專利名稱：柱板式空心高墩的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種高墩大跨度抗震橋型中的柱板式空心高墩。
背景技術(shù)：
黃韓侯鐵路縱目溝特大橋位于北塬至芝陽新建雙線段落內(nèi)。橋址區(qū)屬黃土溝壑 區(qū)，縱目溝溝谷深切，岸壁陡峻，呈“V”字形。主溝沖溝發(fā)育，植被茂密，溝心略為平緩，常年 流水，水量不大。橋址區(qū)地震動峰值加速度為0. 10g，相當(dāng)于地震基本烈度νπ度，反應(yīng)譜特征 周期為0. 45s。大橋跨越縱目溝主溝，主橋橋型方案的選擇及孔跨布置受線路條件及主溝地形、 地質(zhì)條件控制。橋位處線路軌底至主溝心高達(dá)129. lm，主橋橋型方案應(yīng)首先考慮避免溝心 設(shè)墩、一跨跨越主溝的大跨上承式拱橋和大跨連續(xù)剛構(gòu)方案。從地形、地質(zhì)條件來看，大跨 上承式拱橋方案比較合理的跨度應(yīng)在200m左右，但由于基巖巖面距軌底高達(dá)73m，拱肋矢 跨比過大，且拱腳位于較厚的巖石風(fēng)化層中，基礎(chǔ)開挖量大，拱橋方案技術(shù)上不可行；大跨 連續(xù)剛構(gòu)方案受兩岸高陡岸坡影響，比較合理的跨度應(yīng)在260m左右，如此跨度的梁式圬工 橋，體量巨大，抗震性能差，經(jīng)濟(jì)技術(shù)均不合理。綜上分析，主橋采用溝心設(shè)墩的高墩大跨橋 型方案不可避免。經(jīng)2X136m T構(gòu)部分斜拉橋方案和(80+2X 136+80)m連續(xù)剛構(gòu)方案經(jīng)濟(jì) 技術(shù)比選，推薦采用(80+2X136+80)m連續(xù)剛構(gòu)方案，主墩墩高116m。綜合國內(nèi)外高墩應(yīng)用及研究現(xiàn)狀，國內(nèi)鐵路高墩設(shè)計多采用結(jié)構(gòu)整體性好、經(jīng)濟(jì) 性能優(yōu)越的傳統(tǒng)圓端形或矩形空心墩，由于受剛度條件控制，橋墩截面尺寸與圬工量很大， 占工程總投資的比例較高。在罕遇地震作用下墩身結(jié)構(gòu)處于彈性工作狀態(tài)，而基礎(chǔ)往往由 于受力過大，設(shè)計困難，這是傳統(tǒng)空心高墩的致命弱點(diǎn)。目前在國外多柱格構(gòu)式橋墩已成 為高墩抗震研究發(fā)展方向之一，各墩柱間依靠橫梁聯(lián)系，由于橫梁的剛度相對較弱，軸力較 小，且橫梁梁端彎矩明顯大于柱端彎矩，在罕遇地震作用下塑性鉸容易形成且發(fā)生在較為 理想的部位，通過橫撐的變形消耗地震能量，從而保護(hù)主體墩柱及基礎(chǔ)的安全。這樣就提高 了結(jié)構(gòu)的整體抗震性能，從而大幅降低工程造價。借鑒國內(nèi)外高墩的研究成果及成功的應(yīng)用經(jīng)驗，我們提出了柱板式空心高墩的構(gòu) 造形式，在墩柱上設(shè)置墩壁板，并在墩柱間設(shè)置橫梁聯(lián)系。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種交通建設(shè)中的柱板式空心高墩，利用墩柱上設(shè)置的 墩壁板和墩柱間設(shè)置的橫梁聯(lián)系，削減地震作用對橋墩主體的損傷，提高橋梁結(jié)構(gòu)運(yùn)營的 安全性。本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是一種柱板式空心高墩，包含有墩柱、墩頂實(shí)體段和墩底實(shí)體段，其特征在于所述 的柱板式空心高墩的墩柱采用空心結(jié)構(gòu)，墩頂實(shí)體段和墩底實(shí)體段采用實(shí)心結(jié)構(gòu)；所述的 墩柱的外壁上自上而下均勻地設(shè)置有多邊形凹槽，使墩柱的外壁上形成與同一高度墩壁相比厚度較薄的墩壁板結(jié)構(gòu)；墩柱上設(shè)置的上下相鄰的多邊形凹槽之間的橫撐結(jié)構(gòu)，其厚度 與相同高度的墩壁相同。所述的一種柱板式空心高墩，其特征在于各墩柱間依靠橫梁聯(lián)系。本實(shí)用新型的具有以下優(yōu)點(diǎn)本實(shí)用新型所涉及的一種柱板式空心高墩，剛度強(qiáng)，穩(wěn)定性好，繼承了傳統(tǒng)空心高 墩結(jié)構(gòu)整體性好的優(yōu)點(diǎn)；利用墩柱上設(shè)置的墩壁板和墩柱間設(shè)置的橫梁聯(lián)系，有效地緩解 了罕遇地震作用對橋墩主體的損傷，又兼具了多柱格構(gòu)式橋墩抗震性能優(yōu)越的特性；且體 量小，投入成本低，結(jié)構(gòu)先進(jìn)，具有廣闊的應(yīng)用前景。

圖1是橋墩構(gòu)造圖。圖2是墩頂斷面圖。圖3是墩底斷面圖。圖中，1-墩柱、2-墩壁板、3-橫撐、4-墩頂實(shí)體段、5-墩底實(shí)體段。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型涉及一種柱板式空心高墩。
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對本實(shí)用新 型進(jìn)行詳細(xì)說明。所述的柱板式空心高墩的墩柱1采用空心結(jié)構(gòu)，繼承了傳統(tǒng)空心高墩結(jié)構(gòu)整體性 好的優(yōu)點(diǎn)。所述的墩柱1的外壁上，自上而下均勻地分布有若干多邊形的凹槽，使墩柱1的 外壁上形成了與同一高度墩壁相比厚度較薄的墩壁板2結(jié)構(gòu)，而上下相鄰的多邊形凹槽之 間為橫撐3結(jié)構(gòu)，其厚度與相同高度的墩壁相同，一旦遭遇強(qiáng)烈地震，厚度較薄的墩壁板2 發(fā)生開裂，結(jié)構(gòu)剛度迅速下降，周期有所延長，地震作用就會得到大幅度地消減，從而保護(hù) 了橋墩的主體結(jié)構(gòu)。各墩柱1間依靠橫梁聯(lián)系，在正常使用階段和多遇地震時，可提供較大 的剛度，保證橋梁結(jié)構(gòu)安全運(yùn)營。另外，如果地震力過大，柱底區(qū)域也可形成塑性鉸，從而確 ?；A(chǔ)安全，避免橋梁結(jié)構(gòu)整體跨塌。柱板式空心高墩的力學(xué)性能介于傳統(tǒng)空心高墩與多柱格構(gòu)式橋墩之間，它既繼承 了傳統(tǒng)空心高墩結(jié)構(gòu)整體性好的優(yōu)點(diǎn)，又兼有多柱格構(gòu)式橋墩抗震性能優(yōu)越的特性。從經(jīng) 濟(jì)方面考慮，與傳統(tǒng)空心高墩一樣，柱板式空心高墩由于墩柱截面及其聯(lián)系薄壁板均集中 于有利于發(fā)揮橋墩剛度的部位，結(jié)構(gòu)經(jīng)濟(jì)性能優(yōu)越，在獲得相同剛度的前提下，橋墩圬工量 與傳統(tǒng)空心高墩基本相當(dāng)。
權(quán)利要求一種柱板式空心高墩，包含有墩柱(1)、墩頂實(shí)體段(4)和墩底實(shí)體段(5)，其特征在于所述的柱板式空心高墩的墩柱(1)采用空心結(jié)構(gòu)，墩頂實(shí)體段(4)和墩底實(shí)體段(5)采用實(shí)心結(jié)構(gòu)；所述的墩柱(1)的外壁上自上而下均勻地設(shè)置有多邊形凹槽，使墩柱(1)的外壁上形成與同一高度墩壁相比厚度較薄的墩壁板(2)結(jié)構(gòu)；墩柱(1)上設(shè)置的上下相鄰的多邊形凹槽之間的橫撐(3)結(jié)構(gòu)，其厚度與相同高度的墩壁相同。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種柱板式空心高墩，其特征在于各墩柱(1)間依靠橫梁聯(lián)系。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種用于高墩大跨度抗震橋型的柱板式空心高墩。傳統(tǒng)的圓端形或矩形空心墩，由于受剛度條件控制，橋墩截面尺寸與圬工量很大，地震作用時墩身結(jié)構(gòu)處于彈性工作狀態(tài)，抗震性能差，橋梁結(jié)構(gòu)運(yùn)營的安全性低。本實(shí)用新型所涉及的柱板式高墩，在墩柱的墩壁上設(shè)置多邊形凹槽，形成厚度較薄的墩壁板，與墩柱間設(shè)置的橫梁聯(lián)系相結(jié)合，削減地震作用對橋墩主體的損傷，提高橋梁結(jié)構(gòu)運(yùn)營的安全性。本實(shí)用新型能滿足正常使用荷載下的對橋墩主體的受力和變形要求，在獲得相同剛度的前提下，橋墩圬工量與傳統(tǒng)空心高墩基本相當(dāng)，并同時滿足罕遇地震作用下的抗震要求。
文檔編號E04B1/98GK201738231SQ201020259430
公開日2011年2月9日 申請日期2010年7月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月15日
發(fā)明者曹增華, 楊少軍, 歐陽輝來, 蓋小紅, 繆文輝, 馬有強(qiáng) 申請人:中鐵第一勘察設(shè)計院集團(tuán)有限公司