本發(fā)明涉及橋梁工程領(lǐng)域，尤其涉及一種帶可受壓型彎折鋼板的橋梁排架墩-系梁節(jié)點。

背景技術(shù)：

1、隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，橋梁作為可以跨越河流、山谷等復雜地勢的重要結(jié)構(gòu)，在我國交通路網(wǎng)，特別是在西部高烈度地震頻發(fā)區(qū)域發(fā)揮著重要作用。目前，為保證橋梁在e1地震后仍可通行或在e2地震后可快速恢復通行，在橋梁結(jié)構(gòu)中安裝能實現(xiàn)地震損傷可控且震后可快速更換的耗能裝置具有重要意義。

2、排架墩是一種常見的公路橋梁下部結(jié)構(gòu)。在地震作用下，其墩柱-系梁節(jié)點梁端區(qū)域處于彎矩、剪力和軸力作用下的復雜應力狀態(tài)，容易發(fā)生破壞，從而導致橋梁延性降低，嚴重時還可能發(fā)生倒塌破壞。而通過削弱系梁梁端剛度，即在此區(qū)域縮小系梁截面高度并安裝一種特殊耗能裝置，有效控制塑性鉸位置轉(zhuǎn)移至系梁梁端，避免墩柱主體受到損傷，提高排架墩的抗震性能。但傳統(tǒng)的削弱系梁剛度方法仍然存在一些問題，例如在削弱系梁的同時可能造成結(jié)構(gòu)其余部分出現(xiàn)薄弱環(huán)節(jié)，降低結(jié)構(gòu)的抗連續(xù)倒塌能力。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為保證排架墩墩柱-系梁節(jié)點核心區(qū)域免遭破壞，提高橋梁的抗震性能，實現(xiàn)地震損傷的可控制及震后可快速恢復，本發(fā)明目的是提供一種帶可受壓型彎折鋼板的橋梁排架墩-系梁節(jié)點。

2、本發(fā)明提供了如下的技術(shù)方案：

3、一種帶可受壓型彎折鋼板的橋梁排架墩-系梁節(jié)點，其設(shè)于墩柱(1)和系梁(2)相交處，其包括位于所述系梁(2)朝向所述墩柱(1)連接端的削弱系梁(3)，所述削弱系梁(3)截面高度小于所述系梁(2)截面高度；可受壓型的彎折鋼板組件(4)位于削弱系梁(3)上下側(cè)，防屈曲的蓋板組件(5)分別對應固定夾持住上下側(cè)的所述彎折鋼板組件(4)；上下側(cè)的所述彎折鋼板組件(4)的兩端分別與所述墩柱(1)以及所述系梁(2)固定相連。

4、根據(jù)一些實施方式，單個所述彎折鋼板組件(4)包括彎折鋼板和兩個l形受壓鋼板(7)，所述彎折鋼板具有彈性的彎折部，所述彎折部的兩端分別在水平方向固定連接于兩個所述l形受壓鋼板(7)；通過兩個所述l形受壓鋼板(7)分別與所述墩柱(1)以及所述系梁(2)固定連接；所述蓋板組件(5)包括夾持住中間蓋板的上蓋板和下蓋板，所述中間蓋板在前后方向為兩塊，位于所述l形受壓鋼板(7)兩側(cè)，上下蓋板的兩側(cè)夾持所述中間蓋板后穿設(shè)螺栓固定，與所述彎折鋼板的彎折對應處的所述上蓋板中設(shè)有開孔。

5、根據(jù)一些實施方式，所述彎折鋼板為第一彎折鋼板(6)，所述第一彎折鋼板(6)包括向外凸出的彎折部和所述彎折部兩端的延伸部，所述延伸部朝向所述削弱系梁(3)方向與兩個l形受壓鋼板(7)水平貼合固定連接。

6、根據(jù)一些實施方式，所述彎折鋼板為第二彎折鋼板(9)，所述第二彎折鋼板(9)包括向外凸出的彎折部，所述彎折部的兩端固定連接于兩個所述l形受壓鋼板(7)朝內(nèi)的兩端；所述第二彎折鋼板(9)兩側(cè)設(shè)有受壓翼板(10)，所述受壓翼板(10)固定連接于兩個所述l形受壓鋼板(7)朝內(nèi)的兩端的兩側(cè)，水平朝內(nèi)延伸且間隔一定距離。

7、根據(jù)一些實施方式，所述l形受壓鋼板(7)的截面寬度大于所述第一彎折鋼板(6)的截面寬度。

8、根據(jù)一些實施方式，所述彎折部的形狀為三角形或弧形。

9、根據(jù)一些實施方式，所述彎折部的彎折處均設(shè)有倒角。

10、根據(jù)一些實施方式，所述墩柱(1)與系梁(2)通過預埋高強螺紋絲桿與所述l形受壓鋼板(7)相連。

11、根據(jù)一些實施方式，所述削弱系梁(3)中的縱筋分別向上向下彎起，形成斜叉鋼筋(8)。

12、根據(jù)一些實施方式，所述削弱系梁(3)設(shè)有加密箍筋。

13、相比于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具備以下有益效果：

14、在地震作用下，排架墩墩柱-系梁節(jié)點會產(chǎn)生較大的彎矩和剪力，將彎矩剪力解耦后，理想狀態(tài)下由布置在系梁上下側(cè)的彎折鋼板承受梁端彎矩解耦產(chǎn)生的軸拉力，削弱后的系梁混凝土截面承受解耦產(chǎn)生的剪力。本發(fā)明提供的彎折鋼板組件在受拉、受壓時均具有“二次屈服”的特性，當彎折鋼板組件受拉時，彎折鋼板彎折處由彈性階段進入塑性階段，發(fā)生第一次屈服，隨后進入屈服強化階段；當彎折鋼板拉直時，發(fā)生第二次屈服，隨后達到荷載極限點。當彎折鋼板組件受壓時，第一次屈服點與受拉相同，均由彎折鋼板彎折處進入塑性階段產(chǎn)生，第二次屈服點則是隨著板端位移增大，l形受壓鋼板一側(cè)發(fā)生接觸擠壓使承載力得到提高，并且可以通過調(diào)整l形受壓鋼板的直線段距離實現(xiàn)受拉受壓“二次屈服點”的對應，l形受壓鋼板的受壓承載極限點即為彎折鋼板組件的荷載極限點。彎折鋼板組件具有“先弱后強”、變形能力大的特點，配合削弱系梁截面的較小剛度，可以使地震作用下的排架墩形成“強柱弱梁”的破壞模式，控制損傷塑性鉸的發(fā)生位置處于塑性耗能節(jié)點處。同時，當發(fā)生較大位移時，彎折鋼板能提供較大承載力，提供抗連續(xù)倒塌能力，保護排架墩結(jié)構(gòu)體系不受破壞。

15、傳統(tǒng)的彎折鋼板構(gòu)件雖然受拉性能優(yōu)良，但其受壓極限承載能力僅相當于彎折鋼板受拉時的一次屈服承載能力，從而導致削弱系梁截面將承受部分由截面彎矩解耦產(chǎn)生的軸壓力，使削弱系梁截面處于復雜受力狀態(tài)，對截面承載產(chǎn)生不利影響。

16、本發(fā)明設(shè)計的可受壓型彎折鋼板組件在受壓時的第二次屈服點通過以下方式實現(xiàn)，即與彎折鋼板進行焊接連接的l形受壓鋼板在防屈曲蓋板組件中滑動，防止彎折鋼板受壓產(chǎn)生的二階效應，使彎折段兩側(cè)的l形受壓鋼板板端發(fā)生接觸擠壓，提供較高的受壓承載能力，從而與彎折鋼板受拉承載能力相匹配，使削弱系梁截面只需主要承擔截面所產(chǎn)生的剪力。

17、針對于此種節(jié)點的受力機制，本發(fā)明在削弱系梁截面中通過將上下側(cè)的縱向鋼筋分別向下向上彎起，設(shè)計了斜叉鋼筋8，相比較于傳統(tǒng)削弱截面配筋，斜插鋼筋可以提高抗剪承載能力，但是不會提高抗彎性能，有利于實現(xiàn)彎剪分離。

18、同時，可受壓型彎折鋼板組件可僅通過l形受壓鋼板的一側(cè)與預埋在墩柱、系梁中的高強螺紋絲桿進行螺栓連接，具有震后可更換性?？墒軌盒蛷澱垆摪褰M件作為主要的可更換消能減震構(gòu)件，在地震作用下將會產(chǎn)生較大塑性變形，塑性發(fā)展主要發(fā)生在彎折鋼板的彎折處，以此控制節(jié)點區(qū)域塑性鉸的產(chǎn)生位置。而有可能出現(xiàn)損傷的彎折鋼板組件與墩柱以及系梁的連接均采用螺栓連接，便于地震損傷后的快速替換，可以節(jié)約大量的時間成本、人力成本以及維修成本，有利于震后交通通行的快速恢復。

技術(shù)特征：

1.一種帶可受壓型彎折鋼板的橋梁排架墩-系梁節(jié)點，其設(shè)于墩柱(1)和系梁(2)相交處，其特征在于：包括位于所述系梁(2)朝向所述墩柱(1)連接端的削弱系梁(3)，所述削弱系梁(3)截面高度小于所述系梁(2)截面高度；可受壓型的彎折鋼板組件(4)位于削弱系梁(3)上下側(cè)，防屈曲的蓋板組件(5)分別對應固定夾持住上下側(cè)的所述彎折鋼板組件(4)；上下側(cè)的所述彎折鋼板組件(4)的兩端分別與所述墩柱(1)以及所述系梁(2)固定相連。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述帶可受壓型彎折鋼板的橋梁排架墩-系梁節(jié)點，其特征在于：單個所述彎折鋼板組件(4)包括彎折鋼板和兩個l形受壓鋼板(7)，所述彎折鋼板具有彈性的彎折部，所述彎折部的兩端分別在水平方向固定連接于兩個所述l形受壓鋼板(7)；通過兩個所述l形受壓鋼板(7)分別與所述墩柱(1)以及所述系梁(2)固定連接；所述蓋板組件(5)包括夾持住中間蓋板的上蓋板和下蓋板，所述中間蓋板在前后方向為兩塊，位于所述l形受壓鋼板(7)兩側(cè)，上下蓋板的兩側(cè)夾持所述中間蓋板后穿設(shè)螺栓固定，與所述彎折鋼板的彎折部對應處的所述上蓋板中設(shè)有開孔。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述帶可受壓型彎折鋼板的橋梁排架墩-系梁節(jié)點，其特征在于：所述彎折鋼板為第一彎折鋼板(6)，所述第一彎折鋼板(6)包括向外凸出的彎折部和所述彎折部兩端的延伸部，所述延伸部朝向所述削弱系梁(3)方向與兩個l形受壓鋼板(7)水平貼合固定連接。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述帶可受壓型彎折鋼板的橋梁排架墩-系梁節(jié)點，其特征在于：所述彎折鋼板為第二彎折鋼板(9)，所述第二彎折鋼板(9)包括向外凸出的彎折部，所述彎折部的兩端固定連接于兩個所述l形受壓鋼板(7)朝內(nèi)的兩端；所述第二彎折鋼板(9)兩側(cè)設(shè)有受壓翼板(10)，所述受壓翼板(10)固定連接于兩個所述l形受壓鋼板(7)朝內(nèi)的兩端的兩側(cè)，水平朝內(nèi)延伸且間隔一定距離。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述帶可受壓型彎折鋼板的橋梁排架墩-系梁節(jié)點，其特征在于：所述l形受壓鋼板(7)的截面寬度大于所述第一彎折鋼板(6)的截面寬度。

6.根據(jù)權(quán)利要求2所述帶可受壓型彎折鋼板的橋梁排架墩-系梁節(jié)點，其特征在于：所述彎折部的形狀為三角形或弧形。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述帶可受壓型彎折鋼板的橋梁排架墩-系梁節(jié)點，其特征在于：所述彎折部的彎折處均設(shè)有倒角。

8.根據(jù)權(quán)利要求2所述帶可受壓型彎折鋼板的橋梁排架墩-系梁節(jié)點，其特征在于：所述墩柱(1)與系梁(2)通過預埋高強螺紋絲桿與所述l形受壓鋼板(7)相連。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述帶可受壓型彎折鋼板的橋梁排架墩-系梁節(jié)點，其特征在于：所述削弱系梁(3)中的縱筋分別向上向下彎起，形成斜叉鋼筋(8)。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述帶可受壓型彎折鋼板的橋梁排架墩-系梁節(jié)點，其特征在于：所述削弱系梁(3)設(shè)有加密箍筋。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及橋梁工程技術(shù)領(lǐng)域，其公開了一種帶可受壓型彎折鋼板的橋梁排架墩?系梁節(jié)點，其設(shè)于墩柱和系梁相交處，其包括位于系梁朝向墩柱連接端的削弱系梁，削弱系梁截面高度小于系梁截面高度；可受壓型的彎折鋼板組件位于削弱系梁上下側(cè)，防屈曲的蓋板組件分別對應夾持住上下側(cè)的彎折鋼板組件；上下側(cè)的彎折鋼板組件的兩端分別與墩柱以及系梁固定相連。本發(fā)明的彎折鋼板組件在受拉、受壓時均具有“二次屈服”的特性；彎折鋼板組件具有“先弱后強”、變形能力大的特點，配合削弱系梁截面的較小剛度，可以使地震作用下的排架墩形成“強柱弱梁”的破壞模式，控制損傷塑性鉸的發(fā)生位置處于塑性耗能節(jié)點處。

技術(shù)研發(fā)人員：洪彧,周志達,鄧開來,趙中魁,沈林白,李勝玉,蒲黔輝
受保護的技術(shù)使用者：西南交通大學
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9