一种节段拼装桥墩抗撞消能装置及其拼接方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种节段拼装桥墩抗撞消能装置及其拼接方法，属于桥梁工程抗撞装置领域，解决了现有技术中拼装桥墩抗撞能力以及抗剪能力差的问题。一种节段拼装桥墩抗撞消能装置包括抗剪钢板、FRP格构、FRP外壳和抗撞外壳；抗剪钢板安装于相邻的两个预制桥墩上，使得抗剪钢板能够横跨两个预制桥墩之间的拼接缝，抗剪钢板远离预制桥墩的一面依次设置有FRP格构、FRP外壳和抗撞外壳。本发明专利技术提高了预制桥墩节段位置的抗剪承载力，从而减小在撞击荷载下的预制拼装桥梁连接节段的剪切损伤，降低了拼接缝间的剪切位移，提高了桥梁的抗撞性能和安全性。性。性。

【技术实现步骤摘要】
一种节段拼装桥墩抗撞消能装置及其拼接方法


[0001]本专利技术涉及桥梁工程抗撞装置领域，尤其涉及一种节段拼装桥墩抗撞消能装置及其拼接方法。

技术介绍

[0002]节段预制拼装桥梁由于其施工便捷、对周围环境影响小以及施工周期短的优点在工程上的应用越来越广。然而，预制拼装桥墩在实际的使用过程中，当遭受车辆撞击、船舶撞击以及浮冰撞击等冲击荷载作用时，预制结构会在拼接位置出现损伤集中，同时在拼接缝位置出现较大的界面滑移，拼接界面位移过大会导致桥梁结构坍塌，甚至造成人员伤亡等严重后果。因此，对于节段预制拼装桥梁，有必要在节段拼装位置设置防撞装置，避免或减小冲击荷载造成的桥梁结构损伤。
[0003]国内外学者对不同形式的预制拼装桥梁进行了抗撞研究，研究结果表明，对于无粘结节段预制拼装桥梁，在冲击荷载作用下，拼接缝位置的抗剪承载力低于现浇桥梁，在拼接缝处容易出现较大的滑移，导致预制拼装桥梁抗撞能力减弱，安全性降低。现有的预制桥梁抗撞研究主要集中在拼接缝抗剪性能，通过改进拼接缝形状、节段连接方式等来提高预制拼装桥梁抗撞性能，但是，现有的改进技术对预制桥梁抗撞性能提升不显著，无法保证拼接缝位置遭遇撞击荷载时有较好的抗撞能力。虽然已有多种用于桥梁结构的桥墩抗撞消能装置，但是现有装置主要针对现浇桥梁，以耗能为主，抗剪能力较差，无法显著提高预制桥墩拼接缝抗剪能力。

技术实现思路

[0004]鉴于上述的分析，本专利技术旨在提供一种节段拼装桥墩抗撞消能装置及其拼接方法，用以解决现有技术中拼装桥墩抗撞能力以及抗剪能力差的问题。
[0005]本专利技术的目的主要是通过以下技术方案实现的：
[0006]一种节段拼装桥墩抗撞消能装置，包括抗剪钢板、FRP格构、FRP外壳和抗撞外壳；所述抗剪钢板安装于相邻的两个预制桥墩上，使得所述抗剪钢板能够横跨两个预制桥墩之间的拼接缝，所述抗剪钢板远离所述预制桥墩的一面依次设置有所述FRP格构、FRP外壳和抗撞外壳。
[0007]进一步地，还包括预埋螺栓。
[0008]进一步地，所述预埋螺栓安装于所述预制桥墩的两端。
[0009]进一步地，所述抗剪钢板的两端开设有第一连接预留孔；所述FRP格构的两端开设有第二连接预留孔。
[0010]进一步地，所述第一连接预留孔和所述第二连接预留孔的直径相同。
[0011]进一步地，所述预埋螺栓能够穿过所述第一连接预留孔和第二连接预留孔与所述抗剪钢板和FRP格构连接。
[0012]进一步地，还包括抗剪钢板连接螺母。
[0013]进一步地，所述抗剪钢板连接螺母通过预埋螺栓将所述抗剪钢板和所述FRP格构与所述预制桥墩连接。
[0014]进一步地，一种节段拼装桥墩抗撞消能装置的拼接方法，采用一种节段拼装桥墩抗撞消能装置，具体步骤包括：
[0015]步骤1：安装预埋螺栓；
[0016]步骤2：安装单个的节段拼装桥墩抗撞消能装置；
[0017]步骤3：拼接多个步骤2安装好的节段拼装桥墩抗撞消能装置。
[0018]进一步地，所述步骤1中，施工前，在预制桥墩内安装预埋螺栓。
[0019]与现有技术相比，本专利技术至少可实现如下有益效果之一：
[0020](1)本专利技术的节段拼装桥墩抗撞消能装置安装于相邻预制桥墩8形成的拼接缝9上，在远离预制桥墩8的一面依次安装有抗剪钢板1、FRP格构4、FRP外壳5和抗撞外壳6。在桥墩遭受撞击荷载时，预制拼装桥墩抗撞消能装置能够先通过抗撞外壳6将撞击荷载进行分散，使得撞击荷载转移到与抗撞外壳6相接触的FRP外壳5和FRP格构4上，从而利用整个FRP格构4发挥耗能作用，使FRP格构4消耗大部分的撞击荷载能量，剩余的撞击荷载能量再作用到抗剪钢板1上。当抗剪钢板1承受剩余的撞击荷载时，将撞击荷载分散到拼接缝9两侧的预制桥墩8上，减小了拼接缝9位置局部应力集中，极大地提高预制桥墩8节段位置的抗剪承载力，从而减小在车辆、船舶或浮冰撞击荷载下的预制拼装桥梁连接节段的剪切损伤，避免或降低拼接缝间的剪切位移，提高桥梁的抗撞性能和安全性。
[0021](2)本专利技术还包括设置于预制桥墩两端的预埋螺栓，即预埋螺栓设置于拼接缝的两侧，用于对抗剪钢板和FRP格构进行定位，并起到固定连接作用。预制桥墩上预埋螺栓的直径与抗剪钢板第一连接预留孔和FRP格构第二连接预留孔的直径相同，且预埋螺栓、第一连接预留孔和第二连接预留孔的位置相互对应匹配设置，使得抗剪钢板和FRP格构安装在预制桥墩上时，能够通过连接预留孔与预埋螺栓的位置进行定位匹配，保证了安装的精准度，同时避免了测量工序，简化了安装流程，大幅缩减了工程施工时间。
[0022](3)本专利技术的FRP格构由FRP板加工而成，FRP格构为空间网格型，其内部能够填充高性能缓冲消能材料，形成复合结构，用于吸收撞击过程的能量，同时降低撞击荷载；在冲击荷载作用下，FRP格构能够削减撞击力、消耗能量，提高了结构抗撞安全富裕度。
[0023](4)本专利技术的抗撞外壳是环绕于FRP外壳外壁的闭合环形外壳，由钢材加工而成，刚度较大，能够直接承受撞击荷载。在撞击荷载的直接撞击作用下，抗撞外壳整体会沿着撞击方向移动，且闭合环形的抗撞外壳能够将荷载传递到撞击背侧，从而将局部较大的撞击作用分散到抗撞外壳内的整个FRP格构进行耗能，从而消耗撞击能量，进而减小了撞击侧的局部损伤，分散撞击力，增加承载范围。
[0024](5)本专利技术的节段拼装桥墩抗撞消能装置不涉及混凝土结构的浇筑，因此安装便捷，且在使用的寿命周期内，当桥梁遭受撞击荷载使得消能装置发生损伤时，只需将节段拼装桥墩抗撞消能装置的损坏部件拆下，换上新的部件即可，使得整个节段拼装桥墩抗撞消能装置维修过程耗时短，操作简单。
[0025]本专利技术中，上述各技术方案之间还可以相互组合，以实现更多的优选组合方案。本专利技术的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。
附图说明
[0026]附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本专利技术的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。
[0027]图1为本专利技术节段拼装桥墩抗撞消能装置的结构示意图；
[0028]图2为本专利技术节段拼装桥墩抗撞消能装置的俯视图；
[0029]图3为本专利技术FRP格构的局部放大图；
[0030]图4为本专利技术节段拼装桥墩抗撞消能装置一个实施例的拼接俯视图；
[0031]图5为本专利技术节段拼装桥墩抗撞消能装置一个实施例的安装示意图；
[0032]图6为本专利技术节段拼装桥墩抗撞消能装置另一个实施例的拼接俯视图；
[0033]图7为本专利技术节段拼装桥墩抗撞消能装置另一个实施例的安装示意图。
[0034]附图标记：
[0035]1‑
抗剪钢板；2
‑
预埋螺栓；3
‑
抗剪钢板连接螺母；4
‑
FRP格构；41
‑
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种节段拼装桥墩抗撞消能装置，其特征在于，包括抗剪钢板(1)、FRP格构(4)、FRP外壳(5)和抗撞外壳(6)；所述抗剪钢板(1)安装于相邻的两个预制桥墩(8)上，使得所述抗剪钢板(1)能够横跨两个预制桥墩(8)之间的拼接缝(9)，所述抗剪钢板(1)远离所述预制桥墩(8)的一面依次设置有所述FRP格构(4)、FRP外壳(5)和抗撞外壳(6)。2.根据权利要求1所述的节段拼装桥墩抗撞消能装置，其特征在于，还包括预埋螺栓(2)。3.根据权利要求2所述的节段拼装桥墩抗撞消能装置，其特征在于，所述预埋螺栓(2)设置于所述预制桥墩(8)的两端。4.根据权利要求3所述的节段拼装桥墩抗撞消能装置，其特征在于，所述抗剪钢板(1)的两端开设有第一连接预留孔；所述FRP格构(4)的两端开设有第二连接预留孔。5.根据权利要求4所述的节段拼装桥墩抗撞消能装置，其特征在于，所述第一连接预留孔和所述第二连接预留孔的直径相同。6.根据权利要求5...

【专利技术属性】
技术研发人员：闫涛，靳进钊，杨祥，李志聪，张超，宋彦臣，吕栋，刘桂满，顾玉辉，薛冬，王龙龙，任宇扬，高飞，彭姚，
申请(专利权)人：河北省交通规划设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：