一种桥墩内部纵筋因地震破坏后的惯性下落补强修复方法

本发明属于桥梁抗震领域，具体为一种桥墩内部纵筋因地震破坏后的惯性下落补强修复方法。

背景技术：

1、高速铁路桥梁在整个高速铁路中起着至关重要的作用，因此防止高速铁路桥梁破坏是一项具有重要意义的事情。

2、在历来的地震中，桥墩的震害主要集中为底部塑性铰区域保护层混凝土脱落、核心混凝土压碎和纵筋屈服破坏。其中桥墩起到支承主梁和轨道结构、将上部结构地震荷载传递到地基的作用。因此，桥墩是桥梁结构不可或缺的一个关键构件。然而，现有的传统桥墩大多都有如下缺陷：

3、1、为确保桥墩的延性能力而控制纵向配筋率，导致在大震时桥墩所配置的纵筋不足，引发纵筋的屈服和破坏。

4、2、地震导致的桥墩残余位移难以控制。

5、3、桥墩的震后修复工序繁杂，难以保证在损坏后快速完成修复以抵抗下一次地震。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种可克服上述缺陷的桥墩内部纵筋因地震破坏后的惯性下落补强修复方法。

2、本发明提供的这种桥墩内部纵筋因地震破坏后的惯性下落补强修复方法，采用以下技术方案：沿桥墩的外壁四周均布竖向的补强装置；各补强装置包括安装块、补强钢板构件、限位开关组件、支撑组件和卡扣组件；安装块预埋于桥墩的中部，补强钢板构件可相对安装块上下滑动；支撑组件的底部锚固于地面，限位开关组件的底部通过支撑组件安装，顶部固定于桥墩的预埋件上；卡扣组件布置于补强钢板构件的正下方，底部锚固于地面；正常情况下，补强钢板构件的下端通过限位开关组件托住，地震破坏桥墩内部纵筋后桥墩产生弯曲且弯曲达到设计值时，限位开关组件托住补强钢板构件的结构体自动打开，补强钢板构件下落，顶部通过安装块卡住，底部通过卡扣组件卡住对桥墩抗弯补强，实现桥墩自修复。

3、上述方法实施时，所述补强钢板构件包括竖向板体及其两端外侧的卡接头。

4、上述方法实施时，所述安装块上设置平面尺寸大于所述竖向板体横断面尺寸的上下贯穿孔。

5、上述方法实施时，所述限位开关组件包括对称布置于所述补强钢板构件左右两侧的两部分结构，每部分结构包括水平托板、铁链和套管，套管包括竖直段和其下端垂直连接的水平直段、上端垂直连接的水平l形段，竖直段与铁链下端连接于水平托板长度方向外侧的中间位置后从套管中穿过，上端伸出于套管外后固定于桥墩顶部的预埋件上。

6、上述方法实施时，所述支撑组件包括套管支撑杆和所述水平托板的支撑构件，套管支撑杆的上端固定于所述水平l形段的下侧，底部预埋于地面，支撑构件包括水平开口的u型体和其下翼板垂直连接的支撑杆，支撑杆的底部预埋于地面。

7、上述方法实施时，所述水平托板的中部置于所述u型体的槽口中，通过两块水平托板共同托住所述补强钢板构件的下端。

8、上述方法实施时，所述卡扣组件包括倒u形体、卡块、弹簧、销轴和销轴安装块，销轴安装块对称连接于倒u形体的两侧，卡块为偏心t形块，其翼板的较长段插入倒u形体的槽口中和两销轴安装块之间，通过销轴可转动安装，该段翼板的下侧安装一对弹簧，卡块的腹板外部位于倒u形体的槽口之间，腹板顶部内侧与翼板的较短段底面之间形成补强钢板构件下端卡接头的卡接结构。

9、本发明沿桥墩四周竖向设置，与桥墩内的纵筋同向布置。正常情况下及小地震作用下，通过桥墩内部纵筋保证桥墩的正常使用功能，避免因直接在桥墩内部增加钢筋产生的超筋现象。在较高级别的地震作用下，当桥墩内部纵筋破坏后，桥墩将发生弯曲变形，当弯曲达到设计值时，开关限位组件的铁链将水平托板往外拉开，使补强钢板构件从两水平托板之间落下。当补强钢板构件的下端抵住卡块翼板伸出的内侧时，使卡块绕销轴转动，弹簧受挤压，当卡块转动至补强钢板构件的下端脱离卡块翼板时，弹簧复位使卡块复位，从而使补强钢板构件下端的卡接头与卡块卡住，至此补强钢板构件的两端均卡住定位，给桥墩进行抗弯补强自修复。

技术特征：

1.一种桥墩内部纵筋因地震破坏后的惯性下落补强修复方法，其特征在于：

2.如权利要求1所述的桥墩内部纵筋因地震破坏后的惯性下落补强修复方法，所述补强钢板构件包括竖向板体及其两端外侧的卡接头。

3.如权利要求2所述的桥墩内部纵筋因地震破坏后的惯性下落补强修复方法，所述安装块上设置平面尺寸大于所述竖向板体横断面尺寸的上下贯穿孔。

4.如权利要求3所述的桥墩内部纵筋因地震破坏后的惯性下落补强修复方法，所述限位开关组件包括对称布置于所述补强钢板构件左右两侧的两部分结构，每部分结构包括水平托板、铁链和套管，套管包括竖直段和其下端垂直连接的水平直段、上端垂直连接的水平l形段，竖直段与铁链下端连接于水平托板长度方向外侧的中间位置后从套管中穿过，上端伸出于套管外后固定于桥墩顶部的预埋件上。

5.如权利要求4所述的桥墩内部纵筋因地震破坏后的惯性下落补强修复方法，所述支撑组件包括套管支撑杆和所述水平托板的支撑构件，套管支撑杆的上端固定于所述水平l形段的下侧，底部预埋于地面，支撑构件包括水平开口的u型体和其下翼板垂直连接的支撑杆，支撑杆的底部预埋于地面。

6.如权利要求5所述的桥墩内部纵筋因地震破坏后的惯性下落补强修复方法，所述水平托板的中部置于所述u型体的槽口中，通过两块水平托板共同托住所述补强钢板构件的下端。

7.如权利要求5所述的桥墩内部纵筋因地震破坏后的惯性下落补强修复方法，所述卡扣组件包括倒u形体、卡块、弹簧、销轴和销轴安装块，销轴安装块对称连接于倒u形体的两侧，卡块为偏心t形块，其翼板的较长段插入倒u形体的槽口中和两销轴安装块之间，通过销轴可转动安装，该段翼板的下侧安装一对弹簧，卡块的腹板外部位于倒u形体的槽口之间，腹板顶部内侧与翼板的较短段底面之间形成补强钢板构件下端卡接头的卡接结构。

技术总结
本发明公开了一种桥墩内部纵筋因地震破坏后的惯性下落补强修复方法，沿桥墩的外壁四周均布竖向的补强装置；各补强装置包括安装块、补强钢板构件、限位开关组件、支撑组件和卡扣组件；安装块预埋于桥墩的中部，补强钢板构件可相对安装块上下滑动；支撑组件的底部锚固于地面，限位开关组件的底部通过支撑组件安装，顶部固定于桥墩的预埋件上；卡扣组件布置于补强钢板构件的正下方，底部锚固于地面；正常情况下，补强钢板构件的下端通过限位开关组件托住，地震破坏桥墩内部纵筋后桥墩产生弯曲时，限位开关组件托住补强钢板构件的结构体自动打开，补强钢板构件下落，顶部通过安装块卡住，底部通过卡扣组件卡住对桥墩抗弯补强，实现桥墩自修复。

技术研发人员：江力强,刘小志,刘俊滔,蒋丽忠,胡壹,国巍,文天星,魏标
受保护的技术使用者：中南大学
技术研发日：
技术公布日：2024/2/19