植入式弹性橡胶支座装置及其用于预制混凝土桥梁墩柱与承台连接的施工方法制造方法及图纸

一种植入式弹性橡胶支座装置，包括弹性橡胶支座、上加强钢板、下加强钢板，在弹性橡胶支座中心开后张预应力束穿束用钢管孔、其周边开有用于穿插耗能钢筋的耗能钢筋孔；上、下加强钢板上分别开有其位置、形式与弹性橡胶支座上的穿束用钢管孔、耗能钢筋孔一一对应的穿束用钢管孔、耗能钢筋孔；使用状态下，后张预应力束穿束钢管、耗能钢筋分别依次穿过上加强钢板、弹性橡胶支座、下加强钢板上所开的穿束用钢管孔、耗能钢筋孔，上、下加强钢板分别贴紧弹性橡胶支座的上、下面；在上、下加强钢板的穿束钢管和耗能钢筋之间环向焊接有剪力钉，在耗能钢筋外侧环向设置箍筋。其施工方法提供了一种现浇钢筋混凝土承台与桥墩“抗震消能”的连接方法。

【技术实现步骤摘要】
植入式弹性橡胶支座装置及其用于预制混凝土桥梁墩柱与承台连接的施工方法
本专利技术涉及一种预制混凝土桥梁墩柱与承台的植入式连接技术及所采用的弹性连接装置及其连接施工方法，特别是一种植入式弹性橡胶支座装置及其用于预制混凝土桥梁墩柱与承台连接的施工方法。
技术介绍
桥墩的预制拼装技术是加快桥梁建设和减少交通阻断的有效方法，符合节能、环保、低碳的经济建设理念，它将引领全预制化桥梁结构的发展和应用；目前国内预制桥墩与承台的连接技术主要采用现浇混凝土的“湿接缝”连接形式或“胶接缝”的连接形式；这两种方式存在以下不足：（1）现浇混凝土的“湿接缝”预制拼装桥墩：其虽然可以达到和整体式现浇桥墩相同的力学性能，但此类预制桥墩在地震作用情况下，桥墩与承台的连接部位在水平荷载作用下会出现过大的弯矩，以至出现塑性铰，混凝土则会出现严重的开裂行为，同时震后结构的残余变形过大，这都会导致高昂的维修费用，甚至结构因为无法修复到正常使用状态而被拆除。以上各种因素限制了“湿接缝”的拼装技术在地震区的推广应用。（2）“胶接缝”的连接形式：通常是采用无粘结预应力筋连接各桥墩节段，在塑性铰区域节段通过箍筋加密、钢套筒耗能装置或者耗能钢筋，以此来弥补单纯依靠预应力筋连接而导致的耗能能力低下；但大多数结果表明，在循环荷载作用下，采用箍筋加密的方式可以获得较好的延性性能，但易造成节段混凝土的大量开裂；在塑性铰区采用钢套筒耗能装置，可以获得较好的延性性能，结构的残余位移较小，但是结构耗能能力相对较小，且易造成承台处墩柱混凝土的开裂；采用耗能钢筋可以增加结构的耗能能力，但是会增大结构的残余位移，桥墩根部混凝土压碎严重，桥墩延性系数降低；由于对墩柱与承台连接处抗震消能措施研究的不足，限制了预制桥墩在抗震区的发展和应用。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种植入式弹性橡胶支座装置及其用于预制混凝土桥梁墩柱与承台连接的施工方法，该植入式弹性橡胶支座装置使结构大弯矩点处形成塑性铰，增加结构的延性性能，植入的耗能钢筋使结构同时具备良好的耗能能力，提供了一种承台与桥墩“抗震消能”的连接方法；以解决已有技术存在的上述问题。解决上述问题的技术方案是：一种植入式弹性橡胶支座装置，包括弹性橡胶支座、上加强钢板和下加强钢板，其特征在于：在弹性橡胶支座中心开有后张预应力束穿束用钢管孔Ⅰ，弹性橡胶支座周边开有用于穿插耗能钢筋的耗能钢筋孔Ⅰ；上加强钢板、下加强钢板上分别开有后张预应力束穿束用钢管孔Ⅱ、穿束用钢管孔Ⅲ，周边开有用于穿插耗能钢筋的耗能钢筋孔Ⅱ、耗能钢筋孔Ⅲ，在上加强钢板、下加强钢板上的穿束用钢管孔Ⅱ、穿束用钢管孔Ⅲ以及耗能钢筋孔Ⅱ、耗能钢筋孔Ⅲ的位置、形式分别与弹性橡胶支座上的穿束用钢管孔Ⅰ、耗能钢筋孔Ⅰ一一对应；使用状态下，后张预应力束穿束钢管依次穿过上加强钢板、弹性橡胶支座、下加强钢板上所开的穿束用钢管孔Ⅱ、穿束用钢管孔Ⅰ和穿束用钢管孔Ⅲ，耗能钢筋依次穿过上加强钢板、弹性橡胶支座、下加强钢板上所开的耗能钢筋孔Ⅱ、耗能钢筋孔Ⅰ和耗能钢筋孔Ⅲ，上加强钢板与下加强钢板分别贴紧弹性橡胶支座的上下面；在上加强钢板、下加强钢板的后张预应力束穿束钢管和耗能钢筋之间环向焊接有剪力钉，在耗能钢筋外侧环向设置有箍筋。相关的另一技术方案是：一种预制混凝土桥梁墩柱与承台连接的施工方法，它是采用本专利技术上述植入式弹性橡胶支座装置实现现浇钢筋混凝土承台与第1节段桥墩连接的施工方法，将植入式弹性橡胶支座装置预埋在现浇钢筋混凝土承台与第1节段桥墩墩柱连接处，将现浇钢筋混凝土承台、第1节段桥墩墩柱、第2～n节段预制桥墩节段、盖梁之间通过由预应力锚具系统、预应力束构成的后张无粘结预应力体系进行连接；所述连接施工包括以下四个步骤：A、制作植入式弹性橡胶支座装置：A1、开孔：在植入式弹性橡胶支座装置的弹性橡胶支座中心开后张预应力束穿束用钢管孔Ⅰ，在弹性橡胶支座周边开用于穿插耗能钢筋的耗能钢筋孔Ⅰ；在上加强钢板、下加强钢板上分别开后张预应力束穿束用钢管孔Ⅱ、穿束用钢管孔Ⅲ，周边开用于穿插耗能钢筋的耗能钢筋孔Ⅱ、耗能钢筋孔Ⅲ；上、下加强钢板上的穿束用钢管孔Ⅱ、穿束用钢管孔Ⅲ30以及耗能钢筋孔Ⅱ、耗能钢筋孔Ⅲ的开孔位置、形式分别与弹性橡胶支座上的穿束用钢管孔Ⅰ、耗能钢筋孔Ⅰ一一对应；A2、组拼：将后张预应力束穿束钢管、耗能钢筋分别穿过上加强钢板、弹性橡胶支座、下加强钢板所开的相应孔，上加强钢板与下加强钢板分别贴紧弹性橡胶支座的上下面；在上加强钢板、下加强钢板的后张预应力束穿束钢管和耗能钢筋之间环向焊接剪力钉，在耗能钢筋外侧环向设置箍筋；B、预埋预应力锚具系统和植入式弹性橡胶支座装置：B1：现浇钢筋混凝土承台，并将预应力锚具系统预埋在钢筋混凝土承台底部，并固定后张预应力束；B2：将植入式弹性橡胶支座装置预埋在现浇钢筋混凝土承台与第1节段桥墩墩柱连接处；最后将后张预应力束依次穿过现浇钢筋混凝土承台内和弹性支座装置中心的后张预应力束穿束用钢管，伸出到弹性橡胶支座上方；C、预制混凝土桥墩节段、盖梁：将植入式弹性橡胶支座装置的上加强钢板做为第1节段桥墩墩柱的底部模板，并分节段预制其他预制混凝土桥墩节段；预制盖梁，在预制混凝土桥墩节段、盖梁中部预埋后张预应力束穿束钢管；D、桥墩拼装：D1、将第1节段桥墩、现浇钢筋混凝土承台和植入式弹性橡胶支座装置三者之间通过剪力钉、后张预应力束穿束钢管定位，使植入式弹性橡胶支座装置与现浇钢筋混凝土承台、第1节段预制混凝土桥墩形成整体，限制连接处发生剪切错动，并增强连接处的抗剪能力；D2、依次安装第2～n节段预制混凝土桥墩……、盖梁，并焊接各节段预制混凝土桥墩的后张预应力束穿束钢管；将预制混凝土桥墩节段之间、预制混凝土桥墩节段与盖梁之间进行连接，并通过接触面处的摩擦力提供抗剪力；各预制混凝土桥墩节段之间、第1节段预制混凝土桥墩与现浇钢筋混凝土承台之间、第n节段预制混凝土桥墩节段与盖梁之间，通过后张预应力体系进行锚固，n的取值范围是：n为2～30之间的任意整数。由于采用上述技术方案，本专利技术之植入式弹性橡胶支座装置及其用于预制混凝土桥梁墩柱与承台连接的施工方法具有以下特点和有益效果：本专利技术之植入式弹性橡胶支座装置作为预制混凝土桥梁墩柱与现浇钢筋混凝土承台的植入式连接技术及所采用的弹性连接装置，使用时，该植入式弹性橡胶支座装置预埋在现浇钢筋混凝土承台与第一节段桥墩墩柱连接处，通过焊接在加强钢板的剪力钉、后张预应力束穿束钢管连接现浇钢筋混凝土承台与第一节段桥墩；植入的弹性橡胶支座装置，在结构大弯矩点处形成塑性铰以达到结构的非弹性响应，增加了结构的延性性能，中心处的后张预应力束穿束钢管约束其剪切变形；穿过弹性橡胶支座装置的耗能钢筋预埋在现浇钢筋混凝土承台内并延伸至第一节段桥墩顶部，增强了结构耗能能力；整体结构通过后张预应力体系连接；提供了一种现浇钢筋混凝土承台与第一节段桥墩连接处“抗震消能”的连接方法。2、本专利技术之植入式弹性橡胶支座装置及其用于预制混凝土桥梁墩柱与承台连接的施工方法协同无粘结后张预应力体系形成一种预制桥墩拼装方法，此结构在使用过程中塑性铰处裂缝细微、残余变形小,且具有很好的自复位能力和良好的震后使用功能；本专利技术施工方法在施工过程中具有施工占地少、施工效率高、生产标准化、环境影响小本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种植入式弹性橡胶支座装置，包括弹性橡胶支座（1）、上加强钢板（2）和下加强钢板（3），其特征在于：在弹性橡胶支座（1）中心开有后张预应力束穿束用钢管孔Ⅰ（101），弹性橡胶支座（1）周边开有用于穿插耗能钢筋（5）的耗能钢筋孔Ⅰ（102）；上加强钢板（2）、下加强钢板（3）上分别开有后张预应力束穿束用钢管孔Ⅱ、穿束用钢管孔Ⅲ，周边开有用于穿插耗能钢筋（5）的耗能钢筋孔Ⅱ、耗能钢筋孔Ⅲ，在上加强钢板（2）、下加强钢板（3）上的穿束用钢管孔Ⅱ、穿束用钢管孔Ⅲ以及耗能钢筋孔Ⅱ、耗能钢筋孔Ⅲ的位置、形式分别与弹性橡胶支座（1）上的穿束用钢管孔Ⅰ（101）、耗能钢筋孔Ⅰ（102）一一对应；使用状态下，后张预应力束穿束钢管（4）依次穿过上加强钢板（2）、弹性橡胶支座（1）、下加强钢板（3）上所开的穿束用钢管孔Ⅱ、穿束用钢管孔Ⅰ和穿束用钢管孔Ⅲ，耗能钢筋（5）依次穿过上加强钢板（2）、弹性橡胶支座（1）、下加强钢板（3）上所开的耗能钢筋孔Ⅱ、耗能钢筋孔Ⅰ（102）和耗能钢筋孔Ⅲ，上加强钢板（2）与下加强钢板（3）分别贴紧弹性橡胶支座（1）的上下面；在上加强钢板（2）、下加强钢板（3）的后张预应力束穿束钢管（4）和耗能钢筋（5）之间环向焊接有剪力钉（6），在耗能钢筋（5）外侧环向设置有箍筋（7）。...

【技术特征摘要】
1.一种植入式弹性橡胶支座装置，包括弹性橡胶支座（1）、上加强钢板（2）和下加强钢板（3），其特征在于：在弹性橡胶支座（1）中心开有后张预应力束穿束用钢管孔Ⅰ（101），弹性橡胶支座（1）周边开有用于穿插耗能钢筋（5）的耗能钢筋孔Ⅰ（102）；上加强钢板（2）、下加强钢板（3）上分别开有后张预应力束穿束用钢管孔Ⅱ、穿束用钢管孔Ⅲ，周边开有用于穿插耗能钢筋（5）的耗能钢筋孔Ⅱ、耗能钢筋孔Ⅲ，在上加强钢板（2）、下加强钢板（3）上的穿束用钢管孔Ⅱ、穿束用钢管孔Ⅲ以及耗能钢筋孔Ⅱ、耗能钢筋孔Ⅲ的位置、形式分别与弹性橡胶支座（1）上的穿束用钢管孔Ⅰ（101）、耗能钢筋孔Ⅰ（102）一一对应；使用状态下，后张预应力束穿束钢管（4）依次穿过上加强钢板（2）、弹性橡胶支座（1）、下加强钢板（3）上所开的穿束用钢管孔Ⅱ、穿束用钢管孔Ⅰ和穿束用钢管孔Ⅲ，耗能钢筋（5）依次穿过上加强钢板（2）、弹性橡胶支座（1）、下加强钢板（3）上所开的耗能钢筋孔Ⅱ、耗能钢筋孔Ⅰ（102）和耗能钢筋孔Ⅲ，上加强钢板（2）与下加强钢板（3）分别贴紧弹性橡胶支座（1）的上下面；在上加强钢板（2）、下加强钢板（3）的后张预应力束穿束钢管（4）和耗能钢筋（5）之间环向焊接有剪力钉（6），在耗能钢筋（5）外侧环向设置有箍筋（7）。2.一种预制混凝土桥梁墩柱与承台连接的施工方法，其特征在于：它是采用权利要求1所述植入式弹性橡胶支座装置实现现浇钢筋混凝土承台与第1节段预制混凝土桥墩连接的施工方法，将植入式弹性橡胶支座装置预埋在现浇钢筋混凝土承台与第1节段预制混凝土桥墩连接处，将现浇钢筋混凝土承台、第1节段预制混凝土桥墩、第2～n节段预制混凝土桥墩、盖梁之间通过由预应力锚具系统、预应力束构成的后张无粘结预应力体系进行连接；所述连接施工包括以下四个步骤：A、制作植入式弹性橡胶支座装置：A1、开孔：在植入式弹性橡胶支座装置的弹性橡胶支座（1）中心开后张预应力束穿束用钢管孔Ⅰ（101），在弹性橡胶支座（1）周边开用于穿插耗能钢筋（5）的耗能钢筋孔Ⅰ（102）；在上加强钢板（2）、下加强钢板（3）上分别开后张预应力束穿束用钢管孔Ⅱ（201）、穿束用钢管孔Ⅲ（301），周边开用于穿插耗能钢筋（5）的...

【专利技术属性】
技术研发人员：李建立，官华，张志红，
申请(专利权)人：柳州欧维姆机械股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广西;45