自恢复桥墩结构及桥梁的制作方法

本实用新型涉及桥梁领域，尤其涉及一种自恢复桥墩结构及桥梁。

背景技术：

随着现代城市建筑、人口和财富密度的不断增大，地震导致的经济损伤也越来越大，这引起各国学者对结构抗震设防理念进行反思，认识到过去只以生命安全和防倒塌的结构性能目标是远远不够的。在20世纪90年代美国学者在深刻剖析传统抗震理念的基础上，提出了基于性能的抗震设计思想。目前桥梁的减隔震设计是通过隔震装置延长结构周期、耗能减震装置耗散地震能量来实现减震的目的。

现行国内外桥梁抗震设计方法主要是利用桥墩延性进行抗震设计，容许桥墩进入塑性，形成塑性铰，强震作用下，桥墩可能严重损伤，产生较大的塑性变形，塑性铰区混凝土保护层可能剥落，震后桥墩会产生永久的残余位移。通过对桥梁震害的调查表明，桥墩残余位移是衡量震后桥梁可修复性的主要因素。阪神地震中，100余座桥墩因为墩柱倾斜超过1°或者桥墩顶部位移偏移超过墩高1.75％，无法修复而被拆除，造成了巨大的经济损失，并对震后城市交通功能的恢复带来了巨大阻碍。

为提高震后桥梁结构的使用功能，快速恢复交通，进入21世纪以来，美国、日本等国家越来越注重桥梁震后使用功能的要求，日本桥梁抗震规范首先引入对桥梁震后墩顶残余位移的要求。此外，国内外许多学者还进行了具有自复位性能的桥墩体系探索研究。自复位结构即使在地震作用过程中经历了较大的变形，但可通过特定的自复位荷载显著减小震后残余位移的结构。自恢复结构不仅允许构件在地震中进入非线性并通过构件滞回耗散地震能量，同时能在震后恢复到初始位置，从而减少或消除结构的残余变形。自恢复结构的滞回曲线一般呈旗帜形。与传统弹塑性结构相比，其能量耗散小、每个循环刚度变化频繁、残余位移小。目前常见的自恢复结构的恢复力通常由无粘结预应力钢筋、自恢复框架支撑、形状记忆合金或结构自重来提供。

技术实现要素：

(一)要解决的技术问题

本实用新型的目的在于提供一种自恢复桥墩结构及桥梁，以解决上述的至少一项技术问题。

(二)技术方案

本实用新型实施例提供了一种自恢复桥墩结构，包括：

桥墩本体；

钢筋，设置于所述桥墩本体的内部，所述钢筋包括：纵筋，纵向贯穿桥墩本体，用于支撑所述桥墩本体；横筋，用于固定所述纵筋；

所述纵筋的预张力轴压比满足p/fc0ag＞0.1，其中，p为所述纵筋的预张拉力，fc0为所述桥墩本体混凝土的轴心抗压强度，ag为桥墩本体的截面面积。

在本实用新型的一些实施例中，所述纵筋均匀分布在所述桥墩本体的截面的外缘。

在本实用新型的一些实施例中，所述钢筋还包括用于箍住所述纵筋外侧的箍筋。

在本实用新型的一些实施例中，所述箍筋的间距小于等于10cm或小于等于6ds，其中ds为所述纵筋的直径。

在本实用新型的一些实施例中，所述ds的范围为20～40mm。

在本实用新型的一些实施例中，所述纵筋的面积的范围为0.006ag～0.04ag。

在本实用新型的一些实施例中，所述纵筋的间距为10～20cm。

在本实用新型的一些实施例中，所述桥墩本体的截面为圆形或者方形；和/或所述纵筋的横截面为圆形或者方形。

在本实用新型的一些实施例中，所述纵筋包括钢绞线；和/或

所述纵筋的外表面上设置有预定厚度的保护层。

本实用新型还提供了一种桥梁，包括前述的自恢复桥墩结构。

(三)有益效果

本实用新型的自恢复桥墩结构及桥梁，相较于现有技术，至少具有以下优点：

1、区别于现有技术中常见的自恢复结构，本实用新型通过在桥墩本体的内设置有一定预张力轴压比的纵筋，用于支撑桥墩本体，减少或消除了桥梁的残余变形，提高了桥墩本体的自恢复性能力；

2、纵筋的预张力轴压比可以根据实际情况进行选择，普适性极强。

附图说明

图1为本实用新型实施例的自恢复桥墩结构的结构示意图。

[符号说明]

1-桥墩本体；2-纵筋。

具体实施方式

现有技术中，常见的自恢复结构的恢复力通常由无粘结预应力钢筋、自恢复框架支撑、形状记忆合金或结构自重来提供，往往容易产生桥梁结构的残余变形。有鉴于此，本实用新型提供了一种自恢复桥墩结构，通过在桥墩本体的内部设置有一定预张力轴压比的纵筋，用于支撑桥墩本体，减少或消除了桥梁的残余变形，提高了桥墩本体的自恢复性能力。

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本实用新型进一步详细说明。

本实用新型第一实施例提供了一种自恢复桥墩结构，图1为本实用新型实施例的自恢复桥墩结构的结构示意图，如图1所示，包括：

桥墩本体1，位于箱梁之下，用于支撑箱梁；

钢筋，设置于所述桥墩本体1的内部，所述钢筋包括：纵向钢筋即纵筋2，纵向贯穿所述桥墩本体，用于支撑所述桥墩本体1；横筋，用于固定所述纵筋。

其中，所述纵筋2的预张力轴压比满足p/fc0ag＞0.1，其中，p为所述纵筋2的预张拉力，fc0为所述桥墩本体1混凝土的轴心抗压强度，ag为桥墩本体1的截面面积。

在本实用新型的一些实施例中，为了确保纵筋2起到支撑桥墩本体1的作用，可以将所述纵筋2均匀分布在所述桥墩本体1的截面的外缘。此外，纵筋2也可以均匀地设置在桥墩本体1的截面的内侧，本实用新型不作限制。

其中，桥墩本体1的截面可以为圆形，也可以为方形，纵筋2的横截面可以为圆形，也可以为方形。为了防止纵筋被外界环境腐蚀，可以在所述纵筋2的外表面上设置预定厚度的保护层，其中，该预定厚度可以根据实际需要进行选择，一般为厘米数量级。纵筋2的直径ds为20～40mm，纵筋2之间的间距一般为10～20cm，本实用新型不作限制。

此外，为了进一步加强纵筋2对桥墩本体1的支撑效果，纵筋2的配筋率的范围为0.6％～4％，所述纵筋的面积的范围可以为0.006ag～0.04ag，由此强化其支撑效果。

为了固定纵筋2，钢筋还可以用于箍住所述纵筋2外侧的箍筋，箍筋之间的间距可以选择小于等于10cm的数值，也可以选择不超过6ds(即120～240mm)的数值。

纵筋2可以选择钢绞线，其与箍筋型号均可以为hrb400，浇筑桥墩本体1的混凝土可以采用c40混凝土。

本实用新型实施例还提供了一种桥梁，包括前述的自恢复桥墩结构。

综上，本实用新型通过在桥墩本体的内部设置有一定预张力轴压比的纵筋，用于支撑桥墩本体，减少或消除了桥梁的残余变形，提高了桥墩本体的自恢复性能力。

除非有所知名为相反之意，本说明书及所附权利要求中的数值参数是近似值，能够根据通过本实用新型的内容所得的所需特性改变。具体而言，所有使用于说明书及权利要求中表示组成的含量、反应条件等等的数字，应理解为在所有情况中是受到“约”的用语所修饰。一般情况下，其表达的含义是指包含由特定数量在一些实施例中±10％的变化、在一些实施例中±5％的变化、在一些实施例中±1％的变化、在一些实施例中±0.5％的变化。

再者，“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。

说明书与权利要求中所使用的序数例如“第一”、“第二”、“第三”等的用词，以修饰相应的元件，其本身并不意味着该元件有任何的序数，也不代表某一元件与另一元件的顺序、或是制造方法上的顺序，该些序数的使用仅用来使具有某命名的一元件得以和另一具有相同命名的元件能做出清楚区分。

以上所述的具体实施例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。