一种自复位高韧性预应力组合式桥墩的制作方法

本实用新型属于桥墩结构技术领域，特别涉及一种自复位高韧性预应力组合式桥墩。

背景技术：

目前桥墩普遍为常的钢筋混凝土桥墩，在发生震动、或者地震时，在横向荷载力作用下，桥墩内产生很大的内剪切力，桥墩底部混凝土出现裂缝，混凝土保护层将会剥落甚至塑性铰区的混凝土全部破坏掉存在极大安全隐患；另一方面，纵向钢筋在荷载力的作用下一旦达到屈服强度后就会发生较大的变形，又因为其处于弹塑性阶段，荷载力在卸载后将存在较大的残余变形而引起桥跨落梁等对桥跨结构不利的影响。

技术实现要素：

本实用新型目的是为解决上述现有技术中存在的问题而提出了一种自复位高韧性预应力组合式桥墩；为达到上述目的所采取的技术方案是：

一种自复位高韧性预应力组合式桥墩，其特征在于，包括桥墩基础，在桥墩基础上浇筑坐落有桥墩本体，所述桥墩本体自下而上依次包括下段桥墩本体和上段桥墩本体，所述下段桥墩本体的混凝土强度大于上段桥墩本体的混凝土强度，在桥墩本体中间设有沿竖直方向设置的预应力钢绞线；桥墩本体内的钢筋框架自下而上依次包括下钢筋框架和上钢筋框架，下钢筋框架的强度大于上钢筋框架的强度；所述下钢筋框架的高度不低于下段桥墩本体的高度。

优选的，所述下钢筋框架的外层纵向钢筋由高强度钢筋替换而使得下钢筋框架的强度大于上钢筋框架的强度。

优选的，所述下段桥墩本体位于桥墩本体的塑性铰区域内。

优选的，所述下段桥墩本体内的混凝土采用PVA-ECC混合混凝土浇筑。

优选的，下钢筋框架的高度不大于桥墩高度的一半。

本实用新型所具有的有益效果为：（1）在桥墩本体的塑性铰区域内采用PVA-ECC混合混凝土浇筑而替代普通混凝土，大大提高了抗剪切力能力，抗震效果凸出；（2）通过在桥墩本体中间设有沿竖直方向设置的预应力钢绞线，这样在地震后，预应力钢绞线能够提供恢复力，使结构自复位，因此残余变形小，而普通钢筋因其达到弹塑性阶段，残余变形较大，容易导致支座滑移、落梁等不利影响；（3）将桥墩底部塑性铰区域的外层纵向普通钢筋由高强度钢筋替换而提供桥墩塑性铰区截面承载力，此外，研究表明ECC和高强钢筋有很好的协同作用，能共同工作；（4）本实用新型是一种整体结构紧凑、成本低，在桥梁总造价中仅提升0.5‰—1‰的自复位高韧性预应力组合式桥墩。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进一步描述。

如图1所示，一种自复位高韧性预应力组合式桥墩，在桥墩上设有支座5，在支座5的作用下对梁体6进行支撑，该桥墩包括桥墩基础1，在桥墩基础1上浇筑坐落有桥墩本体，所述桥墩本体自下而上依次包括下段桥墩本体2和上段桥墩本体3，所述下段桥墩本体2的混凝土强度大于上段桥墩本体3的混凝土强度，在桥墩本体中间设有沿竖直方向设置的预应力钢绞线4；桥墩本体内的钢筋框架自下而上依次包括下钢筋框架8和上钢筋框架7，下钢筋框架8的强度大于上钢筋框架7的强度；所述下钢筋框架8的高度不低于下段桥墩本体2的高度。

经过计算，将下钢筋框架8的外层纵向钢筋由高强度钢筋替换而使得下钢筋框架8的强度大于上钢筋框架7的强度即可，下钢筋框架8的高度不大于桥墩高度的一半，在达到要求的同时也节省了成本。

进一步将所述下段桥墩本体2设置在桥墩本体的塑性铰区域内，所述下段桥墩本体2内的混凝土采用PVA-ECC混合混凝土浇筑。其中，工程用水泥基复合材料（Engineered Cementitious Composites，简称ECC），是一种具有高延性、高韧性和多缝开裂特征的纤维增强水泥基复合材料，ECC是根据细观力学和断裂力学基本原理设计的短纤维增强水泥基复合材料，它以水泥、矿物掺合料以及粒径不大于0.15mm的石英砂作为基体，用PVA纤维做增强材料，在PVA纤维体积掺量不大于2%的情况下，直接拉伸试验得到的极限拉应变通常可超3%，ECC本身所具有的多缝开裂特性具有很好的能量耗散能力，且其最大裂缝宽度不超过100μm；ECC在具有良好力学性能的同时，与普通混凝土相比，其耐久性包括抗冻性、抗碳化性、抗渗性和耐化学腐蚀性均表现十分优越。因此ECC十分适合作为抗震构件，PVA属于亲水性化学高分子材料，其表面与水泥集体发生化学反应导致强烈的粘结，此外，PVA纤维的抗拉强度和弹性模量都较高，非常适合作为ECC的增韧材料。

本实用新型的与现有技术相比具有如下有益效果：（1）在桥墩本体的塑性铰区域内采用PVA-ECC混合混凝土浇筑而替代普通混凝土，大大提高了抗剪切力能力，抗震效果凸出；（2）通过在桥墩本体中间设有沿竖直方向设置的预应力钢绞线4，这样在地震后，预应力钢绞线4能够提供恢复力，使结构自复位，因此残余变形小，而普通钢筋因其达到弹塑性阶段，残余变形较大，容易导致支座滑移、落梁等不利影响；（3）将下钢筋框架8的外层纵向钢筋由高强度钢筋替换而使得下钢筋框架8的强度大于上钢筋框架7的强度，在达到要求的同时也节省了成本，此外，研究表明ECC和高强钢筋有很好的协同作用，能共同工作；（4）本实用新型是一种整体结构紧凑、成本低，在桥梁总造价中仅提升0.5‰—1‰的自复位高韧性预应力组合式桥墩。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，但这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。