【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于桥梁工程，具体涉及一种剪扭复合受力下rc桥墩构造及其施工方法。
技术介绍
1、桥墩在桥梁结构中起着支撑和传递上部结构荷载的重要作用。在非规则桥梁如曲线桥或斜交桥中，地震作用常常使桥墩受到剪力和扭矩的共同作用，这种复合受力使桥墩塑性铰区域承载能力、延性和耗能能力显著降低，发生脆性破坏，甚至引发倒塌、落梁等严重震害。
2、在传统的强度或延性设计中，塑性铰通常出现在桥墩底部。墩底接近承台部分，发生严重的混凝土开裂和钢筋屈服，容易破坏承台的结构完整性。墩底一旦损坏往往需要对承台及其周边区域进行大规模的加固或重建工作，不仅成本高昂，且施工难度大，特别是在水下或者深埋情况下，修复难以实现。
3、为提高桥梁震后功能可恢复性，摇摆桥墩允许桥墩在地震中发生可控的摇摆或转动，有效减少地震力对墩身的冲击，减小残余变形，尤其在大震作用下，摇摆机制使得墩身能够适应较大的水平位移，从而避免刚性结构的脆性失效并提高抗震韧性。但摇摆桥墩一定程度上降低了结构刚度，仅通过预应力钢绞线进行连接，节点连接位置抗剪能力不足，容易出现直剪破坏、应力集中以及连接界面的滑移。
4、基于以上传统连接方式及设计方法存在的不足，亟需提出一种应对剪扭复合受力下rc(钢筋混凝土)桥墩构造及其施工方法，以提高桥墩在剪扭复合受力下的力学性能。该构造结合现浇结构的高整体性和耗能特性与摇摆结构的自复位特性，通过多道防线共同作用来提高桥墩的抗剪和抗扭性能。此外，将塑性铰从墩底转移至人为设计区域，可有效减少承台和墩柱交界处破坏的风险，提升桥墩的抗震
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种剪扭复合受力下rc桥墩构造及其施工方法，以提高桥墩在剪扭复合受力下的力学性能。
2、为达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
3、本专利技术提供一种剪扭复合受力下rc桥墩构造，包括墩柱，所述墩柱内部以墩柱轴线方向周向设有若干个纵筋，所述墩柱内沿墩柱轴线方向设置有至少一组螺旋箍筋组，每组螺旋箍筋组包括两个对称设置的螺旋箍筋，所述螺旋箍筋与纵筋固定连接，所述墩柱包括由普通混凝土浇筑而成的现浇层和设置在两个现浇层之间且由ecc浇筑而成的摇摆层，所述纵筋包括设置在现浇层内的钢筋以及设置在摇摆层内的sma棒材，所述sma棒材的两端与分别位于两个现浇层上处于同一轴线的两个钢筋固定连接，所述摇摆层内设置有转动铰，所述转动铰包括固定座以及与固定座球铰连接的转动球，所述固定座和转动球相远离端均固定连接有多个以转动铰中心周向外展设置的斜筋，所述斜筋远离转动铰端延伸至现浇层内。
4、进一步，所述固定座内设有凹槽，所述凹槽内放置有若干个滚珠，所述转动球设置在滚珠上，以使多个滚珠包围转动球底部设置，所述固定座上固定安装有固定环，所述固定环用于压紧转动球以限制转动球的轴向位移，所述转动球底部延伸至固定环上方。
5、进一步，所述sma棒材与钢筋通过连接套固定连接，所述sma棒材两端均设置有第一螺纹段，所述钢筋靠近sma棒材端设置有第二螺纹段，所述第一螺纹段的长度大于第二螺纹段的长度，所述连接套与第一螺纹段和第二螺纹段螺纹连接以固定sma棒材和钢筋。
6、进一步，位于转动铰同一侧的多个斜筋通过环形的定位箍筋固定连接。
7、进一步，转动铰两侧的定位箍筋之间设为摇摆层。
8、进一步，所述ecc的强度略低于普通混凝土的强度。
9、一种剪扭复合受力下rc桥墩构造的施工方法，包括以下步骤：
10、s1：预制转动铰，并在转动球顶端和固定座底端焊接多个周向外展设置的斜筋，并通过定位箍筋与斜筋绑扎固定；
11、s2：安装纵筋，首先将下方的现浇层处周向固定安装多个钢筋，然后将sma棒材第一端与钢筋端部通过连接套螺纹连接固定，然而将位于上方的现浇层处的钢筋与sma棒材第二端通过连接套螺纹连接固定以形成纵筋；
12、s3：安装一组螺旋箍筋组，将两个螺旋箍筋以对称方式绑扎固定在纵筋上；
13、s4：将预制成型的转动铰设置在墩柱中下部位置，并将斜筋与纵筋通过绑扎固定，其中转动铰位于多个周向设置的sma棒材之间，且sma棒材在纵向上位于转动铰两侧的定位箍筋之间，且两侧的定位箍筋与sma棒材的两端在纵向均设有预设间距；并保证位于下方的斜筋穿过下方的现浇层延伸至承台内预设长度，确保锚固效果；
14、s5：支护模板，再使用普通混凝土浇筑至位于转动铰下方的定位箍筋处形成位于下方的现浇层，待下方的现浇层初凝后，浇筑ecc至位于转动铰上方的定位箍筋处形成摇摆层，待摇摆层初凝后，浇筑普通混凝土形成位于摇摆层上方的现浇层。
15、本专利技术的有益效果在于：
16、1.通过第一道防线(螺旋箍筋和斜筋对裂缝发展的抑制作用、ecc和sma棒材的变形耗能)和第二道防线(转动铰的摇摆作用)的组合设计，使桥墩在面对不同地震作用时有不同的能量耗散路径，提高抗震冗余度，使桥墩从脆性破坏转为延性破坏。
17、2.转动铰使桥墩的自复位性能增加，在一定程度上避免刚性结构过大的地震力传递，减小上部结构和承台的破坏风险。
18、3.转动铰位置设计在桥墩的中下部潜在塑性铰区，靠近桥墩底部但不直接与基础接触，这使得破坏区域难以直接对桥墩基础产生不利影响，减少墩底的混凝土开裂和严重破坏，破坏位置的转移有利于震后修复与加固。
19、4.sma棒材的超弹性特性使桥墩在地震作用后的残余变形减小，自复位能力增加。sma棒材容易维护和震后更换。
20、5.该桥墩构造适用于各种复杂地质条件和结构工况，尤其是在地震多发区、软弱地基条件的非规则桥梁，能够显著提高桥墩的抗剪抗扭性能。
21、6.采用常规的现浇施工技术与模块化的摇摆装置集成，实现设计和施工的优化；施工便捷、施工效率高、便于实施和推广。
22、本专利技术的其他优点、目标和特征将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上对本领域技术人员而言是显而易见的，或者本领域技术人员可以从本专利技术的实践中得到教导。本专利技术的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
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1.一种剪扭复合受力下RC桥墩构造，包括墩柱，其特征在于：所述墩柱内部以墩柱轴线方向周向设有若干个纵筋，所述墩柱内沿墩柱轴线方向设置有至少一组螺旋箍筋组，每组螺旋箍筋组包括两个对称设置的螺旋箍筋，所述螺旋箍筋与纵筋固定连接，所述墩柱包括由普通混凝土浇筑而成的现浇层和设置在两个现浇层之间且由ECC浇筑而成的摇摆层，所述纵筋包括设置在现浇层内的钢筋以及设置在摇摆层内的SMA棒材，所述SMA棒材的两端与分别位于两个现浇层上处于同一轴线的两个钢筋固定连接，所述摇摆层内设置有转动铰，所述转动铰包括固定座以及与固定座球铰连接的转动球，所述固定座和转动球相远离端均固定连接有多个以转动铰中心周向外展设置的斜筋，所述斜筋远离转动铰端延伸至现浇层内。
2.根据权利要求1所述的剪扭复合受力下RC桥墩构造，其特征在于：所述固定座内设有凹槽，所述凹槽内放置有若干个滚珠，所述转动球设置在滚珠上，以使多个滚珠包围转动球底部设置，所述固定座上固定安装有固定环，所述固定环用于压紧转动球以限制转动球的轴向位移，所述转动球底部延伸至固定环上方。
3.根据权利要求2所述的剪扭复合受力下RC桥墩构
4.根据权利要求3所述的剪扭复合受力下RC桥墩构造，其特征在于：位于转动铰同一侧的多个斜筋通过环形的定位箍筋固定连接。
5.根据权利要求4所述的剪扭复合受力下RC桥墩构造，其特征在于：转动铰两侧的定位箍筋之间设为摇摆层。
6.根据权利要求5所述的剪扭复合受力下RC桥墩构造，其特征在于：所述ECC的强度低于普通混凝土的强度。
7.一种根据权利要求1-6任一项所述的剪扭复合受力下RC桥墩构造的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种剪扭复合受力下rc桥墩构造，包括墩柱，其特征在于：所述墩柱内部以墩柱轴线方向周向设有若干个纵筋，所述墩柱内沿墩柱轴线方向设置有至少一组螺旋箍筋组，每组螺旋箍筋组包括两个对称设置的螺旋箍筋，所述螺旋箍筋与纵筋固定连接，所述墩柱包括由普通混凝土浇筑而成的现浇层和设置在两个现浇层之间且由ecc浇筑而成的摇摆层，所述纵筋包括设置在现浇层内的钢筋以及设置在摇摆层内的sma棒材，所述sma棒材的两端与分别位于两个现浇层上处于同一轴线的两个钢筋固定连接，所述摇摆层内设置有转动铰，所述转动铰包括固定座以及与固定座球铰连接的转动球，所述固定座和转动球相远离端均固定连接有多个以转动铰中心周向外展设置的斜筋，所述斜筋远离转动铰端延伸至现浇层内。
2.根据权利要求1所述的剪扭复合受力下rc桥墩构造，其特征在于：所述固定座内设有凹槽，所述凹槽内放置有若干个滚珠，所述转动球设置在滚珠上，以使多个滚珠包围转动球底部设置，所述固定座上固定安装有固定环，所述固...
【专利技术属性】
技术研发人员：袁婉莹，思晓龙，温佳年，胡梦涵，梁旭，廖维张，韩强，
申请(专利权)人：北京建筑大学，
类型：发明
国别省市：
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