一种用于桥梁塔柱环向预应力结构及施工方法技术

本发明专利技术提供了一种用于桥梁塔柱环向预应力结构，包括标准塔柱、弹性连接装置、环向伸缩应力装置以及钢筋混凝土支撑架，所述标准塔柱的钢筋骨架内安置弹性连接装置，弹性连接装置的两端分别与钢筋骨架周向设置的环向伸缩应力装置进行连接并通过钢筋混凝土支撑架进行浇筑固定。本发明专利技术还提供了一种用于桥梁塔柱环向预应力结构的施工方法。本发明专利技术的标准塔柱内设置弹性连接装置，能够节省混凝土材料，提高标准塔柱抗压性和抗震性。本发明专利技术的弹性连接装置为交错且对称布置，提高标准塔柱的承载力。本发明专利技术的施工方法比较容易实现，而且经过弹簧设计模拟计算，可实施性强，造价低廉。造价低廉。造价低廉。

【技术实现步骤摘要】
一种用于桥梁塔柱环向预应力结构及施工方法


[0001]本专利技术涉及公路桥梁施工
，特别涉及一种用于桥梁塔柱环向预应力结构及施工方法。

技术介绍

[0002]目前公路桥梁建设领域中经常需要架设塔柱，塔柱通常为钢筋混泥土结构，即将钢筋骨架固定在事先预制的坑基中，再往钢筋骨架中浇筑不同型号的混凝土并通过凝固来形成，这种塔柱预制工艺为目前公路桥梁的塔柱预制工艺中常规方法。
[0003]上述塔柱预制工艺虽然能够起到桥梁结构较为结实耐用，但在实际施工过程中，钢筋和混凝土浪费较大，导致施工制造成本较高，而且在施工后应用过程中，桥梁的塔柱稳定性难以保证，存在的问题主要有桥上过往车辆时，桥梁的各个塔柱晃动的幅度较大且超出预期幅度的趋势存在，桥梁因无应力补偿结构，均为硬接触，致使桥上的平整度较差，待使用一端时间后，遇到超载车辆行驶在桥面时则可能会发生侧翻事故，目前也有桥梁设计人员设计过类似环向应力结构，但设计的结构不合理或材料选择存在偏差，在实际施工时出现一些问题，考虑到安全性，最终不仅不得不采用传统塔柱施工方法，而且还影响到整个工程项目的施工进度。因此，如何实现用于桥梁塔柱环向预应力结构是当前公路桥梁建设
中亟待解决的问题之一。

技术实现思路

[0004]为解决上述问题，本专利技术旨在提出一种用于桥梁塔柱环向预应力结构及施工方法，通过标准塔柱的钢筋骨架内安置弹性连接装置，弹性连接装置的两端分别与钢筋骨架周向设置的环向伸缩应力装置进行连接并通过钢筋混凝土支撑架进行浇筑固定，提高了标准塔柱抗压性和抗震性。
[0005]为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：
[0006]一种用于桥梁塔柱环向预应力结构，包括标准塔柱、弹性连接装置、环向伸缩应力装置以及钢筋混凝土支撑架，所述标准塔柱的钢筋骨架内安置弹性连接装置，弹性连接装置的两端分别与钢筋骨架周向设置的环向伸缩应力装置进行连接并通过钢筋混凝土支撑架进行浇筑固定。
[0007]进一步的，所述弹性连接装置为四组且均匀交错间隔呈周向对称分布于标准塔柱的钢筋骨架内，每组弹性连接装置的两端分别连接有三个所述环向伸缩应力装置。
[0008]进一步的，所述弹性连接装置在钢筋骨架以及钢筋混凝土支撑架内呈
″
波浪形
″
布置。
[0009]进一步的，所述钢筋混凝土支撑架包括环向应力基础、定位基座以及C50混凝土基础层、两个L型固定钢筋以及定位夹紧座，所述标准塔柱的钢筋骨架周向及内部填充有环向应力基础，所述环向应力基础的内底部设有定位基座，顶部设有定位夹紧座，所述定位基座与定位夹紧座之间两侧分别通过一个L型固定钢筋进行固定连接，两个所述L型固定钢筋的
内侧分别与弹性连接装置的两端相连，两个所述L型固定钢筋外侧一端均连接环向伸缩应力装置，所述环向应力基础、定位基座、L型固定钢筋、定位夹紧座、弹性连接装置、环向伸缩应力装置以及标准塔柱的钢筋骨架之间的间隙填充浇筑有C50混凝土基础层。
[0010]进一步的，所述弹性连接装置包括钢制连接套筒、连接筋、连接倾斜板、弹性连接壳体、弹簧连接基座以及预警弹簧，所述弹性连接壳体内设置有预警弹簧以及弹簧连接基座，所述预警弹簧两端均通过弹簧连接基座、连接倾斜板与钢制连接套筒内的连接筋相连，所述钢制连接套筒、连接筋外端与L型固定钢筋内侧相接。
[0011]进一步的，所述环向伸缩应力装置包括钢制固定套筒、环向伸缩应力弹簧以及预警螺栓，所述环向伸缩应力弹簧位于钢制固定套筒内，环向伸缩应力弹簧的一端与L型固定钢筋外侧相接，另一端与预警螺栓相连，预警螺栓位于环向应力基础周向外端。
[0012]进一步的，所述预警弹簧的弹簧选取的原则，遵循以下计算公式：
[0013][0014]上述公式中，LΔ
X1
、LΔ
X2
、LΔ
X3
、LΔ
X4
‑
弹簧的弹性变形量；M1，M2...Mn
‑
来往车辆的质量；v1，v2，...v
n
‑
来往车辆的速度；t
‑
来往车辆的运行时间；K
‑
弹簧形变系数。
[0015]进一步的，所述环向伸缩应力弹簧的弹簧选取的原则，遵循以下计算公式：
[0016][0017][0018]上述公式中，LΔ
X1
、LΔ
X2
、LΔ
X3
、LΔ
X4
‑
弹簧的弹性变形量；M1，M2...Mn
‑
来往车辆的质量；v1，v2，...v
n
‑
来往车辆的速度；t
‑
来往车辆的运行时间；K
‑
弹簧形变系数；n1，n2‑
环向伸缩应力弹簧的数量；K
s
‑
环向伸缩应力弹簧的形变系数。
[0019]进一步的，所述弹性连接装置设置于标准塔柱的塔基至塔柱1/3
‑
2/3长度范围内。
[0020]为了实现上述目的，本专利技术还提供了一种如上述的用于桥梁塔柱环向预应力结构的施工方法，包括以下步骤：
[0021]S1、标准塔柱钢筋骨架内置弹性连接装置：选择标准塔柱的塔基至塔柱顶端的1/3
‑
2/3长度范围内设置弹性连接装置，弹性连接装置在标准塔柱钢筋骨架内的布置为波浪形，且弹性连接装置与标准塔柱钢筋骨架为焊接固定，弹性连接装置的弹簧选取的原则，遵循以下计算公式：
[0022][0023]上述公式中，LΔ
X1
、LΔ
X2
、LΔ
X3
、LΔ
X4
‑
弹簧的弹性变形量；M1，M2...Mn
‑
来往车辆的质量；v1，v2，...v
n
‑
来往车辆的速度；t
‑
来往车辆的运行时间；K
‑
弹簧形变系数；
[0024]S2、环向伸缩应力装置的设置：环向伸缩应力弹簧通过固定钢筋与弹性连接装置焊接固定，且在环向伸缩应力弹簧的外侧末端安装预警螺栓，环向伸缩应力的弹簧选取的原则，遵循以下计算公式：
[0025][0026][0027]上述公式中，LΔ
X1
、LΔ
X2
、LΔ
X3
、LΔ
x4
‑
弹簧的弹性变形量；M1，M2...Mn
‑
来往车辆的质量；v1，v2，...v
n
‑
来往车辆的速度；t
‑
来往车辆的运行时间；K
‑
弹簧形变系数；n1，n2‑
环向伸缩应力弹簧的数量；K
s
‑
环向伸缩应力弹簧的形变系数；
[0028]S3、环向伸缩应力的施工，包括环向应力基础、定位基座、环向伸缩应力装置、C50混凝土基础层本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于桥梁塔柱环向预应力结构，其特征在于，包括标准塔柱(1)、弹性连接装置(2)、环向伸缩应力装置(3)以及钢筋混凝土支撑架(4)，所述标准塔柱(1)的钢筋骨架内安置弹性连接装置(2)，弹性连接装置(2)的两端分别与钢筋骨架周向设置的环向伸缩应力装置(3)进行连接并通过钢筋混凝土支撑架(4)进行浇筑固定。2.根据权利要求1所述的用于桥梁塔柱环向预应力结构，其特征在于，所述弹性连接装置(2)为四组且均匀交错间隔呈周向对称分布于标准塔柱(1)的钢筋骨架内，每组弹性连接装置(2)的两端分别连接有三个所述环向伸缩应力装置(3)。3.根据权利要求2所述的用于桥梁塔柱环向预应力结构，其特征在于，所述弹性连接装置(2)在钢筋骨架以及钢筋混凝土支撑架(4)内呈
″
波浪形
″
布置。4.根据权利要求1所述的用于桥梁塔柱环向预应力结构，其特征在于，所述钢筋混凝土支撑架(4)包括环向应力基础(401)、定位基座(402)以及C50混凝土基础层(403)、两个L型固定钢筋(404)以及定位夹紧座(405)，所述标准塔柱(1)的钢筋骨架周向及内部填充有环向应力基础(401)，所述环向应力基础(401)的内底部设有定位基座(402)，顶部设有定位夹紧座(405)，所述定位基座(402)与定位夹紧座(405)之间两侧分别通过一个L型固定钢筋(404)进行固定连接，两个所述L型固定钢筋(404)的内侧分别与弹性连接装置(2)的两端相连，两个所述L型固定钢筋(404)外侧一端均连接环向伸缩应力装置(3)，所述环向应力基础(401)、定位基座(402)、L型固定钢筋(404)、定位夹紧座(405)、弹性连接装置(2)、环向伸缩应力装置(3)以及标准塔柱(1)的钢筋骨架之间的间隙填充浇筑有C50混凝土基础层(403)。5.根据权利要求4所述的用于桥梁塔柱环向预应力结构，其特征在于，所述弹性连接装置(2)包括钢制连接套筒(201)、连接筋(202)、连接倾斜板(203)、弹性连接壳体(204)、弹簧连接基座(205)以及预警弹簧(206)，所述弹性连接壳体(204)内设置有预警弹簧(206)以及弹簧连接基座(205)，所述预警弹簧(206)两端均通过弹簧连接基座(205)、连接倾斜板(203)与钢制连接套筒(201)内的连接筋(202)相连，所述钢制连接套筒(201)、连接筋(202)外端与L型固定钢筋(404)内侧相接。6.根据权利要求4所述的用于桥梁塔柱环向预应力结构，其特征在于，所述环向伸缩应力装置(3)包括钢制固定套筒(301)、环向伸缩应力弹簧(302)以及预警螺栓(303)，所述环向伸缩应力弹簧(302)位于钢制固定套筒(301)内，环向伸缩应力弹簧(302)的一端与L型固定钢筋(404)外侧相接，另一端与预警螺栓(303)相连，预警螺栓(303)位于环向应力基础(401)周向外端。7.根据权利要求5所述的用于桥梁塔柱环向预应力结构，其特征在于，所述预警弹簧(206)的弹簧选取的原则，遵循以下计算公式：上述公式中，LΔ
X1
、LΔ
X2
、LΔ
X3
、LΔ
X4
‑
弹簧的弹性变形量；M1，M2...Mn
‑
来往车辆的质量；v1，v2，...v
n
‑
来往车辆的速度；t
‑
来往车辆的运行时间；K
‑
弹簧形变系数。8.根据权利要求6所述的用于桥梁塔柱环向预应力结构，其特征在于，所述环向伸缩应力弹簧(302)的弹簧选取的原则，遵循以下计算公式：
上述公式中，LΔ
X1
、LΔ
X2
、LΔ
X3
、LΔ
X4
‑
弹簧的弹性变形量；M1，M2...Mn
‑
来往车辆的质量；v1，v2，...v
n
‑
来往车辆的速度；t
‑
来往车辆的运行时间；K
‑
弹簧形变系数；n1，n2‑
环向伸缩应力弹簧的数量；K...

【专利技术属性】
技术研发人员：琚琳，王伟，王伟东，张立兵，郭莉，黄启明，雷文松，周建兵，
申请(专利权)人：安徽省路桥工程集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：