一种预制装配式钢管混凝土叠合式桥墩制造技术

本发明专利技术涉及一种预制装配式钢管混凝土叠合式桥墩，属于桥梁工程技术领域。该桥墩包括预制钢管混凝土柱、预制钢筋混凝土套管、钢筋连接件、钢管连接件、混凝土后浇带、钢管连接件中的短钢筋、钢筋连接件中的短钢筋。所述预制钢筋混凝土套管安装在预制钢管混凝土柱的外部；所述预制钢管混凝土柱的连接完成后承担上部结构主要恒荷载；所述混凝土后浇带中浇筑自密实微膨胀混凝土。该发明专利技术提供了一种预制装配式钢管混凝土叠合式桥墩，可用于城市高架桥、高速公路高架桥和高速铁路高架桥的钢‑混凝土组合结构桥梁体系中，具有承载能力强，抗腐蚀能力优秀的特点，可提高桥梁抵御罕遇地震的能力和耐久性，且施工速度快，对交通影响小，工程应用前景广阔。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及桥梁工程领域，特别是组合结构桥梁工程领域。
技术介绍
钢管混凝土叠合柱是在传统的钢管混凝土柱的基础上发展出来的一种新型墩柱结构形式，由于具有轴向承压能力强、容易实现具有延性的大偏心受压破坏形态、抗剪承载力高、耗能能力强、抗火性能优越、施工方便等诸多优势，已在高层建筑和超高层建筑结构中得到应用。在已有文献中，尚未见到将钢管混凝土叠合柱结构形式应用于桥梁结构中，因此，本专利技术结合组合结构的预制装配式技术，提出的预制装配式钢管混凝土叠合式桥墩是一种新型桥墩，在有效加快施工速度，减小湿作业量同时具有优越的受力性能。该新型预制装配式桥墩的钢管混凝土柱和钢管外钢筋混凝土层均为分段预制构件，可在工厂预制并在施工现场通过连接件直接拼装，现场无任何焊接工作量，施工速度快，大量减小模板工作量及混凝土湿作业量。预制钢管混凝土柱采用分段拼装的方式进行施工，钢管端部预焊接有连接件，施工现场进行安装时通过连接件实现钢管的快速拼装。钢管混凝土叠合柱外部钢筋混凝土也采用分段拼装的形式进行施工，预制钢筋混凝土套管的纵向钢筋外露，并在工厂焊接连接件，现场通过连接件实现预制钢筋混凝土套管的快速连接。预制钢管混凝土柱拼装完成后，并以钢管混凝土柱为盖梁的支柱，施工桥梁上部结构，使钢管混凝土柱承受施工期间的全部竖向荷载和主要恒荷载，充分发挥钢管混凝土柱抗轴压能力强的特点。钢管混凝土柱的轴压力达到轴压力设计值的0.3～0.6倍时，在钢管外缝隙内浇筑自密实微膨胀混凝土，使钢管混凝土柱和外部钢筋混凝土套管成为一体，形成钢管混凝土叠合式桥墩。采用预制装配式钢管混凝土叠合式桥墩，可以充分发挥钢管混凝土柱承受轴压能力强的优势，而钢筋混凝土部分承担的轴压力小，轴压比低，通过配置适量的纵筋和箍筋，容易实现具有延性的大偏压破坏形态。在地震荷载作用下，由于钢管混凝土柱的存在，延长了预制装配式钢管混凝土叠合式桥墩从屈服到破坏的过程，提高了桥墩底端塑性铰的转动能力，使预制装配式钢管混凝土叠合式桥墩具有良好的延性和耗能能力。钢管混凝土柱由于受到钢筋混凝土套管的保护，具有良好的抗火能力和抗腐蚀能力，克服了传统钢管混凝土柱由于钢管外漏导致的防火问题和防腐问题。同时，预制装配式钢管混凝土叠合式桥墩施工速度快，对既有交通影响小，具有良好的社会效益。
技术实现思路
为了解决桥梁结构中钢管混凝土叠合式桥墩的工厂化施工问题，本专利技术提供一种预制装配式钢管混凝土叠合式桥墩，可以实现钢管混凝土叠合式桥墩的预制装配式施工。在强震作用下，该预制装配式钢管混凝土叠合式桥墩具有良好的延性和耗能能力，钢管混凝土叠合柱中的钢管及外部钢筋混凝土均采用预制装配式施工，现场无任何焊接工作量，模版工作量及混凝土湿作业量大幅减小，施工方便快捷，节约工期。本专利技术的技术方案如下:一种预制装配式钢管混凝土叠合式桥墩，其特征在于：其桥墩包括钢管混凝土柱中钢管、预制钢筋混凝土套管、钢筋连接件、钢管连接件、混凝土后浇带、钢管连接件中短钢筋、钢筋连接件中短钢筋。采用钢管连接件中短钢筋插入钢管连接件的椭圆开孔中连接相邻预制钢管混凝土柱中的钢管；采用钢筋连接件中短钢筋插入钢管连接件的椭圆开孔中连接相邻预制钢筋混凝土套管的纵向钢筋；桥墩每安装一段预制钢管混凝土柱，即将一段预制钢筋混凝土套管安装在预制钢管混凝土柱的外部；预制钢管混凝土柱连接完成后承担上部结构施工荷载和主要恒荷载；最后在混凝土后浇带中浇筑自密实微膨胀混凝土。本专利技术具有以下有效效果：1.解决桥梁结构钢管混凝土叠合式桥墩的建筑工厂化施工问题；2.在地震荷载作用下，由于钢管混凝土柱的存在，延长了桥墩从屈服到破坏的过程，提高了柱端塑性铰的转到能力，使叠合柱具有良好的延性和耗能能力。预制钢筋混凝土管对预制钢管混凝土柱形成有效保护，有效提高桥墩的抗火能力和抗腐蚀能力。3.钢管混凝土叠合式桥墩中的钢管混凝土柱和外部钢筋混凝土套管均采用预制装配式施工，无现场焊接工作量，模版工作量及混凝土湿作业量大幅减小，施工方便快捷，节约工期；4.采用连接件的形式进行预制钢管混凝土柱及外部钢筋混凝土的连接，连接牢固可靠，无需焊接，便于定位和安装。该新型预制装配式钢管混凝土叠合式桥墩施工方便，抗震性能优越，可城市高架桥、高速公路高架桥和高速铁路高架桥等桥梁结构中，具有较为广阔的工程应用前景。附图说明图1为本专利技术的桥墩半立面图和半断面图。图2为本专利技术的桥墩剖面图A-A、B-B。图3为本专利技术的预制钢管段示意图。图4为本专利技术的预制钢筋混凝土段示意图。图5为本专利技术的钢管连接件示意图(a)、钢筋连接件示意图(b)。图中：1—预制钢管混凝土柱、2—预制钢筋混凝土套管、3—钢筋连接件、4—钢管连接件、5—混凝土后浇带、6—钢管连接件中的短钢筋、7—钢筋连接件中的短钢筋。具体实施方式以下结合附图，对本专利技术进一步详细描述。如附图所示，本专利技术是一种预制装配式钢管混凝土叠合式桥墩，由预制钢管混凝土柱、预制钢筋混凝土套管、钢筋连接件、钢管连接件、钢管连接件中的短钢筋、钢筋连接件中的短钢筋、混凝土后浇带组成。其装配程序如下：工厂预制：a.在工厂中预制桥墩的各个基本部件：预制钢管混凝土柱1、预制钢筋混凝土套管2、钢筋连接件3、钢管连接件4、钢管连接件中的短钢筋6、钢筋连接件中的短钢筋7。b.采用角焊缝将钢管连接件4焊接到预制钢管混凝土柱1中钢管的两端，采用角焊缝将钢筋连接件3焊接到预制钢筋混凝土套管的纵向钢筋上。现场装配：c.将预制钢管混凝土柱1吊装定位安装在基础梁上，接着在外部安装预制钢筋混凝土套管2。d.依次安装预制钢管混凝土柱1和预制钢管混凝土套管2，将连接件孔位对齐，并将钢管连接件中的短钢筋6和钢筋连接件中的短钢筋7分别插入钢管连接件4和钢筋连接件3中的椭圆孔中进行连接。e.安装完成后，以预制钢管混凝土柱为支撑进行盖梁和桥梁上部结构的施工。f.向拼装缝隙内浇筑自密实微膨胀混凝土形成后浇带5。本专利技术提供了一种预制装配式钢管混凝土叠合式桥墩，解决了桥梁结构钢管混凝土叠合式桥墩的建筑工厂化施工问题，通过工厂预制和现场装配式施工，节约工期，施工质量高，具有优越的防火、防腐蚀和抗震性能，可用于城市高架桥、高速公路高架桥和高速铁路高架桥的钢-混凝土组合结构桥梁体系中。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种预制装配式钢管混凝土叠合式桥墩，其特征在于：其桥墩包括预制钢管混凝土柱1、预制钢筋混凝土套管2、钢筋连接件3、钢管连接件4、混凝土后浇带5、钢管连接件中的短钢筋6、钢筋连接件中的短钢筋7。采用钢管连接件中的短钢筋6插入钢管连接件4的椭圆孔中连接相邻预制钢管混凝土柱1；采用钢筋连接件中的短钢筋7插入钢筋连接件3的椭圆开孔中连接相邻预制钢筋混凝土套管2的纵向钢筋；桥墩每安装一段预制钢管混凝土1，将一段预制钢筋混凝土套管2安装在预制钢管混凝土柱1外部；预制钢管混凝土柱1连接完成后浇筑混凝土并承担上部结构施工荷载；混凝土后浇带5最后浇筑自密实微膨胀混凝土。

【技术特征摘要】
1.一种预制装配式钢管混凝土叠合式桥墩，其特征在于：其桥墩包括预制钢管混凝土柱1、预制钢筋混凝土套管2、钢筋连接件3、钢管连接件4、混凝土后浇带5、钢管连接件中的短钢筋6、钢筋连接件中的短钢筋7。采用钢管连接件中的短钢筋6插入钢管连接件4的椭圆孔中连接相邻预制钢管混凝土柱1；采用钢筋连接件中的短钢筋7插入钢筋连接件3的椭圆开孔中连接相邻预制钢筋混凝土套管2的纵向钢筋；桥墩每安装一段预制钢管混凝土1，将一段预制钢筋混凝土套管2安装在预制钢管混凝土柱1外部；预制钢管混凝土柱1连接完成后浇筑混凝土并承担上部结构施工荷载；混凝土后浇带5最后浇筑自密实微膨胀混凝土。2.根据权利要求1所述的预制装配式钢管混凝土叠合式桥墩，其特征在于：所述桥墩的预制钢管混凝土柱1的连接采用预制的钢管连接件4，钢管连接件4的厚度为钢管厚度的1.5～2.0倍，宽度为钢管厚度的3....

【专利技术属性】
技术研发人员：王宇航，李硕，聂鑫，皮正波，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：重庆;50