一种桥梁下部的预制拼装连接结构的制作方法

本发明属于桥梁下部结构，具体涉及一种桥梁下部的预制拼装连接结构。

背景技术：

1、随着绿色化建造理念的推广和普及，预制拼装下部结构已在桥梁工程中得到广泛使用。目前，研究的重点和热点多集中于拼装连接结构的可靠性问题。现有技术途径下，已经能够做到桥墩和承台在正常使用状态下拼装接头处的连接性能与现浇构件无明显差异。后续需要重点解决的是下部结构承受荷载发生破损后，承灾构件的维修和更换问题。本发明专利针对后者尚未得到很好解决的问题提供技术思路和实施例，在以往预制、拼装和连接的基础上，进一步实现桥梁下部结构的易维修和可更换。上述背景技术下，涉及的核心技术要点如下：

2、（1）作为主要承重构件的连接结构，能够传递和承受桥梁在运营状态中上部结构传递过来的所有竖向荷载，并具有一定抵抗水平荷载的能力。

3、（2）具有优异的延性变形能力，要求能够抵抗正常使用状态以外的荷载，如常遇车船撞击、常遇地震荷载使得目标构件能够在指定区域内产生损伤可控的牺牲破坏，有针对性保护其他构件。

4、（3）具有极限的限位机制，在遭受罕见极限荷载，如罕遇车船撞击、罕遇地震荷载时，下部结构具有极限位移能力约束机制，保证目标构件在指定倾斜范围程度内而不发生倾倒。

5、（4）承灾后损伤区域易维修，可更换。维修及更换成本小，操作方法和工艺简单、修复施工效率高，时间短，能够快速恢复至结构原本程度的功能特性。

技术实现思路

1、本发明的目的是根据上述现有技术的不足之处，提供一种桥梁下部的预制拼装连接结构，该预制拼装连接结构通过运营模块来作为主要承重构件进行承载和连接，并通过设置限位槽座以及可更换耗能元件来使其能够抵抗正常使用状态以外的荷载以及罕见极限荷载，确保承灾后损伤区域易维修、可更换。

2、本发明目的实现由以下技术方案完成：

3、一种桥梁下部的预制拼装连接结构，其特征在于所述预制拼装连接结构包括运营模块与承灾模块，所述运营模块包括桥墩上节段、桥墩下节段、球座以及若干支撑件，所述球座包括居中固定于所述桥墩下节段顶面的凹形球座以及居中固定于所述桥墩上节段底面的凸形球冠，所述凸形球冠与所述凹形球座匹配安装，所述支撑件间隔绕设于所述球座的外侧一圈；所述承灾模块包括可更换耗能元件以及限位槽座，所述限位槽座位于所述可更换耗能元件的两侧，所述可更换耗能元件水平安装于所述支撑件的圆形通孔之中，所述可更换耗能元件的两端半球型传力键对应延伸至所述限位槽座的槽孔之中。

4、所述支撑件包括自下而上依次设置的折腹式传力键、传动槽座以及上连接板，所述折腹式传力键固定设置于所述桥墩下节段的顶面，所述上连接板同所述桥墩上节段底面连接，所述圆形通孔开设于所述折腹式传力键上。

5、所述可更换耗能元件为变截面钢制柱体，所述可更换耗能元件的中部与所述传动槽座的所述圆形通孔之间为活动连接并保持间隙配合。

6、所述限位槽座布置于相邻的所述支撑件之间且经下连接板同所述桥墩下节段的顶面之间固定，所述限位槽座的两侧分别开设有指向所述支撑件的所述槽孔，所述限位槽座与所述传动槽座呈环向布置，所述限位槽座的槽孔外侧封装有限位盖板。

7、所述传动槽座的径向两侧分别设置有所述限位槽座，所述限位槽座经下连接板同所述桥墩下节段的顶面之间固定，所述限位槽座指向所述传动槽座的一侧开设有所述槽孔，所述可更换耗能元件呈径向设置且其两端的所述半球型传力键插入至所述限位槽的槽孔之中，所述限位槽座的槽孔外侧封装有限位盖板。

8、所述限位盖板将嵌入在所述限位槽座的槽孔中的所述半球型传力键封装，使所述半球型传力键与所述限位槽座相铰接。

9、本发明的优点是：

10、（1）除具备预制拼装连接结构节约施工工期的优点外，还具备承灾后易维修和可更换，可将结构性能水平迅速修复至原本功能特征水平的技术优势；

11、（2）本连接体系面向不同功能要求和荷载模式，分为3个受力状态，构件破坏模式、损伤程度、维修及更换方法的技术目标体系清晰，相关的技术实现途径明确；具有可靠、耐用、易换、可修的优点；

12、（3）所维修和更换的部件为折腹式传力键和可更换耗能元件，为局部修复和更换，费用成本较低。

技术特征：

1.一种桥梁下部的预制拼装连接结构，其特征在于所述预制拼装连接结构包括运营模块与承灾模块，所述运营模块包括桥墩上节段、桥墩下节段、球座以及若干支撑件，所述球座包括居中固定于所述桥墩下节段顶面的凹形球座以及居中固定于所述桥墩上节段底面的凸形球冠，所述凸形球冠与所述凹形球座匹配安装，所述支撑件间隔绕设于所述球座的外侧一圈；所述承灾模块包括可更换耗能元件以及限位槽座，所述限位槽座位于所述可更换耗能元件的两侧，所述可更换耗能元件水平安装于所述支撑件的圆形通孔之中，所述可更换耗能元件的两端半球型传力键对应延伸至所述限位槽座的槽孔之中。

2.根据权利要求1所述的一种桥梁下部的预制拼装连接结构，其特征在于所述支撑件包括自下而上依次设置的折腹式传力键、传动槽座以及上连接板，所述折腹式传力键固定设置于所述桥墩下节段的顶面，所述上连接板同所述桥墩上节段底面连接，所述圆形通孔开设于所述折腹式传力键上。

3.根据权利要求2所述的一种桥梁下部的预制拼装连接结构，其特征在于所述可更换耗能元件为变截面钢制柱体，所述可更换耗能元件的中部与所述传动槽座的所述圆形通孔之间为活动连接并保持间隙配合。

4.根据权利要求2所述的一种桥梁下部的预制拼装连接结构，其特征在于所述限位槽座布置于相邻的所述支撑件之间且经下连接板同所述桥墩下节段的顶面之间固定，所述限位槽座的两侧分别开设有指向所述支撑件的所述槽孔，所述限位槽座与所述传动槽座呈环向布置，所述限位槽座的槽孔外侧封装有限位盖板。

5.根据权利要求2所述的一种桥梁下部的预制拼装连接结构，其特征在于所述传动槽座的径向两侧分别设置有所述限位槽座，所述限位槽座经下连接板同所述桥墩下节段的顶面之间固定，所述限位槽座指向所述传动槽座的一侧开设有所述槽孔，所述可更换耗能元件呈径向设置且其两端的所述半球型传力键插入至所述限位槽的槽孔之中，所述限位槽座的槽孔外侧封装有限位盖板。

6.根据权利要求4或5所述的一种桥梁下部的预制拼装连接结构，其特征在于所述限位盖板将嵌入在所述限位槽座的槽孔中的所述半球型传力键封装，使所述半球型传力键与所述限位槽座相铰接。

技术总结
本发明公开了一种桥梁下部的预制拼装连接结构，包括运营模块与承灾模块，运营模块包括桥墩上节段、桥墩下节段、球座以及若干支撑件，球座包括居中固定于桥墩下节段顶面的凹形球座以及居中固定于桥墩上节段底面的凸形球冠，支撑件间隔绕设于所述球座的外侧一圈；承灾模块包括可更换耗能元件以及限位槽座，限位槽座位于可更换耗能元件的两侧，可更换耗能元件水平安装于支撑件的圆形通孔之中，可更换耗能元件的两端半球型传力键对应延伸至限位槽座的槽孔之中。本发明的优点是：除具备预制拼装连接结构节约施工工期的优点外，还具备承灾后易维修和可更换，可将结构性能水平迅速修复至原本功能特征水平的技术优势。

技术研发人员：高昊,杨俊,曹振杰,钱云峰,郭秋涵
受保护的技术使用者：中铁十五局集团有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15