。

背景技术：

随着交通运输业的快速发展，桥梁建设，包括河流桥梁以及陆地桥梁建设越来越多，桥墩作为主要的承重结构，其承压能力和抗拉程度就需要不断地提高；但由于交通的需求不断增大，车辆的超载、酒驾等原因造成车幢桥的事故频频发生，车辆的碰撞会对桥梁墩柱承载力和稳定性产生严重影响，从而导致桥墩的破坏或整桥倒塌。目前对跨线桥梁墩柱的防撞方面的研究甚少，主要是在桥墩上涂上警示标识或外加独立防护装置，不能从本质上解决车辆碰撞对桥墩的破坏。现有的桥梁墩柱大多只是能防止横向冲击，但是在纵向减震方面，没有设置有效缓冲桥梁墩柱承重的结构，导致桥梁墩柱常年被重物纵向冲击，减少墩柱的使用寿命，同时由于墩柱的形变，导致桥梁常年受力不均，就会发生断裂，影响交通。

专利201620127653.0提出了一种减震桥梁墩柱，通过限位上垭口和限位下垭口能够对桥梁墩柱进行限位，通过上下啮合的橡胶垫能够防止上墩柱和下墩柱相互之间的位移，并且能够缓冲上墩柱和下墩柱之间的纵向冲击力，但其只能够缓冲上墩柱和下墩柱之间纵向冲击力，对于上墩柱、下墩柱内部结构在受压时发生的膨胀、形变无法控制，因此此技术方案在震动强度大且墩柱承受大压力时，无法确保结构的稳定，因此寿命较短。专利201220163236.3提出了一种墩柱的抗震配筋结构，其通过在外侧箍筋的内侧设置内侧箍筋，再辅以密集的拉接钢筋将外侧箍筋与内侧箍筋联系起来，与纵向钢筋一起，形成墩柱的整体钢筋骨架，提高了墩柱的承载力，但此技术方案只提出了一种抗震钢筋骨架结构，但其外部结构没有具体说明，且在发生较大震动以及出现车辆冲撞时，仍然无法实现防震防撞的功能。专利201621407636.9提出了一种组合式防撞减震桥梁墩柱，组合式墩柱虽具有便于安装的优点，但其稳定性较差，并且该组合墩柱的内部结构不稳定，其钢筋结构为将横向箍筋套在纵向钢筋外，在承受高强度压力时，会发生横向的膨胀与形变，因此使用寿命较短，安全性较差。

技术实现要素：

针对现有技术存在的问题，本实用新型旨在提出一种防撞、竖向减震功能的具有高强度承载力的桥梁墩柱。

本实用新型采用的技术方案是: 一种新型防撞减震桥梁墩柱，其组成包括：上墩柱和下墩柱，所述上墩柱下端设置有两个限位上垭口，下墩柱上端设置有两个限位下垭口，上墩柱和下墩柱通过两个限位上垭口和限位下垭口连接固定，两个限位上垭口之间固定设置有橡胶垫，橡胶垫内部设置有弹簧；所述上墩柱和下墩柱的结构组成均包括钢管及分别设置在所述钢管内部和外部的内层钢筋混凝土柱和外层混凝土，其中，所述内层混凝土柱内均匀设有若干纵向钢筋，纵向钢筋的外侧设置有多层横向设置的外侧箍筋，外侧箍筋的内侧横向设置有内侧箍筋；所述外侧箍筋与所述内侧箍筋之间设置有多个拉接钢筋；所述拉接钢筋两端设置挂钩，并通过挂钩分别与所述内侧箍筋、外侧箍筋固定连接；所述上墩柱的外层混凝土外部还依次设有橡胶保护层和 PE 贴面板保护层；所述下墩柱的外层混凝土外表面设置有环形减振层，所述环形减振层外表面还设置有环形钢筋混凝土防撞层。

所述的橡胶垫包括上胶垫和下胶垫，上胶垫和下胶垫均设置有锯齿，上胶垫和下胶垫通过锯齿啮合。

所述的限位上垭口和限位下垭口连接处设置有弹性胶垫；所述的限位上垭口截面为凹形，限位下垭口截面为矩形，矩形可以嵌入凹形内。

所述的限位上垭口上设置有雨棚，防止雨水进入，避免因弹簧等部件生锈破坏桥梁墩柱。

所述内侧箍筋靠近所述外侧箍筋，远离墩柱的中心线，且多个纵向设置的纵向钢筋围合形成的横断面为圆形；所述外侧箍筋、内侧箍筋均为圆形结构。

所述的弹簧为板弹簧。

所述的橡胶垫的厚度高于限位上垭口与弹性胶垫叠加的厚度。

所述环形减振层内设置有具有抗变形和抗老化能力的橡胶沥青。

所述环形钢筋混凝土防撞层外表面设置有反光警示标识。

与现有技术相比，本实用新型具有的有益效果是：

1．通过在外侧箍筋的内侧设置内侧箍筋，再辅以密集的拉接钢筋将外侧箍筋与内侧箍筋联系起来，与纵向钢筋一起，形成墩柱的钢筋骨架。当混凝土受压横向膨胀，纵向钢筋受压时，外侧箍筋、内侧箍筋都对纵向钢筋约束，确保了核心混凝土的约束作用，提高了承载力，满足延性要求。于此同时，由于内侧箍筋远离墩柱的中心线，在墩柱的中心区域留出上下贯通的造作空间，有利施工，保证施工质量。本实用新型按照内、外箍筋再配置密集拉接钢筋的方式配置墩柱塑性铰箍筋，极大地提高了墩柱塑性铰区域的变形能力，特别是动力作用下的变形能力，提高了抗震性能，既满足了墩柱的抗震延性设计的要求，又方便了墩柱的混凝土浇注。

2．通过设置橡胶保护层和 PE 贴面板保护层，进一步提高组合式桥梁墩柱的结构强度，从而使组合式桥梁墩柱更加安全牢固。

3．通过限位上垭口和限位下垭口能够对桥梁墩柱进行限位，限位上垭口和限位下垭口之间设置弹性胶垫，减轻限位上垭口和限位下垭口之间的纵向冲击力；通过上下啮合的橡胶垫能够防止上墩柱和下墩柱相互之间的位移，并且能够缓冲上墩柱和下墩柱之间的纵向冲击力。通过橡胶垫内部的板弹簧能够在缓冲纵向冲击力的同时，尽快恢复上墩柱和下墩柱之间相对形变，减少桥梁的形变发生，防止桥梁断裂或者破损。限位上垭口设置雨棚防止雨水进入，避免因弹簧等部件生锈破坏桥梁墩柱。

4．通过设置环形减振层和环形钢筋混凝土防撞层，能有效避免汽车对桥墩墩柱直接产生的撞击破坏，而且能有效的降低碰撞产生冲击力和振动反弹力，从而提高跨线桥梁墩柱的安全性和稳定性的同时能有效地减少汽车及人的伤害。

5．通过在环形钢筋混凝土防撞层外表面设置有反光警示标识，能进一步减小车辆与墩柱发生碰撞的概率。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图2为本实用新型的上墩柱结构组成横断面示意图；

图3为本实用新型的下墩柱结构组成横断面示意图；

图4为本实用新型的上墩柱结构组成纵断面示意图；

图5为本实用新型的下墩柱结构组成纵断面示意图；

其中：上墩柱1、下墩柱2、钢管3、内层钢筋混凝土柱4、外层混凝土5、限位上垭口6、限位下垭口7、弹性胶垫8、上胶垫9、下胶垫10、环形减振层11、环形钢筋混凝土防撞层12、纵向钢筋13、外侧箍筋14、内侧箍筋15、拉接钢筋16、橡胶保护层18、 PE 贴面板保护层19、雨棚20。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的结构进行具体的说明，如图1所示，本实用新型采用的技术方案是: 一种新型防撞减震桥梁墩柱，其组成包括：上墩柱1和下墩柱2，所述上墩柱1下端设置有两个限位上垭口6，下墩柱2上端设置有两个限位下垭口7，上墩柱1和下墩柱2通过两个限位上垭口6和限位下垭口7连接固定，两个限位上垭口6之间固定设置有橡胶垫，橡胶垫内部设置有弹簧；所述上墩柱1和下墩柱2的结构组成均包括钢管3及分别设置在所述钢管3内部和外部的内层钢筋混凝土柱4和外层混凝土5，其中，所述内层混凝土柱4内均匀设有若干纵向钢筋13，纵向钢筋13的外侧设置有多层横向设置的外侧箍筋14，外侧箍筋14的内侧横向设置有内侧箍筋15；所述外侧箍筋14与所述内侧箍筋15之间设置有多个拉接钢筋16；所述拉接钢筋16两端设置挂钩，并通过挂钩分别与所述内侧箍筋15、外侧箍筋14固定连接；所述上墩柱1的外层混凝土5外部还依次设有橡胶保护层18和 PE 贴面板保护层19；所述下墩柱4的外层混凝土5外表面设置有环形减振层11，所述环形减振层11外表面还设置有环形钢筋混凝土防撞层12。

所述的橡胶垫包括上胶垫9和下胶垫10，上胶垫9和下胶垫10均设置有锯齿，上胶垫9和下胶垫10通过锯齿啮合。

所述的限位上垭口6和限位下垭口7连接处设置有弹性胶垫8；所述的限位上垭口6截面为凹形，限位下垭口7截面为矩形，矩形可以嵌入凹形内。所述的限位上垭口6上设置有雨棚20。所述的橡胶垫的厚度高于限位上垭口6与弹性胶垫8叠加的厚度。

通过限位上垭口6和限位下垭口7能够对桥梁墩柱进行限位，限位上垭口6和限位下垭口7之间的弹性胶垫8能够减轻限位上垭口6和限位下垭口7之间的纵向冲击力；通过上下啮合的橡胶垫能够防止上墩柱1和下墩柱2相互之间的位移，并且能够缓冲上墩柱1和下墩柱2之间的纵向冲击力。通过橡胶垫内部的板弹簧能够在缓冲纵向冲击力的同时，尽快恢复上墩柱1和下墩柱2之间相对形变，减少桥梁的形变发生，防止桥梁断裂或者破损。

所述内侧箍筋15靠近所述外侧箍筋14，远离墩柱的中心线，且多个纵向设置的纵向钢筋13围合形成的横断面为圆形；所述外侧箍筋14、内侧箍筋15均为圆形结构。通过在外侧箍筋14的内侧设置内侧箍筋15，再辅以密集的拉接钢筋16将外侧箍筋14与内侧箍筋15联系起来，与纵向钢筋13一起，形成墩柱的内部整体钢筋骨架。当混凝土受压横向膨胀，纵向钢筋13受压时，外侧箍筋14、内侧箍筋15都对纵向钢筋13约束，确保了核心混凝土的约束作用，提高了承载力，满足延性要求。于此同时，由于内侧箍筋15远离墩柱的中心线，在墩柱的中心区域留出上下贯通的造作空间，有利施工，保证施工质量。本实用新型按照内、外箍筋再配置密集拉接钢筋16的方式配置墩柱塑性铰箍筋，极大地提高了墩柱塑性铰区域的变形能力，特别是动力作用下的变形能力，提高了抗震性能，既满足了墩柱的抗震延性设计的要求，又方便了墩柱的混凝土浇注。

所述环形减振层11内设置有具有抗变形和抗老化能力的橡胶沥青。所述环形钢筋混凝土防撞层12外表面设置有反光警示标识，对车辆起到警示作用以减少事故的发生。