CN104452578A - 桩顶埋设吸能材料的耐震型整体式桥台桥梁及其施工方法 - Google Patents

桩顶埋设吸能材料的耐震型整体式桥台桥梁及其施工方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种桩顶埋设吸能材料的耐震型整体式桥台桥梁及其施工方法，包括桥台，所述桥台靠近土体一侧与连接板一端相连接，所述连接板另一端连接有台后搭板，所述连接板与桥台浇筑成一体，所述桥台下部设置有支承桩，所述台后搭板和连接板下部设置有微型桩，所述支承桩和微型桩的桩长边或长轴方向与桥梁纵向变形方向垂直，所述支承桩和微型桩的桩顶与周围土体之间填充吸能材料，所述吸能材料横截面形状与桩截面形状保持一致，该桥型结构简单，受力合理，减轻了对支承桩和微型桩的桩身损伤，纵向变形能力强，抗震能力好。

Description

桩顶埋设吸能材料的耐震型整体式桥台桥梁及其施工方法
技术领域
本发明涉及桥梁领域，具体涉及一种桩顶埋设吸能材料的耐震型整体式桥台桥梁及其施工方法。
背景技术
无伸缩缝桥梁不仅基本解决了伸缩缝和支座带来的病害与维修更换问题，而且还提高了桥梁承受灾害事件的能力和服务质量。过去的几十年里， 该桥型在欧美等地得到了广泛的应用，近年来我国也开始研究和应用无伸缩缝桥梁。一种应用较广的无伸缩缝桥梁是整体式桥台桥梁，由于取消了伸缩缝，整体式桥台桥梁多采用H型钢桩作为支承桩（水平柔度大），以适应该桥型纵向变形（由温度变化、混凝土收缩和徐变等产生），但其较少考虑到该桥型的抗震能力问题，可能也需要提高其抗震能力。
我国通常使用混凝土桩作为整体式桥台桥梁支承桩（经济方面的考虑），其水平抗推刚度较大，抗拉性能差，最重要的是地震作用下不能起到很好的耗能作用，从而影响了该桥型的纵向变形能力，使用寿命尤其是抗震能力，进而影响了该桥型在我国的应用。
粘弹性材料是一种既有弹性固体性质，又有粘性流体性质的高分子聚合物。所以它兼有粘性流体在一定流动状态下损耗能量的特性和弹性材料储存能量的特性。在正常使用状态下，该材料会降低土对桩的阻力；在地震作用下，该材料会发生应变滞后于应力的现象，从而使一部分能量以热或其它形式消耗掉。
发明内容
本发明的目的是针对以上不足之处，提供了一种桩顶埋设吸能材料的耐震型整体式桥台桥梁及其施工方法，该桥型结构简单，受力合理，减轻了对支承桩和微型桩的桩身损伤，纵向变形能力强，抗震能力好。
本发明解决技术问题所采用的方案是一种桩顶埋设吸能材料的耐震型整体式桥台桥梁，包括桥台，所述桥台靠近土体一侧与连接板一端相连接，所述连接板另一端连接有台后搭板，所述连接板与桥台浇筑成一体，所述桥台下部设置有支承桩，所述台后搭板和连接板下部设置有微型桩，所述支承桩和微型桩的桩长边或长轴方向与桥梁纵向变形方向垂直，所述支承桩和微型桩的桩顶与周围土体之间填充吸能材料，所述吸能材料横截面形状与桩截面形状保持一致。
进一步的，所述的微型桩与支承桩的桩径或边长不同,微型桩桩径或桩边长不超过300mm，但大于100mm，且其长细比大于30。
进一步的，所述的微型桩和支承桩均为普通混凝土桩，截面可为矩形或椭圆形。
进一步的，所述的微型桩和支承桩均为钢桩，截面可为矩形或椭圆形。
进一步的，所述吸能材料的横截面直径或边长为与之对应的微型桩和支承桩的桩径或者边长的2~4倍，深度为与之对应的微型桩和支承桩的桩长的1/6~1/3。
进一步的，所述的吸能材料为粘弹性材料。
进一步的，所述的吸能材料为70号道路石油沥青、厚浆溶剂型沥青胶泥或AC-5砂粒式密集配沥青混凝土混合料。
一种桩顶埋设吸能材料的耐震型整体式桥台桥梁的施工方法，包括以下步骤：（1）将支承桩和微型桩以一定方向打入土中，支承桩和微型桩的长边或长轴方向与桥梁纵向变形方向垂直；（2）在支承桩和微型桩与周围土体之间填充粘弹性吸能材料，吸能材料横截面形状与桩截面形状保持一致；（3）在支承桩上方设置桥台，在微型桩上方设置连接板和台后搭板。
与现有技术相比，本发明有以下有益效果：吸能材料降低了土对支承桩的阻力，增加了支承桩的水平柔度，提高了该桥型吸收由温度变化、混凝土收缩和徐变等产生的纵向变形的能力；吸能材料降低了桩身内力，减轻了纵向变形对桩身损害，提高了该桥型吸收耗散地震能量能力，从而减轻地震作用对该桥型的损害。
附图说明
下面结合附图对本发明专利进一步说明。
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明实施例一支承桩和微型桩桩顶细部构造示意图;
图3为本发明实施例二支承桩和微型桩桩顶细部构造示意图;
图4为本发明实施例三支承桩和微型桩桩顶细部构造示意图;
图5为本发明实施例四支承桩和微型桩桩顶细部构造示意图;
图6为本发明实施例五支承桩和微型桩桩顶细部构造示意图;
图7为本发明实施例六支承桩和微型桩桩顶细部构造示意图;
图8为本发明实施例七支承桩和微型桩桩顶细部构造示意图;
图9为本发明实施例八支承桩和微型桩桩顶细部构造示意图;
图中： 1-支承桩、2-微型桩、3-吸能材料、4-台后搭板、5-连接板、6-桥台。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。
如图1至9所示，一种桩顶埋设吸能材料的耐震型整体式桥台桥梁，包括桥台6，所述桥台6靠近土体一侧与连接板5一端相连接，所述连接板5另一端连接有台后搭板4，所述连接板5与桥台6浇筑成一体，所述桥台6下部设置有支承桩1，所述台后搭板4和连接板5下部设置有微型桩2，所述支承桩1和微型桩2的桩长边或长轴方向与桥梁纵向变形方向垂直，所述支承桩1和微型桩2的桩顶与周围土体之间填充吸能材料3，所述吸能材料3横截面形状与桩截面形状保持一致。
在本实施例中，所述的微型桩2与支承桩1的桩径或边长不同，承受很小竖向力，主要起耗能作用,微型桩桩径或桩边长不超过300mm，但大于100mm，且其长细比大于30。
在本实施例中，所述的微型桩2和支承桩1均为普通混凝土桩，截面可为矩形或椭圆形，如图2所示本发明实施例一微型桩2和支承桩1截面均为椭圆形；如图3所示本发明实施例二的桩顶细部构造示意图，其于实施例一区别在于截面均为矩形；如图4所示本发明实施例三的桩顶细部构造示意图，其于实施例一区别在于支承桩1截面为矩形，微型桩2截面为椭圆形；如图5所示本发明实施例四的桩顶细部构造示意图，其于实施例一区别在于支承桩1截面为椭圆形，微型桩2截面为矩形。
在本实施例中，所述的微型桩2和支承桩1均为钢桩，截面可为矩形或椭圆形。如图6所示本发明实施例五的桩顶细部构造示意图，其于实施例一区别在于所述的微型桩2和支承桩1均为钢桩，截面均为椭圆形；如图7所示本发明实施例六的桩顶细部构造示意图，其于实施例以区别在于所述的微型桩2和支承桩1均为钢桩，截面均为矩形；如图8所示本发明实施例七的桩顶细部构造示意图，其于实施例一区别在于所述的微型桩2和支承桩1均为钢桩，支承桩1截面为矩形，微型桩2截面为椭圆形；如图9所示本发明实施例八的桩顶细部构造示意图，其于实施例一区别在于所述的微型桩2和支承桩1均为钢桩，支承桩1截面为椭圆形，微型桩2截面为矩形。
在本实施例中，所述吸能材料3的横截面直径或边长为与之对应的微型桩2和支承桩1的桩径或者边长的2~4倍，深度为与之对应的微型桩2和支承桩1的桩长的1/6~1/3。
在本实施例中，所述的吸能材料3为粘弹性材料，可为沥青、沥青胶泥或者沥青混合料等经济易得的材料。
在本实施例中，所述的吸能材料3为需加热使用的70号道路石油沥青、便于施工的厚浆溶剂型沥青胶泥或AC-5砂粒式密集配沥青混凝土混合料，AC-5砂粒式密集配沥青混凝土混合料其中集料应保持洁净、干燥并与沥青粘附性良好。
在本实施例中，可以根据当地温差大小，桥长以及抗震等级等条件选择不同截面，不同材料的支承桩1和微型桩2，并且可以选择微型桩2的数量和具体位置。
一种桩顶埋设吸能材料的耐震型整体式桥台桥梁的施工方法，包括以下步骤：（1）将支承桩1和微型桩2以一定方向打入土中，支承桩1和微型桩2的长边或长轴方向与桥梁纵向变形方向垂直；（2）在支承桩1和微型桩2与周围土体之间填充粘弹性吸能材料3，吸能材料3横截面形状与桩截面形状保持一致；（3）在支承桩1上方设置桥台6，在微型桩2上方设置连接板5和台后搭板4。
上列较佳实施例，对本发明的目的、技术方案和优点进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种桩顶埋设吸能材料的耐震型整体式桥台桥梁，其特征在于：包括桥台，所述桥台靠近土体一侧与连接板一端相连接，所述连接板另一端连接有台后搭板，所述连接板与桥台浇筑成一体，所述桥台下部设置有支承桩，所述台后搭板和连接板下部设置有微型桩，所述支承桩和微型桩的桩长边或长轴方向与桥梁纵向变形方向垂直，所述支承桩和微型桩的桩顶与周围土体之间填充吸能材料，所述吸能材料横截面形状与桩截面形状保持一致。
2.根据权利要求1所述的桩顶埋设吸能材料的耐震型整体式桥台桥梁，其特征在于：所述的微型桩与支承桩的桩径或边长不同，微型桩桩径或桩边长不超过300mm，但大于100mm，且其长细比大于30。
3.根据权利要求1所述的桩顶埋设吸能材料的耐震型整体式桥台桥梁，其特征在于：所述的微型桩和支承桩均为普通混凝土桩，截面可为矩形或椭圆形。
4.根据权利要求1所述的桩顶埋设吸能材料的耐震型整体式桥台桥梁，其特征在于：所述的微型桩和支承桩均为钢桩，截面可为矩形或椭圆形。
5.根据权利要求1所述的桩顶埋设吸能材料的耐震型整体式桥台桥梁，其特征在于：所述吸能材料的横截面直径或边长为与之对应的微型桩和支承桩的桩径或者边长的2~4倍，深度为与之对应的微型桩和支承桩的桩长的1/6~1/3。
6.根据权利要求1所述的桩顶埋设吸能材料的耐震型整体式桥台桥梁，其特征在于：所述的吸能材料为粘弹性材料。
7.根据权利要求1所述的桩顶埋设吸能材料的耐震型整体式桥台桥梁，其特征在于：所述的吸能材料为70号道路石油沥青、厚浆溶剂型沥青胶泥或AC-5砂粒式密集配沥青混凝土混合料。
8.一种桩顶埋设吸能材料的耐震型整体式桥台桥梁的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）将支承桩和微型桩以一定方向打入土中，支承桩和微型桩的长边或长轴方向与桥梁纵向变形方向垂直；（2）在支承桩和微型桩与周围土体之间填充粘弹性吸能材料，吸能材料横截面形状与桩截面形状保持一致；（3）在支承桩上方设置桥台，在微型桩上方设置连接板和台后搭板。
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