一种免地震损伤设计的斜拉桥辅助墩系统
本实用新型公开一种免地震损伤设计的斜拉桥辅助墩系统,包括:承台、斜拉桥主梁、钢管混凝土辅助墩、无粘结预应力筋、纵桥向滑动支座、油阻尼器、带加劲肋的耗能角钢、钢垫板。钢管混凝土辅助墩与主梁间设置纵桥向滑动支座、油阻尼器。辅助墩底部与承台间设置为摇摆形式,墩底安装耗能角钢。无粘结预应力筋穿过钢管混凝土辅助墩。正常使用及温度变形下,油阻尼器基本无内力,辅助墩与主梁间纵桥向自由滑动,辅助墩所受侧向力很小。强震下,油阻尼器受力,并将内力传递至下部的辅助墩,辅助墩发生摇摆反应并抑制斜拉桥主梁的纵桥向位移。系统通过油阻尼器和耗能角钢耗能,且震后损坏的油阻尼器及耗能角钢均可替换,实现斜拉桥辅助墩免于地震损伤。
斜拉桥主梁跨度较大,为克服温度变形影响,较多采用纵桥向漂浮体系。强震下,采用漂浮体系的斜拉桥主梁纵桥向位移很大,易导致斜拉桥主梁撞击两侧引桥产生严重震害。斜拉桥正常使用状态下所要求的纵向漂浮体系与强震下可能发生的严重震害形成了矛盾。提出一种新型的斜拉桥体系,既能适应主梁温度变形的要求,又能有效减轻斜拉桥的地震损伤破坏,实现其地震损伤控制和震后使用功能快速恢复,一直是工程师们追求的目标,也是没有解决好的问题。
本实用新型具有4个突出优点,其一是由于采用了油阻尼器,解决了采用纵向漂浮体系的斜拉桥地震时主梁纵桥向位移过大的问题。并且油阻尼器在加载速度很慢时几乎无内力,便于克服斜拉桥主梁由于温度变形引起的内力。其二,由于采用钢管混凝土辅助墩,且采用摇摆体系,减轻了斜拉桥辅助墩在强震下的损伤破坏,辅助墩中的无粘结预应力筋又进一步提高了辅助墩的自复位能力。其三,带加劲肋的耗能角钢、油阻尼器的使用将实现斜拉桥辅助墩功能分离的抗震设计。钢管混凝土辅助墩主要提供竖向承载力,带加劲肋的耗能角钢提供辅助墩侧向强度和刚度以及大震下的耗能能力,油阻尼器用于强震下限制斜拉桥主梁的纵桥向位移,并提供耗能能力。设计思路更为清晰,抗震性能更易保证。其四,带加劲肋的耗能角钢、油阻尼器等耗能构件震后均便于快速替换,实现斜拉桥震后可修、使用功能快速恢复的目的。
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王世杰
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