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[0029]低屈服點(diǎn)鋼弧形板32的材料為低屈服點(diǎn)鋼，屈服強(qiáng)度為lOOMPa、160MPa或225MPa。低屈服點(diǎn)鋼弧形板32的橫截面弧長為圓鋼管橋墩本體100橫截面周長的1/8，高強(qiáng)鋼弧形板31的頂部與橫隔板200的下表面焊固在一起、底部與底板400焊固在一起，低屈服點(diǎn)鋼弧形板32與橫隔板200和橋墩下部基礎(chǔ)700頂面之間均留有20mm-30mm距離。
[0030]如圖2-3所示，每一低屈服點(diǎn)鋼弧形板32的內(nèi)外兩側(cè)還分別鎖固有內(nèi)約束弧形鋼板33和外約束弧形鋼板34，內(nèi)約束弧形鋼板33和外約束弧形鋼板34厚度相同，內(nèi)、外約束弧形鋼板33、34的弧度與低屈服點(diǎn)鋼弧形板32的弧度相同，低屈服點(diǎn)鋼弧形板32與內(nèi)、外約束弧形鋼板33、34之間通過穿透三者的螺栓或預(yù)應(yīng)力螺栓600連接；內(nèi)、外約束弧形鋼板33、34上開有橢圓型孔以便螺栓穿過且有足夠的滑移空間。本發(fā)明中，防屈曲耗能殼體300的第一種結(jié)構(gòu)如圖2所示，內(nèi)、外約束弧形鋼板33、34的尺寸小于低屈服點(diǎn)鋼弧形板32的尺寸，且其端部與低屈服點(diǎn)鋼弧形板32的邊緣或與連接螺栓500的墊片之間的距離為1mm ?20mmo
[0031]本發(fā)明中，防屈曲耗能殼體300的另一種結(jié)構(gòu)如圖6所示，將低屈服點(diǎn)鋼弧形板32、內(nèi)約束弧形鋼板33、外約束弧形鋼板33三者共同通過螺栓與高強(qiáng)鋼弧形板31進(jìn)行連接。這種情況下，內(nèi)、外約束弧形鋼板33、34的尺寸與低屈服點(diǎn)鋼弧形板32相同，其端部與低屈服點(diǎn)鋼弧形板32邊緣平齊。
[0032]本實(shí)施例中，高強(qiáng)鋼弧形板31和低屈服點(diǎn)鋼弧形板32各四塊，四塊高強(qiáng)鋼弧形板31起到受力骨架作用，可提供足夠的承載能力和剛度，且其極限彈性應(yīng)變值較大，可保證低屈服點(diǎn)鋼弧形板32屈服耗能。四塊低屈服點(diǎn)鋼弧形板32為主要屈服耗能部件，對此薄壁的低屈服點(diǎn)鋼弧形板32增設(shè)內(nèi)、外約束弧形鋼板33、34后，可抑制其平面外彎曲屈曲變形，是全截面的塑形屈服耗能，保證其剪壓屈服耗能，橋墩被破壞后，可保證橋墩根部外觀無大改變。因此，本發(fā)明的圓鋼管橋墩延性好、耗能能力強(qiáng)、抗震性能優(yōu)良；通過檢測四塊低屈服點(diǎn)鋼弧形板32的屈服狀況可迅速評定震后圓鋼管橋墩的抗震性能，且更換防屈曲耗能殼體300后可快速修復(fù)其抗震能力。
[0033]本發(fā)明中，根據(jù)不同的設(shè)計(jì)需要，防屈曲耗能殼體300可分為大震滑移的防屈曲耗能殼體和完全滑移的防屈曲耗能殼體兩種。
[0034]對于大震滑移的防屈曲耗能殼體，螺栓施加一定的預(yù)拉力，在內(nèi)、外約束弧形鋼板和低屈服點(diǎn)鋼弧形板之間產(chǎn)生一定的壓緊力，在小震作用下既能保證低屈服點(diǎn)鋼弧形板不發(fā)生局部屈曲，且與低屈服點(diǎn)鋼弧形板通過接觸摩擦共同受力，提供強(qiáng)大的面外約束作用；在大震作用下，低屈服點(diǎn)鋼弧形板和內(nèi)、外約束弧形鋼板之間的內(nèi)力差超過它們之間的摩擦力，將產(chǎn)生相對滑動(dòng)；在保證中間低屈服點(diǎn)鋼弧形板不發(fā)生面外屈曲的情況下，低屈服點(diǎn)鋼弧形板充分發(fā)揮耗能作用。
[0035]對于完全滑移的防屈曲耗能殼體，螺栓不施加預(yù)應(yīng)力；在小震和大震作用下，內(nèi)、外約束弧形鋼板與低屈服點(diǎn)鋼弧形板之間均可以滑移，內(nèi)、外約束弧形鋼板對低屈服點(diǎn)鋼弧形板僅提供面外約束，不參與面內(nèi)受力；低屈服點(diǎn)鋼弧形板提供面內(nèi)剛度和耗能能力。
[0036]如圖5所示，底板400為圓形板，其周邊留有錨栓孔41，便于箱形鋼橋墩與基礎(chǔ)固定。
[0037]安裝時(shí)，本發(fā)明按下列步驟實(shí)施:
[0038](I)高強(qiáng)鋼弧形板31的高度:取圓鋼管橋墩本體100橫截面直徑的1.0-1.2倍。
[0039](2)依據(jù)高強(qiáng)鋼弧形板31的高度確定橫隔板200的焊接位置，把橫隔板200與防屈曲耗能殼體的高強(qiáng)鋼弧形板31以及圓鋼管橋墩本體100的普通鋼壁板焊接成整體。
[0040](3)將低屈服點(diǎn)鋼弧形板32與內(nèi)、外約束弧形鋼板33、34之間通過穿透此三塊鋼板的螺栓或預(yù)應(yīng)力螺栓600連接。采用防屈曲耗能殼體300的第一種結(jié)構(gòu)時(shí)，內(nèi)、外約束弧形鋼板33、34的尺寸小于低屈服點(diǎn)鋼弧形板32的尺寸，且內(nèi)、外約束弧形鋼板33、34的端部與低屈服點(diǎn)鋼弧形板32的邊緣或與下述摩擦型高強(qiáng)連接螺栓500的墊片之間的距離為1mm?20mm ;采用防屈曲耗能殼體300的第二種結(jié)構(gòu)時(shí)，內(nèi)、外約束弧形鋼板33、34的尺寸與低屈服點(diǎn)鋼弧形板32相同，其端部與低屈服點(diǎn)鋼弧形板32邊緣平齊。
[0041](4)將帶有內(nèi)、外約束弧形鋼板33、34的低屈服點(diǎn)鋼弧形板32用摩擦型高強(qiáng)連接螺栓500與高強(qiáng)鋼弧形板31連接。采用防屈曲耗能殼體300的第一種結(jié)構(gòu)時(shí)，只將低屈服點(diǎn)鋼弧形板32與高強(qiáng)鋼弧形板31用連接螺栓500連接；采用防屈曲耗能殼體300的第二種結(jié)構(gòu)時(shí)，將低屈服點(diǎn)鋼弧形板32和內(nèi)、外約束鋼板33、34 —起與高強(qiáng)鋼弧形板31用連接螺栓500連接。連接螺栓500設(shè)鋼墊片，采用雙螺帽連接。
[0042](5)把底板400和高強(qiáng)鋼弧形板31焊接成整體。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種新型圓鋼管橋墩，其特征在于:包括從上到下依次焊固在一起的圓鋼管橋墩本體、橫隔板、防屈曲耗能殼體和底板；上述防屈曲耗能殼體的外形呈與上述圓鋼管橋墩本體的形狀相吻合的中空圓柱形，上述防屈曲耗能殼體包括若干塊高強(qiáng)鋼弧形板和若干塊低屈服點(diǎn)鋼弧形板，上述高強(qiáng)鋼弧形板與上述低屈服點(diǎn)鋼弧形板交替分布圍成上述防屈曲耗能殼體，上述低屈服點(diǎn)鋼弧形板與上述高強(qiáng)鋼弧形板之間可拆卸連接在一起，且上述低屈服點(diǎn)鋼弧形板的外表面與上述高強(qiáng)鋼弧形板的外表面相切；每一上述低屈服點(diǎn)鋼弧形板的內(nèi)外兩側(cè)還分別鎖固有內(nèi)約束弧形鋼板和外約束弧形鋼板，上述內(nèi)、外約束弧形鋼板的弧度與上述低屈服點(diǎn)鋼弧形板的弧度相同。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型圓鋼管橋墩，其特征在于:上述高強(qiáng)鋼弧形板的高度是上述圓鋼管橋墩本體橫截面直徑的1.0-1.2倍；上述高強(qiáng)鋼弧形板的橫截面弧長為上述圓鋼管橋墩本體橫截面周長的1/8 ;上述高強(qiáng)鋼弧形板的厚度= 2f# /fa，式中，fIt為上述圓鋼管橋墩本體的壁板的屈服強(qiáng)度Alt為上述圓鋼管橋墩本體的壁板的厚度Js為上述高強(qiáng)鋼弧形板的材料屈服強(qiáng)度。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型圓鋼管橋墩，其特征在于:上述低屈服點(diǎn)鋼弧形板的橫截面弧長為上述圓鋼管橋墩本體橫截面周長的1/8，上述低屈服點(diǎn)鋼弧形板與上述橫隔板和橋墩下部基礎(chǔ)頂面之間均留有20mm-30mm距離。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型圓鋼管橋墩，其特征在于:上述低屈服點(diǎn)鋼弧形板與上述高強(qiáng)鋼弧形板之間采用高強(qiáng)摩擦型螺栓連接在一起；或者，上述低屈服點(diǎn)鋼弧形板、上述內(nèi)約束弧形鋼板、上述外約束弧形鋼板和上述高強(qiáng)鋼弧形板四者之間采用高強(qiáng)摩擦型螺栓連接在一起。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型圓鋼管橋墩，其特征在于:上述低屈服點(diǎn)鋼弧形板與上述內(nèi)、外約束弧形鋼板之間通過穿透三者的螺栓或預(yù)應(yīng)力螺栓連接；上述內(nèi)、外約束弧形鋼板上開有橢圓型孔以便螺栓穿過且有足夠的滑移空間。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種新型圓鋼管橋墩，包括從上到下依次焊固在一起的圓鋼管橋墩本體、橫隔板、防屈曲耗能殼體和底板；防屈曲耗能殼體包括若干塊高強(qiáng)鋼弧形板和若干塊低屈服點(diǎn)鋼弧形板，各高強(qiáng)鋼弧形板與各低屈服點(diǎn)鋼弧形板交替分布圍成中空圓柱形防屈曲耗能殼體，且低屈服點(diǎn)鋼弧形板的外表面與高強(qiáng)鋼弧形板的外表面相切；每一低屈服點(diǎn)鋼弧形板的內(nèi)外兩側(cè)還分別鎖固有內(nèi)約束弧形鋼板和外約束弧形鋼板，內(nèi)、外約束弧形鋼板的弧度與低屈服點(diǎn)鋼弧形板的弧度相同。本發(fā)明提供的圓鋼管橋墩抗震性能好、震后可快速檢測修復(fù)，便于在實(shí)際工程中推廣應(yīng)用。
【IPC分類】E01D19/02
【公開號】CN104963280
【申請?zhí)枴緾N201510357229
【發(fā)明人】李海鋒, 韓楓, 董毓利
【申請人】華僑大學(xué)
【公開日】2015年10月7日
【申請日】2015年6月25日