一种装配式钢框架桥墩的制作方法

本实用新型涉及一种桥墩，尤其是涉及一种装配式钢框架桥墩。

背景技术：

我国地处环太平洋地震带和欧亚地震带之间，大部分地区为地震区，尤其是西部地区多为强震区。桥梁是交通生命线上的枢纽工程，一旦遭到地震破坏，不仅会带来巨大的经济损失，而且会由于其损毁、中断造成救援人员不能及时到位，进而造成不可估量的人员伤亡和间接损失。此外，遭受破坏的桥梁其震后修复极其困难甚至需要推倒重建，严重影响地震灾区的灾后生产生活和重建工作。因此，地震是桥梁必须要考虑的风险因素之一。

桥墩作为桥梁的主要构件，对桥梁的整体抗震性能起至关重要的作用，大量震害表明桥梁的倒塌主要是由桥墩的抗震能力不足而引起的。目前桥墩主要有钢筋混凝土桥墩、钢管混凝土桥墩和钢框架桥墩等。钢筋混凝土桥墩由于其刚度大和建造费用低，已被广泛应用于我国基础建设之中，但其延性和耗能能力相对较差，既有震害表明：钢筋混凝土桥墩的损伤部位主要出现在底部或顶部，甚至会引起桥梁的整体倒塌，且震后难以修复和恢复其正常使用功能。钢管混凝土桥墩相对于钢筋混凝土来说，虽然提高了该桥墩的强度，其同样会遇到和钢筋混凝土桥墩同样的问题。钢框架桥墩不仅具有良好的抗震性能和强度，还具有自重轻、占地面积小、施工快捷和震后可快速修复补强等优点，随着我国经济的发展，已逐渐被我国工程实际所采用。

但是目前现有的钢框架桥墩同样面临着震后功能难以快速恢复的问题，从而严重影响震后救灾应急和恢复重建工作，对社会经济恢复和人民群众生活造成严重影响。另外，根据多项研究和案例表明，地震荷载会使桥梁结构发生振动，产生加速度，进而产生惯性力，使结构的连接部位容易发生受弯破坏，也就是说，在地震荷载的作用下，钢框架桥墩本体的底部和顶部易发生塑性甚至屈曲破坏，从而使得现有结构的钢框架桥墩抗震性能较差。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种在地震作用下具有更强抗震耗能能力且易于实现快速修复的装配式钢框架桥墩。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：

一种装配式钢框架桥墩，包括承台基础和盖梁，所述的盖梁设置在所述的承台基础的上方，所述的盖梁与所述的承台基础之间并列间隔设置有两根钢制墩柱，每根所述的钢制墩柱的顶部和底部分别可拆卸地设置有一耗能构件，所述的耗能构件套设在所述的钢制墩柱的外部。

所述的耗能构件包括中空且上下贯通的耗能筒，所述的耗能筒套设安装在所述的钢制墩柱的外部，每根所述的钢制墩柱的顶端和底端分别设置有水平的顶板和底板，所述的顶板安装在所述的盖梁的下端面上，所述的底板安装在所述的承台基础的上端面上，所述的耗能筒焊接固定在所述的钢制墩柱上。耗能构件为一个完整结构的耗能筒，便于安装和更换，省时省力；顶板和底板的设置使得钢制墩柱能够稳定安装在承台基础与盖梁之间；耗能筒焊接固定，安装稳定，且便于安装和拆卸。

安装在所述的钢制墩柱的顶部的所述的耗能筒的下端以及安装在所述的钢制墩柱的底部的所述的耗能筒的上端分别设置有一带安装孔的支撑板，所述的安装孔与所述的钢制墩柱相配合，所述的安装孔的内壁与所述的钢制墩柱的外壁焊接固定。通过与钢制墩柱焊接固定的支撑板的设置，配合顶板和底板，使得耗能筒能够更为稳定地安装在钢制墩柱的对应设计位置，从而起到更为有效的吸能作用。

所述的盖梁与所述的顶板之间通过螺栓相连接，所述的承台基础与所述的底板之间通过螺栓相连接。便于安装和拆卸，且连接稳定。

所述的耗能筒由内外两层低屈服点钢壳板围设而成，分别为内层钢壳板和外层钢壳板，所述的内层钢壳板和所述的外层钢壳板之间填充有高阻尼橡胶。耗能筒由内外两层低屈服点钢壳板围设而成，使得该耗能筒具有屈服强度低、屈服应力小、稳定性好等优点，两层钢壳板之间填充有高阻尼橡胶，使该耗能筒具有变形能力强、吸收能量能力强等优点，从而能够有效地消耗地震载荷带来的能量，降低地震载荷对钢制墩柱的破坏，从而有效提高该装配式钢框架桥墩的抗震性能。

所述的内层钢壳板与所述的外层钢壳板均为中部向外凸起的连续圆弧面。该结构设计，使得该结构的耗能筒一来能够有效抑制其发生屈曲，二来可多方向或任一方向削弱地震载荷对钢制墩柱的影响，三来其变形能力强，可充分吸收地震带来的能量，从而进一步提高该装配式钢框架桥墩的抗震性能。

所述的内层钢壳板的内壁的顶端和底端分别设置有一与所述的钢制墩柱相配合的连接环，所述的连接环与所述的钢制墩柱焊接固定。通过连接环的设置实现耗能筒与钢制墩柱之间的焊接固定，结构简单，安装稳定。

所述的内层钢壳板的内壁上焊接有多条加劲肋。在耗能筒内设置多条加劲肋，可有效防止耗能筒发生屈曲，使得该低屈服点钢壳板受压屈曲荷载接近于低屈服点钢壳板的全截面塑性屈服荷载，从而使耗能筒能充分发挥屈服塑性耗能。

多条所述的加劲肋均布设置。多条加劲肋均布设置，使得各个部分的受力较为均匀。

所述的加劲肋的上端面到所述的耗能筒的上端面的直线距离为10-15mm，所述的加劲肋的下端面到所述的耗能筒的下端面的直线距离为10-15mm。10-15mm是在不影响加劲肋对耗能筒的约束作用时最节省材料用量的长度，同时能够降低施工和焊接的精度要求。

所述的钢制墩柱为圆形墩柱或箱形墩柱。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：针对现有的钢框架桥墩的顶部和底部易发生塑性甚至屈曲破坏的问题，在钢制墩柱的顶部和底部均外置一耗能构件，通过该耗能构件能够显著提升该钢框架桥墩的整体耗能能力，同时能够提高钢框架桥墩的强度和刚度，该耗能构件的设置能够吸收耗散大部分的地震输入能，可有效减轻在地震时对墩柱的损伤和破坏；而当该耗能构件屈服破坏后，钢框架桥墩主体仅遭受轻微损伤甚至仍处于弹性状态，由于该耗能构件是可拆卸安装的，因此只需对耗能构件进行更换，而无需修复钢框架桥墩的主体结构，花较少的费用便可快速恢复桥墩的正常使用功能，有效提高了救灾效率。

附图说明

图1为本实用新型的剖视结构示意图；

图2为图1中a处的放大结构示意图；

图3为本实用新型中耗能筒的俯视结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。

如图1至图3所示，一种装配式钢框架桥墩，包括承台基础1和盖梁2，盖梁2设置在承台基础1的上方，盖梁2与承台基础1之间并列间隔设置有两根钢制墩柱3，每根钢制墩柱3的顶部和底部分别可拆卸地设置有一耗能构件，耗能构件套设在钢制墩柱3的外部。

在此具体实施例中，耗能构件包括中空且上下贯通的耗能筒4，耗能筒4套设安装在钢制墩柱3的外部，每根钢制墩柱3的顶端和底端分别设置有水平的顶板31和底板32，顶板31安装在盖梁2的下端面上，底板32安装在承台基础1的上端面上，耗能筒4焊接固定在钢制墩柱3上。

在此具体实施例中，安装在钢制墩柱3的顶部的耗能筒4的下端以及安装在钢制墩柱3的底部的耗能筒4的上端分别设置有一带安装孔的支撑板5，安装孔（图中未显示）与钢制墩柱3相配合，安装孔的内壁与钢制墩柱3的外壁焊接固定。

在此具体实施例中，盖梁2与顶板31之间通过螺栓6相连接，承台基础1与底板32之间通过螺栓6相连接。

在此具体实施例中，耗能筒4由内外两层低屈服点钢壳板围设而成，分别为内层钢壳板7和外层钢壳板8，内层钢壳板7和外层钢壳板8之间填充有高阻尼橡胶78。

在此具体实施例中，内层钢壳板7与外层钢壳板8均为中部向外凸起的连续圆弧面。

在此具体实施例中，内层钢壳板7的内壁的顶端和底端分别设置有一与钢制墩柱3相配合的连接环71，连接环71与钢制墩柱3焊接固定。

在此具体实施例中，内层钢壳板7的内壁上焊接有多条加劲肋41。

在此具体实施例中，多条加劲肋41均布设置。

在此具体实施例中，加劲肋41的上端面到耗能筒4的上端面的直线距离为10-15mm，加劲肋41的下端面到耗能筒4的下端面的直线距离为10-15mm。

在此具体实施例中，钢制墩柱3为圆形墩柱或箱形墩柱。