本發(fā)明屬于橋梁抗震加固，具體涉及一種基于碟簧和超高強(qiáng)鋼筋組合的既有橋墩加固結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

1、震后對橋梁進(jìn)行抗震加固不僅能夠節(jié)省因?yàn)闃蚨罩亟◣淼木薮蟪杀荆铱梢匝杆倩謴?fù)震后的通行功能。然而，對于既有的橋墩韌性加固方法研究較少，基本采用增大截面、frp布包裹等方式進(jìn)行加固，加固后的橋墩一定程度上提高了橋墩的抗傾能力，但是震后仍具有較大的殘余變形，不利于震后的快速修復(fù)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種基于碟簧和超高強(qiáng)鋼筋組合的既有橋墩加固結(jié)構(gòu)，可以增加橋墩在較大水平地震下的自復(fù)位能力，同時減小橋墩在地震中的損失，提高橋墩抗震韌性。

2、為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

3、本發(fā)明公開的一種基于碟簧和超高強(qiáng)鋼筋組合的既有橋墩加固結(jié)構(gòu)，包括橋墩和承臺，所述橋墩的下端外側(cè)設(shè)置有加固混凝土，所述加固混凝土沿橋墩的軸向向上延伸以包覆損壞的墩側(cè)部位，所述加固混凝土的上側(cè)設(shè)置有保護(hù)混凝土，所述保護(hù)混凝土與橋墩之間設(shè)置有外包鋼管，所述外包鋼管的下端面延伸至加固混凝土與保護(hù)混凝土的交接面；所述外包鋼管的外側(cè)固定有連接板，所述連接板上開設(shè)有用于超高強(qiáng)鋼筋通過的連接孔，所述超高強(qiáng)鋼筋的下端穿過加固混凝土后連接至承臺，所述超高強(qiáng)鋼筋的上端穿過連接孔后螺紋連接至螺帽，所述螺帽與連接板之間設(shè)置有多層的碟簧，所述碟簧套設(shè)在超高強(qiáng)鋼筋的外側(cè)，所述保護(hù)混凝土內(nèi)開設(shè)有用于安裝碟簧的孔洞。

4、進(jìn)一步，所述孔洞內(nèi)安裝有豎直波紋管，所述豎直波紋管套設(shè)在碟簧的外側(cè)。

5、進(jìn)一步，所述橋墩內(nèi)沿軸向安裝有橋墩縱筋，所述橋墩縱筋暴露在加固混凝土內(nèi)的部位外側(cè)安裝有軟管。

6、進(jìn)一步，所述承臺內(nèi)預(yù)埋有承臺縱筋，所述承臺縱筋的上端連接至螺紋套筒的一端，所述螺紋套筒的另一端連接至所述超高強(qiáng)鋼筋。

7、進(jìn)一步，所述加固混凝土與橋墩之間在水平方向連接有橋墩植筋，所述橋墩和承臺之間在豎直方向上還連接有承臺植筋。

8、進(jìn)一步，所述連接板的下側(cè)面與外包鋼管之間連接有若干楔形加強(qiáng)板，所述楔形加強(qiáng)板沿著外包鋼管的周向均勻分布在外包鋼管的外側(cè)。

9、進(jìn)一步，所述加固混凝土的上端預(yù)埋有限位板，所述限位板與楔形加強(qiáng)板之間連接有彈簧，所述彈簧的外側(cè)套設(shè)有水平波紋管。

10、進(jìn)一步，所述橋墩和外包鋼管之間設(shè)置有柔性混凝土，所述橋墩和外包鋼管之間設(shè)置有水平彈性支撐構(gòu)件，所述柔性混凝土上開設(shè)有用于所述水平彈性支撐構(gòu)件讓位的開口槽，所述水平彈性支撐構(gòu)件包括多塊疊拼的弧形彈性板、用于所述弧形彈性板限位的鋼套，最外側(cè)的弧形彈性板與外包鋼管抵接，最內(nèi)側(cè)的弧形彈性板的兩端與橋墩的表面鉸接。

11、本發(fā)明的有益效果在于：

12、本發(fā)明公開的一種基于碟簧和超高強(qiáng)鋼筋組合的既有橋墩加固結(jié)構(gòu)，通過超高強(qiáng)鋼筋將保護(hù)混凝土和承臺進(jìn)行連接，當(dāng)橋墩出現(xiàn)由地震導(dǎo)致的豎向變形時，通過碟簧的連接，可以實(shí)現(xiàn)橋墩的快速復(fù)位。本發(fā)明公開的結(jié)構(gòu)，充分利用碟簧的自復(fù)位能力和超高強(qiáng)鋼筋的高強(qiáng)度的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)在較大水平地震下的自復(fù)位能力，同時減小橋墩地震中的損失，提高橋墩抗震韌性。

13、本發(fā)明公開的結(jié)構(gòu)中，通過若干碟簧的組合可以增加目標(biāo)的彈性變形回復(fù)能力。而且碟簧具有已于安裝和拼裝的特點(diǎn)，由此減少了加固成本。另外，超高強(qiáng)鋼筋相比于普通鋼筋和高強(qiáng)鋼筋，具有強(qiáng)度高，彈性應(yīng)變相對較大的特點(diǎn)，而且超高強(qiáng)鋼筋兩端容易錨固。采用上述兩種材料可以提高橋墩的可恢復(fù)性。碟簧組合可以根據(jù)加固所需剛度和變形具體設(shè)計(jì)，具有較好的實(shí)用性。

14、本發(fā)明公開的橋墩加固結(jié)構(gòu)中，外包鋼管的下端面延伸至加固混凝土與保護(hù)混凝土的交接面，從而將橋墩的搖擺界面轉(zhuǎn)移到該處，避免了作用力直接作用到原有的損壞部位，讓加固部位可以得到充分利用，由此減小橋墩發(fā)生搖擺后的側(cè)向力，防止橋墩側(cè)向力引起的墩底彎矩過大超過承臺的承載力，具有較為明顯的加固效果。

15、本發(fā)明公開的橋墩加固結(jié)構(gòu)中，通過在原有橋墩的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上增加外包鋼管，也加強(qiáng)了橋墩的強(qiáng)度，結(jié)構(gòu)加固方便，成本較低。減少了橋墩在震后的殘余變形，有利于震后的快速修復(fù)。

16、本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)、目標(biāo)和特征將在隨后的說明書中進(jìn)行闡述，并且在某種程度上對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是顯而易見的，或者本領(lǐng)域技術(shù)人員可以從本發(fā)明的實(shí)踐中得到教導(dǎo)。本發(fā)明的目標(biāo)和其他優(yōu)點(diǎn)可以通過下面的說明書來實(shí)現(xiàn)和獲得。

技術(shù)特征：

1.一種基于碟簧和超高強(qiáng)鋼筋組合的既有橋墩加固結(jié)構(gòu)，其特征在于：包括橋墩和承臺，所述橋墩的下端外側(cè)設(shè)置有加固混凝土，所述加固混凝土沿橋墩的軸向向上延伸以包覆損壞的墩側(cè)部位，所述加固混凝土的上側(cè)設(shè)置有保護(hù)混凝土，所述保護(hù)混凝土與橋墩之間設(shè)置有外包鋼管，所述外包鋼管的下端面延伸至加固混凝土與保護(hù)混凝土的交接面；所述外包鋼管的外側(cè)固定有連接板，所述連接板上開設(shè)有用于超高強(qiáng)鋼筋通過的連接孔，所述超高強(qiáng)鋼筋的下端穿過加固混凝土后連接至承臺，所述超高強(qiáng)鋼筋的上端穿過連接孔后螺紋連接至螺帽，所述螺帽與連接板之間設(shè)置有多層的碟簧，所述碟簧套設(shè)在超高強(qiáng)鋼筋的外側(cè)，所述保護(hù)混凝土內(nèi)開設(shè)有用于安裝碟簧的孔洞。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于碟簧和超高強(qiáng)鋼筋組合的既有橋墩加固結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述孔洞內(nèi)安裝有豎直波紋管，所述豎直波紋管套設(shè)在碟簧的外側(cè)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于碟簧和超高強(qiáng)鋼筋組合的既有橋墩加固結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述橋墩內(nèi)沿軸向安裝有橋墩縱筋，所述橋墩縱筋暴露在加固混凝土內(nèi)的部位外側(cè)安裝有軟管。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于碟簧和超高強(qiáng)鋼筋組合的既有橋墩加固結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述承臺內(nèi)預(yù)埋有承臺縱筋，所述承臺縱筋的上端連接至螺紋套筒的一端，所述螺紋套筒的另一端連接至所述超高強(qiáng)鋼筋。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于碟簧和超高強(qiáng)鋼筋組合的既有橋墩加固結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述加固混凝土與橋墩之間在水平方向連接有橋墩植筋，所述橋墩和承臺之間在豎直方向上還連接有承臺植筋。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于碟簧和超高強(qiáng)鋼筋組合的既有橋墩加固結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述連接板的下側(cè)面與外包鋼管之間連接有若干楔形加強(qiáng)板，所述楔形加強(qiáng)板沿著外包鋼管的周向均勻分布在外包鋼管的外側(cè)。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種基于碟簧和超高強(qiáng)鋼筋組合的既有橋墩加固結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述加固混凝土的上端預(yù)埋有限位板，所述限位板與楔形加強(qiáng)板之間連接有彈簧，所述彈簧的外側(cè)套設(shè)有水平波紋管。

8.根據(jù)權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的一種基于碟簧和超高強(qiáng)鋼筋組合的既有橋墩加固結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述橋墩和外包鋼管之間設(shè)置有柔性混凝土，所述橋墩和外包鋼管之間設(shè)置有水平彈性支撐構(gòu)件，所述柔性混凝土上開設(shè)有用于所述水平彈性支撐構(gòu)件讓位的開口槽，所述水平彈性支撐構(gòu)件包括多塊疊拼的弧形彈性板、用于所述弧形彈性板限位的鋼套，最外側(cè)的弧形彈性板與外包鋼管抵接，最內(nèi)側(cè)的弧形彈性板的兩端與橋墩的表面鉸接。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種基于碟簧和超高強(qiáng)鋼筋組合的既有橋墩加固結(jié)構(gòu)，屬于橋梁抗震加固技術(shù)領(lǐng)域，加固混凝土的上側(cè)設(shè)置有保護(hù)混凝土，保護(hù)混凝土與橋墩之間設(shè)置有外包鋼管，外包鋼管的下端面延伸至加固混凝土與保護(hù)混凝土的交接面；外包鋼管的外側(cè)固定有連接板，連接板上開設(shè)有用于超高強(qiáng)鋼筋通過的連接孔，超高強(qiáng)鋼筋的下端穿過加固混凝土后連接至承臺，超高強(qiáng)鋼筋的上端穿過連接孔后螺紋連接至螺帽，螺帽與連接板之間設(shè)置有多層的碟簧，碟簧套設(shè)在超高強(qiáng)鋼筋的外側(cè)，保護(hù)混凝土內(nèi)開設(shè)有用于安裝碟簧的孔洞。本發(fā)明結(jié)構(gòu)可以增加橋墩在較大水平地震下的自復(fù)位能力，同時減小橋墩在地震中的損失，提高橋墩抗震韌性。

技術(shù)研發(fā)人員：郭河,高明大,賈俊峰,魏博,郭彬立,顧冉星
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中交基礎(chǔ)設(shè)施養(yǎng)護(hù)集團(tuán)有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/21