一种抗震型水泥混凝土支墩结构及其使用方法

技术领域

本申请涉及混凝土支墩技术领域，更具体地说，涉及一种抗震型水泥混凝土支墩结构及其使用方法。

背景技术

在抗震桥梁以及管道桥梁的架设中，通常涉及到桥梁主体建设以及支墩建设,其中支墩作为主要支撑结构，需要满足抗震以及自身强度的要求。

现有技术公开号为CN115637639A的文献提供一种便于浇筑的防震桥梁模块化支墩结构，该装置包括上下设置的限位座和混凝土浇筑块，所述混凝土浇筑块包括上下叠放的堆积块以及堆积块下方的座块，所述堆积块与座块均包括主体以及设置在主体两侧上方的缺槽，所述堆积块上的主体下方设置有下槽，上下相邻的两个所述主体的上部与下槽配合，所述限位座包括容置座以及设置在容置座的两侧上方设置有限位侧边，所述容置座的下表面中部开设有与主体配合的下定位槽，所述主体与容置座靠近拐角处均开设有竖定位孔。

上述中的现有技术方案虽然通过现有技术的结构可以实现与有关的有益效果，但是仍存在以下缺陷：

1、支墩主体采用多段堆积块卡接，并通过金属柱限位和定位，在震动时，多块堆积结构间的强度较低，导致支墩结构的强度低，使用久了之后难免发生堆积块和金属柱间隙磨损增加的风险，从而会导致支墩错位倾斜，甚至断裂；

2、在进行抗震缓冲的过程中，支墩底部仅仅依靠地脚螺栓以及地基基座等承重，支撑性能较差，长时间抗震中难免导致底部支撑点强度降低的风险。

针对上述中的相关技术中，发明人认为支墩主体采用多段堆积块卡接，并通过金属柱限位和定位，在震动时，多块堆积结构间的强度较低，导致支墩结构的强度低，使用久了之后难免发生堆积块和金属柱间隙磨损增加的风险，从而会导致支墩错位倾斜，甚至断裂，在进行抗震缓冲的过程中，支墩底部仅仅依靠地脚螺栓以及地基基座等承重，支撑性能较差，长时间抗震中难免导致底部支撑点强度降低的风险。

鉴于此，我们提出一种抗震型水泥混凝土支墩结构及其使用方法。

发明内容

1.要解决的技术问题

本申请的目的在于提供一种抗震型水泥混凝土支墩结构及其使用方法，解决了上述背景技术中的支墩主体采用多段堆积块卡接，并通过金属柱限位和定位，在震动时，多块堆积结构间的强度较低，导致支墩结构的强度低，使用久了之后难免发生堆积块和金属柱间隙磨损增加的风险，从而会导致支墩错位倾斜，甚至断裂，在进行抗震缓冲的过程中，支墩底部仅仅依靠地脚螺栓以及地基基座等承重，支撑性能较差，长时间抗震中难免导致底部支撑点强度降低的风险的技术问题，实现了技术效果。

2.技术方案

本申请技术方案提供了一种抗震型水泥混凝土支墩结构，包含：

混凝土底座；

模板，所述模板设在混凝土底座上；

钢筋架，所述钢筋架设在模板内；

支墩主体，所述支墩主体浇筑在模板内，且支墩主体连接钢筋架和混凝土底座；

缓冲机构，所述缓冲机构安装在支墩主体和模板的顶部；

强化支撑机构，所述强化支撑机构连接在模板和混凝土底座间，且强化支撑机构连接缓冲机构。

通过采用上述技术方案，通过模板定位，钢筋架提高支墩主体与混凝土底座的连接强度，从而在抗震过程中，均匀分布支墩主体的应力，提高支墩整体强度，通过缓冲机构进行抗震缓冲，并且在抗震缓冲中联通带动强化支撑机构提高支撑面积从而对模板和支墩主体进行辅助支撑，进一步提高支墩结构的底部支撑强度，提高支墩的使用安全和稳定性。

可选的，所述模板的底部固定安装有凸缘，所述凸缘紧密贴合混凝土底座，所述凸缘的底面固定安装有多个预埋杆，所述预埋杆固定内嵌在混凝土底座内，所述模板的内腔底部固定安装有底支撑板，所述模板的内腔顶部固定安装有固定板，所述固定板远离模板内壁的一端顶部铰接有活动板，所述固定板和活动板贴合钢筋架，所述钢筋架包括笼体，所述模板的内腔沿高度方向均匀分布有多个笼体，所述笼体的内腔间固定安装有横钢筋，所述横钢筋与笼体的内壁间设有钢筋环，且钢筋环通过钢丝绑接横钢筋和笼体，多个所述笼体内的钢筋环间通过钢丝绑接有竖钢筋，所述笼体的长度和宽度小于模板的内腔横截面的长度和宽度，所述横钢筋为“十”字型结构，且横钢筋将笼体间分隔成四个正方形内腔，且每个所述正方形内腔均设有一个钢筋环，最下方的笼体紧密压在底支撑板上，最上方的笼体紧密压在活动板上，所述竖钢筋的底部内嵌至混凝土底座内。

通过上述技术方案，将活动板转动至贴合固定板的顶面，此时笼体能够从固定板间下放，当下放至最上方笼体时，将活动板转动至与固定板平行，使得笼体完全下放后，最下方的笼体贴合底支撑板，最上方笼体贴合活动板，实现钢筋架竖直定位，然后向模板内浇筑混凝土，混凝土完全淹没模板，形成完全连接钢筋架、预埋杆和混凝土底座的支墩主体，支墩主体通过多个笼体、横钢筋、钢筋环和竖钢筋提高强度，避免受震破损，并且与混凝土底座连接紧密，通过均匀部分的钢筋架提高支撑强度，且通过均匀分布的钢筋架均匀部分支墩主体受到的承重应力，提高支墩结构的自身强度。

可选的，所述缓冲机构包括定位板，所述定位板固定焊接在模板的顶部，所述定位板上固定贯穿设有多个螺柱，且螺柱的底部内嵌至支墩主体内，所述定位板上活动贴合设有安装板，所述螺柱的顶部贯穿安装板并螺纹安装有紧固螺母，所述安装板的顶面中部固定安装有固定盒，所述固定盒的内腔底部设有连通腔，所述固定盒的内腔顶部设有多个缓冲腔，所述缓冲腔的底部均开有连通连通腔的通孔，所述缓冲腔内滑动卡接有压板，所述压板的顶部固定安装有压杆，所述压杆的顶部均贯穿固定盒的顶面并固定连接连接板，所述连接板与固定盒间的压杆上套接有弹簧，所述连通腔的两侧通过连接管连接强化支撑机构，所述连通腔的内腔固定安装有多个支撑柱，所述支撑柱为上小下大的圆台结构，且支撑柱的两端分别固定连接连通腔的内腔顶面和底面，所述弹簧始终处于压缩状态。

通过上述技术方案，支墩主体的混凝土固定后进一步将螺柱固定，则安装板连接螺柱提高连接强度，连接板贴合在桥梁或者管道两底部进行支撑，发生震动时，连接板具有下移趋势，从而推动压杆，弹簧压缩进行初步缓冲，压板下移时将缓冲腔和连通腔内的液压油通过连接管压入密封筒内，密封筒内的液压油含量增加从而推动活塞移动，活塞推动转动杆，则转动杆推动贴合框移动，相邻贴合框间距增加，提高支撑面积，对支墩主体起到辅助支撑的目的，提高支墩强度，通过液压油的压缩以及弹簧和拉簧的形变进行缓冲，达到抗震的目的。

可选的，所述强化支撑机构包括贴合框，所述模板四角外出的混凝土底座上均滑动贴合设有贴合框，所述贴合框的一侧开有滑槽，所述贴合框的另一侧固定安装有滑杆，相邻两个所述贴合框上的滑杆和滑槽相卡接，且相邻两个贴合框的侧壁间安装有拉簧，所述贴合框的顶面均铰接设有转动杆的一端，所述转动杆上滑动套接有密封筒，所述密封筒的顶部铰接模板的外壁，所述转动杆的顶端固定安装有活塞，所述活塞滑动卡接密封筒的内腔，所述密封筒的顶端固定连接连接管的一端，所述连接管的另一端固定连通连通腔，所述拉簧始终处于拉伸状态，所述滑槽的内壁开有限位槽，所述滑杆上固定安装有限位块，所述限位块滑动卡接限位槽，所述密封筒的底部一侧固定套接有单向阀，且单向阀的两端连通密封筒的内腔和外壁，所述密封筒的底部另一侧开有小通孔。

通过上述技术方案，在活塞移动过程中，单向阀只能排气而无法吸气，从而活塞下移时单向阀和小通孔同步快速排气，达到贴合框的快速支撑目的，然后活塞上移时，只通过小通孔吸气，从而达到缓慢复位的目的，从而施加给缓冲后吸能的弹簧和拉簧一个复位阻力，使得弹簧和拉簧缓慢复位，从而避免弹簧和拉簧缺乏束缚导致的来回弹跳震动，提高抗震缓冲效果和稳定性。

本申请还公开了前述一种抗震型水泥混凝土支墩结构的使用方法包括以下步骤：

S1、在设立支墩的部位浇筑混凝土底座，且混凝土底座的中部设有凹槽，且凹槽尺寸与凸缘边缘对齐，然后凸缘贴合在凹槽的顶部，将活动板转动至贴合固定板的顶面，此时笼体能够从固定板间下放，当下放至最上方笼体时，将活动板转动至与固定板平行，使得笼体完全下放后，最下方的笼体贴合底支撑板，最上方笼体贴合活动板，实现钢筋架竖直定位，然后向模板内浇筑混凝土，混凝土完全淹没模板，形成完全连接钢筋架、预埋杆和混凝土底座的支墩主体，支墩主体通过多个笼体、横钢筋、钢筋环和竖钢筋提高强度，避免受震破损，并且与混凝土底座连接紧密，保证支撑强度；

S2、定位板与模板顶面焊接，螺柱在支墩主体完全凝固之前内嵌插入，则支墩主体的混凝土固定后进一步将螺柱固定，则安装板连接螺柱提高连接强度，连接板贴合在桥梁或者管道两底部进行支撑，发生震动时，连接板具有下移趋势，从而推动压杆，弹簧压缩进行初步缓冲，压板下移时将缓冲腔和连通腔内的液压油通过连接管压入密封筒内，密封筒内的液压油含量增加从而推动活塞移动，活塞推动转动杆，则转动杆推动贴合框移动，相邻贴合框间距增加，提高支撑面积，对支墩主体起到辅助支撑的目的，提高支墩强度，通过液压油的压缩以及弹簧和拉簧的形变进行缓冲，达到抗震的目的；

S3、在活塞移动过程中，单向阀只能排气而无法吸气，从而活塞下移时单向阀和小通孔同步快速排气，达到贴合框的快速支撑目的，然后活塞上移时，只通过小通孔吸气，从而达到缓慢复位的目的，从而施加给缓冲后吸能的弹簧和拉簧一个复位阻力，使得弹簧和拉簧缓慢复位，从而避免弹簧和拉簧缺乏束缚导致的来回弹跳震动，提高抗震缓冲效果和稳定性。

3.有益效果

本申请技术方案中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

1.本申请通过通过模板定位，钢筋架提高支墩主体与混凝土底座的连接强度，从而在抗震过程中，均匀分布支墩主体的应力，提高支墩整体强度；

2.通过缓冲机构进行抗震缓冲，并且在抗震缓冲中联通带动强化支撑机构提高支撑面积从而对模板和支墩主体进行辅助支撑，进一步提高支墩结构的底部支撑强度，提高支墩的使用安全和稳定性。

附图说明

图1为本申请一较佳实施例公开的一种抗震型水泥混凝土支墩结构的整体结构示意图；

图2为本申请一较佳实施例公开的一种抗震型水泥混凝土支墩结构的剖面结构示意图；

图3为本申请一较佳实施例公开的钢筋架结构示意图；

图4为本申请一较佳实施例公开的图2中A处放大结构示意图；

图5为本申请一较佳实施例公开的图2中B处放大结构示意图；

图6为本申请一较佳实施例公开的图2中C处放大结构示意图；

图7为本申请一较佳实施例公开的图6中D处放大结构示意图；

图8为本申请一较佳实施例公开的图6中E处放大结构示意图；

图中标号说明：1、混凝土底座；2、模板；21、凸缘；22、预埋杆；23、底支撑板；24、固定板；25、活动板；3、钢筋架；31、笼体；32、横钢筋；33、钢筋环；34、竖钢筋；4、支墩主体；5、缓冲机构；51、定位板；52、螺柱；53、安装板；54、固定盒；55、连通腔；56、缓冲腔；57、压板；58、压杆；59、连接板；510、弹簧；6、强化支撑机构；61、贴合框；62、滑槽；621、限位槽；63、滑杆；631、限位块；64、拉簧；65、转动杆；66、密封筒；661、单向阀；662、小通孔；67、活塞

具体实施方式

以下结合说明书附图对本申请作进一步详细说明。

参照图1和图2，本申请实施例提供了一种抗震型水泥混凝土支墩结构，包含：混凝土底座1；模板2，模板2设在混凝土底座1上；钢筋架3，钢筋架3设在模板2内；支墩主体4，支墩主体4浇筑在模板2内，且支墩主体4连接钢筋架3和混凝土底座1；缓冲机构5，缓冲机构5安装在支墩主体4和模板2的顶部；强化支撑机构6，强化支撑机构6连接在模板2和混凝土底座1间，且强化支撑机构6连接缓冲机构5，通过模板2定位，钢筋架3提高支墩主体4与混凝土底座1的连接强度，从而在抗震过程中，均匀分布支墩主体4的应力，提高支墩整体强度，通过缓冲机构5进行抗震缓冲，并且在抗震缓冲中联通带动强化支撑机构6提高支撑面积从而对模板2和支墩主体4进行辅助支撑，进一步提高支墩结构的底部支撑强度，提高支墩的使用安全和稳定性。

参照图2至图4，模板2的底部固定安装有凸缘21，凸缘21紧密贴合混凝土底座1，凸缘21的底面固定安装有多个预埋杆22，预埋杆22固定内嵌在混凝土底座1内，模板2的内腔底部固定安装有底支撑板23，模板2的内腔顶部固定安装有固定板24，固定板24远离模板2内壁的一端顶部铰接有活动板25，固定板24和活动板25贴合钢筋架3，钢筋架3包括笼体31，模板2的内腔沿高度方向均匀分布有多个笼体31，笼体31的内腔间固定安装有横钢筋32，横钢筋32与笼体31的内壁间设有钢筋环33，且钢筋环33通过钢丝绑接横钢筋32和笼体31，多个笼体31内的钢筋环33间通过钢丝绑接有竖钢筋34，笼体31的长度和宽度小于模板2的内腔横截面的长度和宽度，横钢筋32为“十”字型结构，且横钢筋32将笼体31间分隔成四个正方形内腔，且每个正方形内腔均设有一个钢筋环33，最下方的笼体31紧密压在底支撑板23上，最上方的笼体31紧密压在活动板25上，竖钢筋34的底部内嵌至混凝土底座1内，在设立支墩的部位浇筑混凝土底座1，且混凝土底座1的中部设有凹槽，且凹槽尺寸与凸缘21边缘对齐，然后凸缘21贴合在凹槽的顶部，将活动板25转动至贴合固定板24的顶面，此时笼体31能够从固定板24间下放，当下放至最上方笼体31时，将活动板25转动至与固定板24平行，使得笼体31完全下放后，最下方的笼体31贴合底支撑板23，最上方笼体31贴合活动板25，实现钢筋架3竖直定位，然后向模板2内浇筑混凝土，混凝土完全淹没模板2，形成完全连接钢筋架3、预埋杆22和混凝土底座1的支墩主体4，支墩主体4通过多个笼体31、横钢筋32、钢筋环33和竖钢筋34提高强度，避免受震破损，并且与混凝土底座1连接紧密，通过均匀部分的钢筋架3提高支撑强度，且通过均匀分布的钢筋架3均匀部分支墩主体4受到的承重应力，提高支墩结构的自身强度。

参照图2和图5，缓冲机构5包括定位板51，定位板51固定焊接在模板2的顶部，定位板51上固定贯穿设有多个螺柱52，且螺柱52的底部内嵌至支墩主体4内，定位板51上活动贴合设有安装板53，螺柱52的顶部贯穿安装板53并螺纹安装有紧固螺母，安装板53的顶面中部固定安装有固定盒54，固定盒54的内腔底部设有连通腔55，固定盒54的内腔顶部设有多个缓冲腔56，缓冲腔56的底部均开有连通连通腔55的通孔，缓冲腔56内滑动卡接有压板57，压板57的顶部固定安装有压杆58，压杆58的顶部均贯穿固定盒54的顶面并固定连接连接板59，连接板59与固定盒54间的压杆58上套接有弹簧510，连通腔55的两侧通过连接管连接强化支撑机构6，连通腔55的内腔固定安装有多个支撑柱，支撑柱为上小下大的圆台结构，且支撑柱的两端分别固定连接连通腔55的内腔顶面和底面，弹簧510始终处于压缩状态，定位板51与模板2顶面焊接，螺柱52在支墩主体4完全凝固之前内嵌插入，则支墩主体4的混凝土固定后进一步将螺柱52固定，则安装板53连接螺柱52提高连接强度，连接板59贴合在桥梁或者管道两底部进行支撑，发生震动时，连接板59具有下移趋势，从而推动压杆58，弹簧510压缩进行初步缓冲，压板57下移时将缓冲腔56和连通腔55内的液压油通过连接管压入密封筒66内，密封筒66内的液压油含量增加从而推动活塞67移动，活塞67推动转动杆65，则转动杆65推动贴合框61移动，相邻贴合框61间距增加，提高支撑面积，对支墩主体4起到辅助支撑的目的，提高支墩强度，通过液压油的压缩以及弹簧510和拉簧64的形变进行缓冲，达到抗震的目的。

参照图2、图6至图8，强化支撑机构6包括贴合框61，模板2四角外出的混凝土底座1上均滑动贴合设有贴合框61，贴合框61的一侧开有滑槽62，贴合框61的另一侧固定安装有滑杆63，相邻两个贴合框61上的滑杆63和滑槽62相卡接，且相邻两个贴合框61的侧壁间安装有拉簧64，贴合框61的顶面均铰接设有转动杆65的一端，转动杆65上滑动套接有密封筒66，密封筒66的顶部铰接模板2的外壁，转动杆65的顶端固定安装有活塞67，活塞67滑动卡接密封筒66的内腔，密封筒66的顶端固定连接连接管的一端，连接管的另一端固定连通连通腔55，拉簧64始终处于拉伸状态，滑槽62的内壁开有限位槽621，滑杆63上固定安装有限位块631，限位块631滑动卡接限位槽621，密封筒66的底部一侧固定套接有单向阀661，且单向阀661的两端连通密封筒66的内腔和外壁，密封筒66的底部另一侧开有小通孔662，在活塞67移动过程中，单向阀661只能排气而无法吸气，从而活塞67下移时单向阀661和小通孔662同步快速排气，达到贴合框61的快速支撑目的，然后活塞67上移时，只通过小通孔662吸气，从而达到缓慢复位的目的，从而施加给缓冲后吸能的弹簧510和拉簧64一个复位阻力，使得弹簧510和拉簧64缓慢复位，从而避免弹簧510和拉簧64缺乏束缚导致的来回弹跳震动，提高抗震缓冲效果和稳定性。

本申请还公开了前述一种抗震型水泥混凝土支墩结构的使用方法包括以下步骤：

S1、在设立支墩的部位浇筑混凝土底座1，且混凝土底座1的中部设有凹槽，且凹槽尺寸与凸缘21边缘对齐，然后凸缘21贴合在凹槽的顶部，将活动板25转动至贴合固定板24的顶面，此时笼体31能够从固定板24间下放，当下放至最上方笼体31时，将活动板25转动至与固定板24平行，使得笼体31完全下放后，最下方的笼体31贴合底支撑板23，最上方笼体31贴合活动板25，实现钢筋架3竖直定位，然后向模板2内浇筑混凝土，混凝土完全淹没模板2，形成完全连接钢筋架3、预埋杆22和混凝土底座1的支墩主体4，支墩主体4通过多个笼体31、横钢筋32、钢筋环33和竖钢筋34提高强度，避免受震破损，并且与混凝土底座1连接紧密，保证支撑强度；

S2、定位板51与模板2顶面焊接，螺柱52在支墩主体4完全凝固之前内嵌插入，则支墩主体4的混凝土固定后进一步将螺柱52固定，则安装板53连接螺柱52提高连接强度，连接板59贴合在桥梁或者管道两底部进行支撑，发生震动时，连接板59具有下移趋势，从而推动压杆58，弹簧510压缩进行初步缓冲，压板57下移时将缓冲腔56和连通腔55内的液压油通过连接管压入密封筒66内，密封筒66内的液压油含量增加从而推动活塞67移动，活塞67推动转动杆65，则转动杆65推动贴合框61移动，相邻贴合框61间距增加，提高支撑面积，对支墩主体4起到辅助支撑的目的，提高支墩强度，通过液压油的压缩以及弹簧510和拉簧64的形变进行缓冲，达到抗震的目的；

S3、在活塞67移动过程中，单向阀661只能排气而无法吸气，从而活塞67下移时单向阀661和小通孔662同步快速排气，达到贴合框61的快速支撑目的，然后活塞67上移时，只通过小通孔662吸气，从而达到缓慢复位的目的，从而施加给缓冲后吸能的弹簧510和拉簧64一个复位阻力，使得弹簧510和拉簧64缓慢复位，从而避免弹簧510和拉簧64缺乏束缚导致的来回弹跳震动，提高抗震缓冲效果和稳定性。

工作原理：在设立支墩的部位浇筑混凝土底座1，且混凝土底座1的中部设有凹槽，且凹槽尺寸与凸缘21边缘对齐，然后凸缘21贴合在凹槽的顶部，将活动板25转动至贴合固定板24的顶面，此时笼体31能够从固定板24间下放，当下放至最上方笼体31时，将活动板25转动至与固定板24平行，使得笼体31完全下放后，最下方的笼体31贴合底支撑板23，最上方笼体31贴合活动板25，实现钢筋架3竖直定位，然后向模板2内浇筑混凝土，混凝土完全淹没模板2，形成完全连接钢筋架3、预埋杆22和混凝土底座1的支墩主体4，支墩主体4通过多个笼体31、横钢筋32、钢筋环33和竖钢筋34提高强度，避免受震破损，并且与混凝土底座1连接紧密，保证支撑强度，定位板51与模板2顶面焊接，螺柱52在支墩主体4完全凝固之前内嵌插入，则支墩主体4的混凝土固定后进一步将螺柱52固定，则安装板53连接螺柱52提高连接强度，连接板59贴合在桥梁或者管道两底部进行支撑，发生震动时，连接板59具有下移趋势，从而推动压杆58，弹簧510压缩进行初步缓冲，压板57下移时将缓冲腔56和连通腔55内的液压油通过连接管压入密封筒66内，密封筒66内的液压油含量增加从而推动活塞67移动，活塞67推动转动杆65，则转动杆65推动贴合框61移动，相邻贴合框61间距增加，提高支撑面积，对支墩主体4起到辅助支撑的目的，提高支墩强度，通过液压油的压缩以及弹簧510和拉簧64的形变进行缓冲，达到抗震的目的，在活塞67移动过程中，单向阀661只能排气而无法吸气，从而活塞67下移时单向阀661和小通孔662同步快速排气，达到贴合框61的快速支撑目的，然后活塞67上移时，只通过小通孔662吸气，从而达到缓慢复位的目的，从而施加给缓冲后吸能的弹簧510和拉簧64一个复位阻力，使得弹簧510和拉簧64缓慢复位，从而避免弹簧510和拉簧64缺乏束缚导致的来回弹跳震动，提高抗震缓冲效果和稳定性。