技术特征：
1.一种带防屈曲支撑的双柱式自复位桥墩结构，其特征在于：所述桥墩结构包括盖梁(1)、承台(3)和位于盖梁(1)与承台(3)之间的两组节段桥墩体(4)，每组节段桥墩体(4)是由多段钢筋混凝土段拼装而成，并通过无粘结预应力筋(2)与盖梁(1)及承台(3)连接；在每组节段桥墩体(4)与承台(3)相接的位置设有内置耗能装置(5)，所述内置耗能装置(5)包括t形钢板(500)、凹形钢板(501)和消能棒(502)，所述t形钢板(500)的t形头伸入承台(3)内，其竖向钢板自由端插入凹形钢板(501)的凹槽内，并通过多个消能棒(502)相连；在两组节段桥墩体(4)之间设有呈人字形分布的两个防屈曲支撑(6)，每个防屈曲支撑(6)包括耗能约束杆体和位于杆体两端的连接头(605)，防屈曲支撑(6)的上、下端分别通过连接头(605)与盖梁(1)和承台(3)连接；所述耗能约束杆体包括由上套筒(600)和下套筒(601)通过sma杆(606)连接而成的方形套筒结构，以及位于方形套筒结构内的上耗能板(602)、下耗能板(603)和耗能块(604)；所述上套筒(600)和下套筒(601)均采用凹型钢管，其管体内填充有凝灰岩混凝土(612)，上套筒(600)和下套筒(601)对接后通过多根sma杆(606)连接，所述上耗能板(602)其中一侧连接在上套筒(600)顶板内侧，下耗能板(603)其中一侧连接在下套筒(601)底板内侧，且上耗能板(602)和下耗能板(603)另一侧重叠搭接，且搭接区域通过耗能块(604)连接。2.根据权利要求1所述的一种带防屈曲支撑的双柱式自复位桥墩结构，其特征在于：所述承台(3)上表面对应连接两组节段桥墩体(4)的位置分别设有半球形凹槽(300)，每组节段桥墩体(4)与承台(3)相接的底部钢筋混凝土段下端面设有与半球形凹槽(300)相匹配的半球式接头(400)，每组节段桥墩体(4)底部的半球式接头(400)对应嵌入承台(1)上表面的半球形凹槽(300)内。3.根据权利要求1或2所述的一种带防屈曲支撑的双柱式自复位桥墩结构，其特征在于：所述上耗能板(602)和下耗能板(603)错开呈一字型搭接，搭接区域对应开设有一排圆形通孔(607)，相邻圆形通孔(607)的间距为300～1000mm；所述耗能块(604)为直径与圆形通孔(607)孔径相匹配的圆柱体结构，在每个圆形通孔(607)内对应插入一根耗能块(604)，通过耗能块(604)将上耗能板(602)和下耗能板(603)相连。4.根据权利要求1或2所述的一种带防屈曲支撑的双柱式自复位桥墩结构，其特征在于：每组节段桥墩体(4)与承台(3)连接的钢筋混凝土段内设有与凹形钢板(501)外轮廓宽度相匹配的预留孔洞(401)，所述凹形钢板(501)的凹槽口设有向外水平延伸的固定板(505)，在固定板(505)上开设有螺栓孔洞(506)，所述凹形钢板(501)置于预留孔洞(401)内，其固定板(505)通过高强螺栓与预留孔洞(401)的下端面固定连接，并在预留孔洞(401)的下方设有t形钢板孔道(402)；所述t型钢板(500)的t型头内置承台(3)深处300～600mm的位置，其竖向钢板沿着t型钢板孔道(402)伸入凹形钢板(501)的凹槽内，且t形钢板(500)伸入节段桥墩体(4)的高度为500～1000mm；并在内置耗能装置(5)安装完毕后，在预留孔洞(401)中使用素混凝土填实。5.根据权利要求1或2所述的一种带防屈曲支撑的双柱式自复位桥墩结构，其特征在于：所述凹形钢板(501)的侧面两个平行钢板上对应开设有多个孔径与消能棒(502)直径相匹配的通孔(503)，多个通孔(503)呈梅花形分布，并在通孔(503)附近设有多根横向加劲肋(504)，且在凹形钢板(501)的凹槽部位设有压缩弹簧(507)；所述t形钢板(500)的竖向钢板端部设有凹型连接板(509)，t形钢板(500)通过端部的凹型连接板(509)嵌入凹形钢板
(501)的凹槽内，且在凹型连接板(509)的两平行板的端部与压缩弹簧(507)相接，在凹型连接板(509)的两平行板面对应设有与消能棒(502)直径相匹配的通孔(503)；所述消能棒(502)采用低屈服点软钢，形状呈中间有弧形面的沙漏形，并在消能棒两端对称设有环形凹槽(508)，每根消能棒(502)插入t形钢板(500)与凹形钢板(501)对应的通孔(503)将两者相连。6.根据权利要求1或2所述的一种带防屈曲支撑的双柱式自复位桥墩结构，其特征在于：所述上耗能板(602)、下耗能板(603)和耗能块(604)均为铝合金材料；所述上耗能板(602)和下耗能板(603)之间留有2～5mm的变形间隙；所述耗能块(604)的屈服强度低于上耗能板(602)和下耗能板(603)的屈服强度；所述上耗能板(602)和下耗能板(603)分别通过多段角钢(608)与上套筒(600)和下套筒(601)连接，所述角钢(608)上等距开设有多个连接孔(617)，每块耗能板上对应开设有连接孔(617)；每块耗能板的两侧分别连接有角钢(608)，并通过两侧的角钢(608)与对应的套筒连接。7.根据权利要求1或2所述的一种带防屈曲支撑的双柱式自复位桥墩结构，其特征在于：每组节段桥墩体(4)通过多根无粘结预应力筋(2)与盖梁(1)和承台(3)连接，每根无粘结预应力筋(2)笔直无弯折的贯穿整个墩体主体，两端分别通过锚具(7)锚固于承台(3)和盖梁(1)内；在盖梁(1)中部和承台(3)上对应设有连接耳板(8)，所述防屈曲支撑(6)通过高强螺栓与对应的连接耳板(8)连接。8.根据权利要求3所述的一种带防屈曲支撑的双柱式自复位桥墩结构，其特征在于：所述下套筒(601)的侧板尺寸大于上套筒(600)侧板尺寸，下套筒(601)侧板上表面设有与上套筒(600)侧板尺寸相匹配的连接凹槽(610)，连接凹槽(610)的内槽底部设有限位橡胶(611)，所述上套筒(600)的侧板对接端插入下套筒(601)侧板的连接凹槽(610)内并预留变形间隙；在上套筒(600)和下套筒(601)的凹槽形钢管内壁设有多根竖向加劲肋(609)，上套筒(600)的顶面和下套筒(601)的底面对应开设有至少一排sma杆孔道(615)，所述sma杆(606)穿过上套筒(600)和下套筒(601)对应的sma杆孔道(615)两端分别通过夹具(613)和垫板(614)固定在套筒外表面；上套筒(600)和下套筒(601)的外表面设有多个条形槽(616)，每个条形槽(616)垂直于套筒长度方向设置，且对应条形槽(616)位置的圆形通孔(607)孔径和耗能块(604)的直径相比其它位置有所减小。9.一种权利要求1至8中任意一项所述的带防屈曲支撑的双柱式自复位桥墩结构的施工方法，其特征在于具体步骤如下：步骤一：预制节段桥墩体及盖梁。根据设计图纸进行盖梁和节段桥墩体的钢筋混凝土段的钢筋下料及绑扎工作，完成桥墩墩身钢筋混凝土段及盖梁的钢筋笼制作；并在制作盖梁及钢筋混凝土段时预留预应力筋孔道、锚定凹槽、t形钢板孔道及预留孔洞，最后对各构件进行混凝土浇筑，振捣密实并洒水养护，养护时长不得小于7d。步骤二：承台施工。平整场地，测量放线，根据设计图纸进行基坑开挖，开挖至设计深度后，凿除桥墩桩头并进行桩体质量检测；在检测合格后绑扎承台钢筋，加工及制作承台木模板，同时预埋无粘结预应力筋锚头及t形钢板，架设无粘结预应力筋及t形钢板，最后浇筑承台混凝土并振捣密实，洒水养护成型。步骤三：预制双柱式桥墩拼装。在步骤一中预制的节段桥墩体和盖梁以及步骤二中施工的与承台养护至设计强度后，通过无粘结预应力筋进行拼装。
步骤四：预应力筋张拉。桥墩无粘结预应力筋的张拉采用后张法，张拉方式为通过一端进行张拉，预应力筋承台位置为锚固端，盖梁位置为张拉端，选用夹片式锚具锚固，对桥墩体进行对称张拉，张拉完成后，采用微膨胀混凝土对盖梁锚定凹槽进行填充。步骤五：安装内置耗能装置。通过高强螺栓将凹形钢板固定在预留孔洞的下端面，然后在凹形钢板侧面通孔里插入耗能棒进行凹形钢板及t形钢板连接，接着在凹形钢板外表面涂布环氧树脂胶，最后采用高等级素混凝土对预留孔洞进行填实。步骤六：安装防屈曲支撑。防屈曲支撑在工厂制作安装好后运至施工现场，通过高强度螺栓与设置在承台上表面和盖梁中部的连接耳板相接，呈人字形布置在双柱式桥墩墩柱之间，至此完成桥墩的施工。10.根据权利要求9所述的一种带防屈曲支撑的双柱式自复位桥墩结构的施工方法，其特征在于所述步骤二中：在拼装之前，对桥墩墩身各节段接触面进行人工打磨，并对节段间接触面的浮尘进行清理，然后在接缝部位均匀涂布2mm～5mm的水泥浆或环氧树脂胶。
技术总结
本发明提供了一种带防屈曲支撑的双柱式自复位桥墩结构及其施工方法。所述桥墩结构包括盖梁、承台和两组节段桥墩体，节段桥墩体通过无粘结预应力筋与盖梁及承台连接；每组节段桥墩体与承台连接处设有内置耗能装置，所述内置耗能装置包括T形钢板、凹形钢板和消能棒；在两组节段桥墩体之间设有呈人字形分布的两个防屈曲支撑，所述防屈曲支撑包括由上、下套筒通过SMA杆连接而成方形套筒结构，以及位于方形套筒结构内的上、下耗能板和耗能块，所述上套筒和下套筒均采用凹型钢管，其管体内填充有凝灰岩混凝土。本发明中的桥墩结构通过自复位结构提供恢复力，兼有内置耗能装置及防屈曲支撑消耗地震能量及提高结构侧向刚度，具有良好的实用性及经济性。的实用性及经济性。的实用性及经济性。
技术研发人员：杨光煜 陈斌 谢亮 李春磊 于沉香 刘绍卿 尤涵锐 吴琪
受保护的技术使用者：中冶集团武汉勘察研究院有限公司
技术研发日：2022.03.31
技术公布日：2022/6/14