(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111518434.7 (22)申请日 2021.12.13 (71)申请人 中国交通建 设股份有限公司总承 包 经营分公司 地址 100088 北京市西城区德胜门外大街 85号11、 12层(德胜园区) 申请人 北京工业大 学 (72)发明人 刘延芳　鲍卫刚　张文学　李凡　 张旻媛　尹艳艳　 (74)专利代理 机构 上海科律专利代理事务所 (特殊普通 合伙) 31290 专利代理师 叶凤 (51)Int.Cl. G06F 30/13(2020.01) E01D 19/04(2006.01)E04H 9/02(2006.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种可实现震后快速修复的应用 于桥梁墩 底三水准 抗震设计方法 (57)摘要 本发明涉及桥梁抗震设计领域， 具体提出了 一种可实现震后快速修复的应用于桥梁墩底三 水准抗震设计方法， 适用于各种新建铁路桥、 公 路桥、 城市高架桥， 能够提高结构在突发地震作 用下的整体抗震性能。 其特征在于， 方法过程如 下： 为实现桥梁墩底减隔震， 桥墩墩底设计成倒T 型结构； 在竖向， 承台和倒T型桥墩墩底之间安装 减隔震支座； 在周向， 倒T型桥墩墩底置于挡块体 系之间； 以满足基本的受力稳定和安全保证。 本 发明适用于常用连续刚构桥和墩身振动特性起 控制作用的高墩桥梁的多水准设防减隔震设计， 提升了其减隔震效果， 具有结构简单， 成本低廉， 安装维护简便， 易于修复等特点。 权利要求书2页 说明书4页 附图1页 CN 114519222 A 2022.05.20 CN 114519222 A 1.一种可实现震后快速修复的应用于桥梁墩底三水准抗震设计方法， 其特征在于， 方 法过程如下： (一)为实现桥梁墩底减隔震， 桥墩墩底设计成倒T型结构； 在竖向， 承台9和倒T型桥墩 墩底之间安装减隔震支 座7； 在周向， 倒T 型桥墩墩底置于挡块体系之 间； 以满足基本的受力 稳定和安全保证； (二)在正常运行及小震状态下， 通过桥墩墩底与挡块体系之间约束以保持临时固结效 应； 通过剪力销限制结构的水平位移， 并通过水平挡块 限制结构的转动位移， 共 同实现桥 墩墩底的临时固结效应； (三)在常遇地震作用下， 挡块体系中上部的剪力销被剪断， 剪力销水平约束作用失效， 桥墩墩底可在两侧水平挡块之间活动， 减隔震支 座发挥作用， 改变结构的刚度， 延长结构的 自振周期， 起到减隔震效果， 通过上部水平挡块限制结构的水平位移和转动位移， 保障结构 的稳定性和安全性； (四)在罕遇地震作用下， 挡块体系中的水平挡块被剪断， 桥墩墩底可在两侧下部竖向 挡块之间活动， 并通过 下部竖向挡块限制桥墩的水平位移与转动位移。 2.如权利要求1所述一种可实现震后快速修复的应用于桥梁墩底三水准抗震设计方 法， 其特征在于， 挡块体系包括剪力销、 连接钢筋、 水平挡块和竖向挡块； 其中， 剪力销、 水平 挡块和连接钢筋均可 更换。 3.如权利要求2所述一种可实现震后快速修复的应用于桥梁墩底三水准抗震设计方 法， 其特征在于， 具体的， 挡块体系中竖向挡块设计为梯形挡块3； 梯形挡块3作为挡块体系中竖向挡块， 设置 于所述承台9上部， 起到限位作用。 4.如权利要求2所述一种可实现震后快速修复的应用于桥梁墩底三水准抗震设计方 法， 其特征在于， 具体的， 在墩底两侧倒T型结构的水平延伸部上部设有预留开孔4， 用于安 装剪力销1。 5.如权利要求3所述一种可实现震后快速修复的应用于桥梁墩底三水准抗震设计方 法， 桥墩墩底和梯形挡块3之间留有空隙。 6.如权利要求1所述一种可实现震后快速修复的应用于桥梁墩底三水准抗震设计方 法， 具体的， 所述水平挡块2置于梯形挡块3上方， 通过连接钢筋5与梯形挡块3连接； 所述水 平挡块2的另外一端和剪力 销1连接。 7.如权利要求1所述一种可实现震后快速修复的应用于桥梁墩底三水准抗震设计方 法， 桥墩8倒T型 结构周边设置缓冲橡胶垫 6， 用于缓冲桥墩8墩底与梯形挡块3之间的碰撞。 8.如权利要求1所述一种可实现震后快速修复的应用于桥梁墩底三水准抗震设计方 法， 其特征在于， 在挡块体系中， 上部 剪力销设计方法如下： 通过合理设置剪力销的抗剪强度和个数， 可以实现正常使用荷载作用下的临时水平固 接效应； 剪力销的设置参数如下： 假设在常遇地震作用下， 墩底的剪力为QE1， 单个剪力销的 抗剪强度为VJ， 则单侧所需剪力 销的设置个数为 n＝0.9QE1/VJ。 9.如权利要求1所述一种可实现震后快速修复的应用于桥梁墩底三水准抗震设计方 法， 其特征在于， 在挡块体系中的锚固钢筋设计方法如下： 通过设置水平挡块与 下部梯形挡块之间连接钢筋的数量以及锚固深度， 可以实现正常权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114519222 A 2使用荷载作用下的临 时转动固结效应与在罕遇地震作用下限位作用； 锚固钢筋的设置参数 如下： 假设在罕遇地震作用下， 墩底的剪力为QE2， 则所需钢筋的面积为Asv＝0.9QE2/fsvcosα， 其中α 为钢筋弯曲破坏时的扭曲角度， 可通过试验测得； fsv为钢筋的极限抗拉强度， Asv为所 需钢筋的面积； 罕遇地震作用下， 墩底的弯矩为ME2， 则单侧锚固钢筋轴向受拉力为N＝ 0.9ME2/L， 其中L为两侧锚固钢筋中心点距离， 按照混凝土结构加固设计规范即可计算出锚 固所需钢筋直径及锚固长度ld； 根据以上计算结果， 得出锚固钢筋所需 的设置参数； 通过以 上参数设置， 可以实现设置水平挡块的目的。 10.如权利要求1所述一种可实现震后快速修复的应用于桥梁墩底三水准抗震设计方 法， 其特征在于， 考虑地震计算与实际情况存在的可能误差， 为保证所设置剪力销 及水平连 接钢筋达 到设置目的， 在计算相应参数时， 选取10％的可靠性系数。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114519222 A 3