一種利用分體柱技術的免地震損傷高速鐵路橋墩的制作方法

本實用新型涉及土木工程中的高速鐵路橋梁，特別涉及利用分體柱技術和軟鋼耗能件的高速鐵路橋墩。

背景技術：

國內外歷次地震的震害表明，鋼筋混凝土矮墩易發生剪切破壞并引起橋梁倒塌，抗震能力差。鋼筋混凝土橋墩的震后殘余變形將嚴重影響高速列車的震后通行安全，并且橋墩損壞后的震后修復將造成交通大動脈的中斷，造成嚴重的社會影響和經濟損失。利用分體柱技術將目前廣泛采用的圓端型高速鐵路矮墩轉變為延性抗震能力較好的橋墩，且各個分體墩間設置可替換軟鋼耗能件增大橋墩的側向強度和剛度，用于強震下橋墩的耗能并提高橋墩的震后可修復性，最終提高橋梁抗震能力，對保證交通生命線安全具有十分重要的意義。利用分體柱技術和免地震損傷的思路設計的高速鐵路橋墩是非常有應用前景的一種技術。

目前常用的高速鐵路圓端型橋墩多為矮墩，難以實現延性抗震設計，并且震后損壞的高速鐵路橋梁有殘余變形，影響高速列車的快速行車安全。提出新型的免地震損傷的高速鐵路橋墩，減輕高速鐵路橋墩的地震損傷破壞且損害的高速鐵路橋墩可快速修復，一直是工程師們追求的目標，也是沒有解決好的問題。

技術實現要素：

本實用新型針對上述技術問題，提出一種利用分體柱技術的免地震損傷高速鐵路橋墩。由底部承臺，設置于承臺上部的4個分體鋼管混凝土柱，以及頂部的墩帽組成。分體鋼管混凝土柱內部澆筑自密實膨脹混凝土，且中心貫穿無粘結預應力筋，分體鋼管混凝土柱間設置可替換軟鋼耗能件，通過連結板、錨固螺桿和連結螺栓與分體鋼管混凝土柱相連。上述技術措施將保證高速鐵路橋墩的免于地震損傷破壞，在高速鐵路建設中具有廣泛應用前景。

為達到以上目的，通過以下技術方案實現的：

一種利用分體柱技術的免地震損傷高速鐵路橋墩，其特征在于：包括，承臺(1)，設置于承臺上部4個角落的4個分體鋼管混凝土柱(2)，分體鋼管混凝土柱(2)內部的自密實膨脹混凝土(3)，貫穿分體鋼管混凝土柱(2)中心的無粘結預應力筋(4)，設置于4個分體鋼管混凝土柱(2)頂部的墩帽(5)，可替換軟鋼耗能件(6)，連結板(7)，錨固螺桿(8和連結螺栓(9)。

可替換軟鋼耗能件(6)兩端分別通過連結板(7)、錨固螺桿(8)和連結螺栓(9)與分體鋼管混凝土柱(2)相連。

沿橋梁縱向和橫向的2個分體鋼管混凝土柱間均設置可替換軟鋼耗能件(6)；每個可替換軟鋼耗能件(6)的一端分別通過錨固螺桿(8)與分體鋼管混凝土柱(2)相連，錨固螺桿(8)的一端深入分體鋼管混凝土柱(2)內部，另一端預留螺紋，便于與連結螺栓(9)連結。

4個分體鋼管混凝土柱(2)由外部的鋼管和管內澆筑的自密實膨脹混凝土(3)組成，鋼管上部深入墩帽(5)，下部深入承臺(1)；4個分體鋼管混凝土柱(2)中間分別預留孔道，無粘結預應力筋(4)穿過分體鋼管混凝土柱(2)，底部錨固于承臺(1)，頂部錨固于墩帽(5)。

進一步，4個分體鋼管混凝土柱(2)均為矩形截面，沿橋梁縱向和橫向的2個分體鋼管混凝土柱間分別設置可替換軟鋼耗能件(6)。

進一步，鋼管采用高強度鋼材；鋼管作為內部自密實膨脹混凝土(3)澆筑的模板。

一種利用分體柱技術的免地震損傷高速鐵路橋墩，其特征在于：包括，承臺，設置于承臺上部4個角落的4個分體鋼管混凝土柱，分體鋼管混凝土柱內部的自密實膨脹混凝土，貫穿分體鋼管混凝土柱中心的無粘結預應力筋，設置于4個分體鋼管混凝土柱頂部的墩帽，可替換軟鋼耗能件，連結板，錨固螺桿，連結螺栓。

可替換軟鋼耗能件由低屈服點的軟鋼制成，兩端分別通過連結板、錨固螺桿和連結螺栓與分體鋼管混凝土柱相連；

每個可替換軟鋼耗能件的一端分別通過錨固螺桿與分體鋼管混凝土柱相連，錨固螺桿的一端深入分體鋼管混凝土柱內部，另一端預留螺紋，便于與連結螺栓連結；

4個分體鋼管混凝土柱中間分別預留孔道，無粘結預應力筋穿過分體鋼管混凝土柱，底部錨固于承臺，頂部錨固于墩帽；

4個分體鋼管混凝土柱均為矩形截面，沿橋梁縱向和橫向的2個分體鋼管混凝土柱間分別設置可替換軟鋼耗能件；

4個分體鋼管混凝土柱由外部的鋼管和管內澆筑的自密實膨脹混凝土組成，鋼管上部深入墩帽，下部深入承臺；鋼管采用高強度鋼材；鋼管可作為內部自密實膨脹混凝土澆筑的模板。

采用上述技術方案的本實用新型：

1.分體鋼管混凝土柱增大了柱的剪跨比，增加了橋墩的延性抗震能力，并且由于采用高強度鋼管，強震下分體柱本身基本不發生破壞，保證其免于地震損傷。

2.分體柱間設置的可替換軟鋼耗能件將極大的增加橋墩的抗側向剛度和強度，強震下可替換鋼耗能件首先破壞，消耗地震能量；震后損壞的可替換軟鋼耗能件可快速替換，便于橋墩的震后快速修復。

3.分體柱中的無粘結預應力筋在于保證橋墩強震后的自復位能力，橋墩震后殘余變形很小，可充分保證橋梁震后通車能力和震后可修復性。

4.分體柱外包的鋼管可作為內部自密實膨脹混凝土澆筑的模板，且自密實膨脹混凝土充分保證與鋼管間的粘結，保證鋼管與混凝土間協同工作。

與傳統鋼筋混凝土高速鐵路橋墩相比，本實用新型具有3個突出優點，其一是由于采用了分體柱技術，將傳統的高速鐵路橋墩的矮墩問題解決，并且由于采用鋼管混凝土結構，大大增加了橋墩的延性抗震能力，減輕了高速鐵路橋墩震害。其二，豎向預應力筋和可替換軟鋼耗能件的使用，將實現橋墩的免地震損傷設計，預應力筋將提供橋墩的自復位能力，而可替換軟鋼耗能件便于震后快速替換，實現高速鐵路橋墩抗震設計損傷可控、可修的目標。其三是可替換軟鋼耗能件的使用將實現高速鐵路橋墩功能分離的抗震設計，分體鋼管混凝土柱主要提供豎向承載力，可替換鋼耗能件提供橋墩側向強度和剛度以及大震下的耗能能力，設計思路更為清晰，抗震性能更易保證。

上述說明僅是本實用新型技術方案的概述，為了能夠更清楚了解本實用新型的技術手段，而可依照說明書的內容予以實施，并且為了讓本實用新型的上述和其他目的、特征和優點能夠更明顯易懂，以下特舉較佳實施例，并配合附圖，詳細說明如下。

附圖說明

本實用新型共2幅附圖,其中：

圖1為本實用新型的結構立面示意圖。

圖2為本實用新型分體柱布置示意圖。

圖中：1、承臺，2、分體鋼管混凝土柱，3、自密實膨脹混凝土，4、無粘結預應力筋，5、墩帽，6、可替換軟鋼耗能件，7、連結板，8、錨固螺桿，9、連結螺栓。

具體實施方式

如圖所示的一種利用分體柱技術的免地震損傷高速鐵路橋墩，包括：承臺(1)，分體鋼管混凝土柱(2)，自密實膨脹混凝土(3)，無粘結預應力筋(4)，墩帽(5)，可替換軟鋼耗能件(6)，連結板(7)，錨固螺桿(8)，連結螺栓(9)。

可替換軟鋼耗能件(6)由低屈服點的軟鋼制成，兩端分別通過連結板(7)、錨固螺桿(8)和連結螺栓(9)與分體鋼管混凝土柱(2)相連。

每個可替換軟鋼耗能件(6)的一端分別通過6根錨固螺桿(8)與分體鋼管混凝土柱(2)相連，錨固螺桿(8)的一端深入分體鋼管混凝土柱(2)內部，另一端預留螺紋，便于與連結螺栓(9)連結。

4個分體鋼管混凝土柱(2)中間分別預留孔道，無粘結預應力筋(4)穿過分體鋼管混凝土柱(2)，底部錨固于承臺(1)，頂部錨固于墩帽(5)。

4個分體鋼管混凝土柱(2)均為矩形截面，沿橋梁縱向和橫向的2個分體鋼管混凝土柱間分別設置2個可替換軟鋼耗能件(6)。

4個分體鋼管混凝土柱(2)由外部的鋼管和管內澆筑的自密實膨脹混凝土(3)組成，鋼管上部深入墩帽(5)，下部深入承臺(1)；鋼管采用高強度鋼材；鋼管可作為內部自密實膨脹混凝土(3)澆筑的模板。

可替換軟鋼耗能件由低屈服點的鋼材制成，鋼管采用高強度鋼材。

采用上述技術方案的本實用新型：

1.分體鋼管混凝土柱增大了柱的剪跨比，增加了橋墩的延性抗震能力，并且由于采用高強度鋼管，強震下分體柱本身基本不發生破壞，保證其免于地震損傷。

2.分體柱間設置的可替換軟鋼耗能件將極大的增加橋墩的抗側向剛度和強度，強震下可替換鋼耗能件首先破壞，消耗地震能量；震后損壞的可替換軟鋼耗能件可快速替換，便于橋墩的震后快速修復。

3.分體柱中的無粘結預應力筋在于保證橋墩強震后的自復位能力，橋墩震后殘余變形很小，可充分保證橋梁震后通車能力和震后可修復性。

4.分體柱外包的鋼管可作為內部自密實膨脹混凝土澆筑的模板，且自密實膨脹混凝土充分保證與鋼管間的粘結，保證鋼管與混凝土間協同工作。

綜上，本實用新型提出一種利用分體柱技術的免地震損傷高速鐵路橋墩。通過分體柱之間的軟鋼耗能件的發生減輕上部高速鐵路橋墩承受的地震力，并通過軟鋼耗能構件保證支座的耗能能力，且震后損壞的軟鋼耗能構件可快速替換。與傳統鋼筋混凝土高速鐵路橋墩相比，本實用新型具有3個突出優點，其一是由于采用了分體柱技術，將傳統的高速鐵路橋墩的矮墩問題解決，并且由于采用鋼管混凝土結構，大大增加了橋墩的延性抗震能力，減輕了高速鐵路橋墩震害。其二，豎向預應力筋和可替換軟鋼耗能件的使用，將實現橋墩的免地震損傷設計，預應力筋將提供橋墩的自復位能力，而可替換軟鋼耗能件便于震后快速替換，實現高速鐵路橋墩抗震設計損傷可控、可修的目標。其三是可替換軟鋼耗能件的使用將實現高速鐵路橋墩功能分離的抗震設計，分體鋼管混凝土柱主要提供豎向承載力，可替換鋼耗能件提供橋墩側向強度和剛度以及大震下的耗能能力，設計思路更為清晰，抗震性能更易保證。

以上所述，僅是本實用新型的較佳實施例而已，并非對本實用新型作任何形式上的限制，雖然本實用信息能夠已以較佳實施例揭露如上，然而并非用以限定本使用新型，任何熟悉本專業的技術人員在不脫離本實用新型技術方案范圍內，當可利用上訴揭示的技術內容做出些許更動或修飾為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本實用新型技術方案的內容，依據本實用新型的技術實質對以上實施例所做的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本實用新型技術方案的范圍內。