一种用于改善桥墩延性性能的防护装置

1.本实用新型涉及桥梁工程技术领域，尤其涉及一种用于改善桥墩延性性能的防护装置。


背景技术：

2.我国铁路重力式桥墩的配筋率普遍较低，主要是由于其截面尺寸大，且仅配置护面钢筋，现有的研究中发现配筋率较低的铁路重力式桥墩破坏时呈现出脆性破坏的特征。
3.在已发生的地震震害调查中发现，弯曲破坏型桥墩的破坏部位主要集中在墩身底部，墩身中上部未见混凝土剥落等破坏现象；已有的试验研究中，弯曲破坏型桥墩的破坏部位也主要在墩身底部。
4.在现有的研究中发现选用光圆钢筋桥墩的极限位移明显比选用螺纹钢筋桥墩的大，分析其原因发现光圆钢筋与混凝土之间的机械咬合力小，在循环荷载作用下钢筋与混凝土之间的粘结滑移位移较大，钢筋的总伸长量相比于螺纹钢筋有明显的增加，导致了桥墩产生较大的位移且钢筋不发生断裂，因此为改善低配筋铁路重力式桥墩的延性抗震性能，提出了在墩底布置无粘结钢筋的设计方案，以增大钢筋的伸长量来提高桥墩的极限位移。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的是为了解决现有技术中的问题，而提出的一种用于改善桥墩延性性能的防护装置。
6.为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：
7.一种用于改善桥墩延性性能的防护装置，包括桥台和桥梁墩柱，所述桥梁墩柱连接在桥台顶部，所述桥台内部连接有耗能钢筋和无粘结预应力钢筋，所述桥台和桥梁墩柱通过耗能钢筋和无粘结预应力钢筋相连接，且所述耗能钢筋顶部通过第一锚固装置与桥梁墩柱相连接，所述无粘结预应力钢筋一端通过第二锚固装置连接在桥台内部，另一端连接在桥梁墩柱内部，所述耗能钢筋和无粘结预应力钢筋外壁上均连接有箍筋，所述桥台和桥梁墩柱之间连接有外置耗能组件。
8.优选的，所述耗能钢筋远离桥台的一端贯穿桥梁墩柱，所述无粘结预应力钢筋远离桥台的一端延伸至桥梁墩柱内部中部位置。
9.优选的，所述外置耗能组件包括第一连接座、第二连接座和耗能减震机构，所述第一连接座一端嵌入连接在桥梁墩柱内部，另一端穿过桥梁墩柱并向外延伸，所述第二连接座一端嵌入连接在桥台内部，另一端穿过桥台并向上延伸，所述耗能减震机构连接在第一连接座和第二连接座之间。
10.优选的，所述耗能减震机构包括外杆、内杆和活塞，所述外杆通过连接块转动连接在第二连接座外壁上，所述活塞连接在外杆内壁上，所述内杆一端连接在活塞顶壁上，另一端穿过外杆并与第一连接座转动相连，所述活塞底壁和外杆内部底壁之间连接有弹性件。
11.优选的，所述弹性件与活塞和外杆内部底壁相连处均设置有消尼垫片。
12.与现有技术相比，本实用新型提供了一种用于改善桥墩延性性能的防护装置，具备以下有益效果：
13.1、该用于改善桥墩延性性能的防护装置，通过设置的耗能钢筋和无粘结预应力钢筋，从而能够有效地提高桥墩的延性性能，同时不需要使墩身中上部配置和墩底相同的纵向钢筋，从而能够一定程度的降低生产成本。
14.2、该用于改善桥墩延性性能的防护装置，通过设置的外置耗能组件，能够进一步的对桥墩起到良好的减震耗能效果，从而进一步的提高桥墩的安全性能。
15.该装置中未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现，本实用新型结构简单、使用方便，能够有效地提高桥墩的延性性能和减震效果，从而有效地提高桥墩的安全性能。
附图说明
16.图1为本实用新型提出的一种用于改善桥墩延性性能的防护装置的结构示意图；
17.图2为本实用新型提出的一种用于改善桥墩延性性能的防护装置a
‑
a处的剖面结构示意图；
18.图3为本实用新型提出的一种用于改善桥墩延性性能的防护装置b
‑
b处的剖面结构示意图；
19.图4为本实用新型提出的一种用于改善桥墩延性性能的防护装置图1中a部分的结构示意图。
20.图中：1、桥台；2、桥梁墩柱；3、耗能钢筋；301、第一锚固装置；4、无粘结预应力钢筋；401、第二锚固装置；5、箍筋；6、外置耗能组件；601、第一连接座；602、第二连接座；603、外杆；604、内杆；605、活塞；606、弹性件。
具体实施方式
21.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。
22.实施例：
23.参照图1
‑
4，一种用于改善桥墩延性性能的防护装置，包括桥台1和桥梁墩柱2，桥梁墩柱2连接在桥台1顶部，桥台1内部连接有耗能钢筋3和无粘结预应力钢筋4，桥台1和桥梁墩柱2通过耗能钢筋3和无粘结预应力钢筋4相连接，且耗能钢筋3顶部通过第一锚固装置301与桥梁墩柱2相连接，无粘结预应力钢筋4一端通过第二锚固装置401连接在桥台1内部，另一端连接在桥梁墩柱2内部，耗能钢筋3和无粘结预应力钢筋4外壁上均连接有箍筋5，桥台1和桥梁墩柱2之间连接有外置耗能组件6。
24.耗能钢筋3远离桥台1的一端贯穿桥梁墩柱2，无粘结预应力钢筋4远离桥台1的一端延伸至桥梁墩柱2内部中部位置。
25.外置耗能组件6包括第一连接座601、第二连接座602和耗能减震机构，第一连接座601一端嵌入连接在桥梁墩柱2内部，另一端穿过桥梁墩柱2并向外延伸，第二连接座602一
端嵌入连接在桥台1内部，另一端穿过桥台1并向上延伸，耗能减震机构连接在第一连接座601和第二连接座602之间。
26.耗能减震机构包括外杆603、内杆604和活塞605，外杆603通过连接块转动连接在第二连接座602外壁上，活塞605连接在外杆603内壁上，内杆604一端连接在活塞605顶壁上，另一端穿过外杆603并与第一连接座601转动相连，活塞605底壁和外杆603内部底壁之间连接有弹性件606。
27.弹性件606与活塞605和外杆603内部底壁相连处均设置有消尼垫片。
28.本实用新型在具体使用时，当桥台1进行浇注施工时，将耗能钢筋3、无粘结预应力钢筋4插入至桥台1浇注模具内部，当浇注完成且为凝固时，将第二连接座602嵌入至桥台1内部，然后对桥梁墩柱2进行浇注，浇注时预留第一连接座601嵌入连接口，使第一连接座601能够嵌入至桥梁墩柱2内部，通过设置的耗能钢筋3和无粘结预应力钢筋4，从而能够有效地提高桥梁墩柱2的延性性能，避免桥梁墩柱2发生严重破坏的情况，且通过无粘结预应力钢筋4延伸至桥梁墩柱2中部位置，因此使得不需要使墩身中上部配置和墩底相同的配筋率，从而能够一定程度的降低生产成本，当桥台1和桥梁墩柱2凝固后，将外置耗能组件6安装至第一连接座601和第二连接座602之间，通过设置的耗能减震机构，当桥梁收到地震等外力时，桥梁墩柱2发生弯曲，通过设置的耗能钢筋3和无粘结预应力钢筋4，从而能够有效地提高桥梁墩柱2的延性性能，避免桥梁墩柱2发生严重破坏的情况，同时外杆603和内杆604之间相对发生位移，通过设置的弹性件606和消尼垫片，进而能够起到一定的耗能和减震效果，从而进一步的提高桥墩的安全性能。


技术特征：
1.一种用于改善桥墩延性性能的防护装置，包括桥台（1）和桥梁墩柱（2），所述桥梁墩柱（2）连接在桥台（1）顶部，其特征在于，所述桥台（1）内部连接有耗能钢筋（3）和无粘结预应力钢筋（4），所述桥台（1）和桥梁墩柱（2）通过耗能钢筋（3）和无粘结预应力钢筋（4）相连接，且所述耗能钢筋（3）顶部通过第一锚固装置（301）与桥梁墩柱（2）相连接，所述无粘结预应力钢筋（4）一端通过第二锚固装置（401）连接在桥台（1）内部，另一端连接在桥梁墩柱（2）内部，所述耗能钢筋（3）和无粘结预应力钢筋（4）外壁上均连接有箍筋（5），所述桥台（1）和桥梁墩柱（2）之间连接有外置耗能组件（6）。2.根据权利要求1所述的一种用于改善桥墩延性性能的防护装置，其特征在于，所述耗能钢筋（3）远离桥台（1）的一端贯穿桥梁墩柱（2），所述无粘结预应力钢筋（4）远离桥台（1）的一端延伸至桥梁墩柱（2）内部中部位置。3.根据权利要求1或2所述的一种用于改善桥墩延性性能的防护装置，其特征在于，所述外置耗能组件（6）包括第一连接座（601）、第二连接座（602）和耗能减震机构，所述第一连接座（601）一端嵌入连接在桥梁墩柱（2）内部，另一端穿过桥梁墩柱（2）并向外延伸，所述第二连接座（602）一端嵌入连接在桥台（1）内部，另一端穿过桥台（1）并向上延伸，所述耗能减震机构连接在第一连接座（601）和第二连接座（602）之间。4.根据权利要求3所述的一种用于改善桥墩延性性能的防护装置，其特征在于，所述耗能减震机构包括外杆（603）、内杆（604）和活塞（605），所述外杆（603）通过连接块转动连接在第二连接座（602）外壁上，所述活塞（605）连接在外杆（603）内壁上，所述内杆（604）一端连接在活塞（605）顶壁上，另一端穿过外杆（603）并与第一连接座（601）转动相连，所述活塞（605）底壁和外杆（603）内部底壁之间连接有弹性件（606）。5.根据权利要求4所述的一种用于改善桥墩延性性能的防护装置，其特征在于，所述弹性件（606）与活塞（605）和外杆（603）内部底壁相连处均设置有消尼垫片。

技术总结
本实用新型公开了一种用于改善桥墩延性性能的防护装置，属于桥梁工程技术领域。一种用于改善桥墩延性性能的防护装置，包括桥台和桥梁墩柱，桥梁墩柱连接在桥台顶部，桥台内部连接有耗能钢筋和无粘结预应力钢筋，桥台和桥梁墩柱通过耗能钢筋和无粘结预应力钢筋相连接，且耗能钢筋顶部通过第一锚固装置与桥梁墩柱相连接，无粘结预应力钢筋一端通过第二锚固装置连接在桥台内部，另一端连接在桥梁墩柱内部，耗能钢筋和无粘结预应力钢筋外壁上均连接有箍筋，桥台和桥梁墩柱之间连接有外置耗能组件；本实用新型结构简单、使用方便，能够有效地提高桥墩的延性性能和减震效果，从而有效地提高桥墩的安全性能。高桥墩的安全性能。高桥墩的安全性能。


技术研发人员：鲁锦华 陈兴冲 丁明波 马华军 张熙胤
受保护的技术使用者：兰州交通大学
技术研发日：2021.05.28
技术公布日：2021/11/28