适用于预制拼装桥墩的连接铰制造技术

本实用新型专利技术涉及适用于预制拼装桥墩的连接铰，包括上盘、下盘、预应力筋和屈曲约束支撑，所述的上盘设置在墩柱底部，所述的下盘则固定在承台上，且上盘和下盘的中间区域呈球面接触配合并形成球铰结构，所述的屈曲约束支撑布置在上盘和下盘之间并位于球铰结构周围。与现有技术相比，本实用新型专利技术通过球铰的转动可以避免传统摇摆墩摇摆时的碰撞冲击力造成墩柱底部的局部损伤，所提供的连接铰可以在工厂与预制桥墩拼装，张拉好预应力筋，现场只需将此连接铰的底板与承台进行螺栓连接，省去了传统预制桥墩施工过程中，预应力筋现场张拉等工序，具有很大的便利性和时间效益。震后只需更换屈曲约束支撑，便于快速恢复。便于快速恢复。便于快速恢复。

【技术实现步骤摘要】
适用于预制拼装桥墩的连接铰


[0001]本技术属于桥梁工程和地震工程
，涉及一种适用于预制拼装桥墩的连接铰。

技术介绍

[0002]传统的延性抗震设计方法允许在桥墩底部形成塑性铰，并通过塑性铰消耗能量。虽然这种方法防止了桥梁的坍塌，但地震后会产生较大的残余变形，使得震后无法恢复正常交通。因此给社会经济带来了包括：震后救灾受阻、桥墩被迫拆除、商业经济受限等多方位的影响，造成了巨大的经济损失。为了在地震后恢复桥梁的使用功能，越来越多的学者开始研究具有可恢复性功能的桥梁。
[0003]摇摆墩具有优异的抗震性能和震后恢复能力，且非常适合预制装配技术的应用。然而，在摇摆过程中，摇摆界面的局部压力可能会导致在转动点处的桥墩混凝土剥落和压碎。目前，如何避免摇摆墩的局部损伤是一大研究难点。
[0004]大部分摇摆墩都是预制的，并通过无粘结的后张预应力筋连接相邻的构件。虽然预制拼装加快了桥梁的建设，但现场仍有一系列工作，如预应力筋的张拉等，不但预应力筋张拉困难，耗费时间，而且锚固质量难以进行检查。

技术实现思路

[0005]本技术的目的就是为了提供一种适用于预制拼装桥墩的连接铰，以适用于桥墩与承台快速连接，并减小墩柱底部摇摆碰撞造成的局部损伤等。
[0006]本技术的目的可以通过以下技术方案来实现：
[0007]一种适用于预制拼装桥墩的连接铰，包括上盘、下盘、预应力筋和屈曲约束支撑，所述的上盘设置在墩柱底部，所述的下盘则固定在承台上，且上盘和下盘的中间区域呈球面接触配合并形成球铰结构；所述预应力筋可以采用无粘结预应力筋，其一端锚固在墩柱顶部，另一端锚固在下盘的底板上；所述的屈曲约束支撑布置在上盘和下盘之间并位于球铰结构周围。
[0008]进一步的，所述的上盘包括锚固于墩柱底部的顶板，以及设置在顶板下表面的球铰头，所述的下盘包括固定在承台上的底板，以及设置在底板上表面的球铰窝，所述的球铰头与球铰窝呈球面接触形成所述球铰结构。
[0009]更进一步的，所述的球铰窝上从球形内壁过渡到平台段的转角位置设置成倒角。
[0010]更进一步的，所述的球铰头位于顶板的中心位置，所述的球铰窝位于底板的中心位置，且球铰头与球铰窝的尺寸匹配。
[0011]进一步的，所述上盘的边缘位置还设有向下伸出的上挡板，所述下盘的边缘位置还设有向上伸出的下挡板，所述上挡板与下挡板的位置相对，且上挡板与下挡板之间预留间距。
[0012]更进一步的，所述上挡板与下挡板分别呈中心对称布置。
[0013]进一步的，所述上盘通过剪力钉锚固在墩柱底部。
[0014]进一步的，所述下盘通过锚固螺栓固定在承台上。
[0015]进一步的，所述屈曲约束支撑的两端分别固定连接所述上盘和下盘，所述预应力筋的上端锚固在墩柱顶部，下端则依次穿过所述墩柱与顶板，并锚固在底板上。
[0016]更进一步的，所述屈曲约束支撑的上下两端分别焊接于上盘和下盘上。
[0017]与现有技术相比，本技术具有以下优点：
[0018](1)本技术首次提出适用于桥墩与承台连接的连接铰理念。本技术的连接铰采用钢材制成，通过球铰的转动，延长结构周期，降低地震响应，可以避免传统摇摆墩摇摆时的碰撞冲击力造成墩柱底部的局部损伤；此外，该连接铰可以替代传统延性桥墩的塑性铰，可以有效减小墩柱底部的损伤。
[0019](2)本技术提供的连接铰可以在工厂与预制桥墩拼装，张拉好预应力筋，现场只需将此连接铰的底板与承台进行螺栓连接，省去了传统预制桥墩施工过程中，预应力筋现场张拉工序等工序，大大缩减了现场的安装难度与耗费的时间，具有很大的便利性和时间效益。
[0020](3)本技术的连接铰具有可恢复性，预应力筋提供了自复位能力，震后只需更换屈曲约束支撑，保障了震后墩柱的快速恢复与正常工作。
附图说明
[0021]图1为本技术立面结构示意图；
[0022]图2为本技术侧面结构示意图；
[0023]图3为图1中的平截面示意图；
[0024]图4为地震中连接铰运动示意图；
[0025]图中标识为：
[0026]1为墩柱，2为剪力钉，3为上盘，4为下盘，5为屈曲约束支撑，6为预应力筋，7为锚固螺栓，8为承台，9为顶板，10为球铰头，11为上挡板，12为球铰窝，13为底板，14为下挡板。
具体实施方式
[0027]下面结合附图和具体实施例对本技术进行详细说明。本实施例以本技术技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本技术的保护范围不限于下述的实施例。
[0028]以下各实施方式或实施例中，如无特别说明的功能部件或结构，则表明其均为本领域为实现对应功能而采用的常规部件或结构。
[0029]为适用于预制拼装桥墩与承台快速连接，本技术提供了一种适用于预制拼装桥墩的连接铰，其结构参见图1至图3所示，包括上盘3、下盘4、屈曲约束支撑5和预应力筋6，所述的上盘3设置在墩柱1底部，所述的下盘4则固定在承台8上，且上盘3和下盘4的中间区域呈球面接触配合并形成球铰结构，所述的屈曲约束支撑5布置在上盘3和下盘4之间并位于球铰结构周围，所述的预应力筋6一端锚固在墩柱1顶部，另一端锚固在下盘4上。
[0030]在一些实施方式中，请再参见图1等所示，所述的上盘3包括锚固于墩柱1底部的顶板9，以及设置在顶板9下表面的球铰头10，所述的下盘4包括固定在承台8上的底板13，以及
设置在底板13上表面的球铰窝12，所述的球铰头10与球铰窝12呈球面接触形成所述球铰结构。具体的，球铰头10与球铰窝12相互嵌套，使得上盘3的横向位移被限制；同时，球铰头10支撑在球铰窝12上，球铰头10承担竖向荷载，同时可与球铰窝12发生相对转动。
[0031]可选的，上盘3的顶板9与下盘4的球铰窝12的间距，应大于顶板9转动到最大设计转角时顶板9的竖向位移量。
[0032]更具体的实施方式中，所述的球铰窝12上从球形内壁过渡到平台段的转角位置设置成倒角。
[0033]更具体的实施方式中，所述的球铰头10位于顶板9的中心位置，其端部呈半球体，所述的球铰窝12位于底板13的中心位置，且球铰头10与球铰窝12的尺寸匹配。
[0034]在一些实施方式中，请再参见图1等所示，所述屈曲约束支撑5的两端分别固定连接所述上盘3和下盘4，所述预应力筋6的上端锚固在墩柱1顶部，下端则依次穿过所述墩柱1与顶板9，并锚固在底板13上。具体的，屈曲约束支撑5通过其自身(芯材)的塑性变形来耗散能量，其延性和滞回耗能能力大，兼有普通支撑和耗能构件的双重作用，震后可以进行更换。基于能力保护的原则，屈曲约束支撑5与上盘3、下盘4的连接强度，下盘4与承台8间的锚固强度均大于最大地震力需求。而预应力筋6可采用无粘结预应力筋。
[0035]更具体的实施方式中，所述屈曲约束支撑5的上下两端分别焊接于上本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种适用于预制拼装桥墩的连接铰，其特征在于，包括上盘、下盘、预应力筋和屈曲约束支撑，所述的上盘设置在墩柱底部，所述的下盘则固定在承台上，且上盘和下盘的中间区域呈球面接触配合并形成球铰结构，所述预应力筋一端锚固在墩柱上，另一端锚固在下盘上，所述的屈曲约束支撑布置在上盘和下盘之间并位于球铰结构周围。2.根据权利要求1所述的一种适用于预制拼装桥墩的连接铰，其特征在于，所述的上盘包括锚固于墩柱底部的顶板，以及设置在顶板下表面的球铰头，所述的下盘包括固定在承台上的底板，以及设置在底板上表面的球铰窝，所述的球铰头与球铰窝呈球面接触形成所述球铰结构。3.根据权利要求2所述的一种适用于预制拼装桥墩的连接铰，其特征在于，所述的球铰窝上从球形内壁过渡到平台段的转角位置设置成倒角。4.根据权利要求2所述的一种适用于预制拼装桥墩的连接铰，其特征在于，所述的球铰头位于顶板的中心位置，所述的球铰窝位于底板的中心位置，且球铰头与球铰窝的尺寸匹配。5.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：钟学琦，李建中，段昕智，孔德军，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：新型
国别省市：