CN108086135A - 一种装配式钢管约束钢筋混凝土排架桥墩 - Google Patents

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Abstract

本发明公开的一种装配式钢管约束钢筋混凝土排架桥墩是盖梁、钢管约束钢筋混凝土柱、波纹腹板梁在工厂预制，并在钢管约束钢筋混凝土柱上焊有内外环板，盖梁与钢管约束钢筋混凝土柱及基础通过灌浆的方式进行连接，波纹腹板梁与柱可采用焊缝连接和螺栓连接。本发明中的装配式钢管约束钢筋混凝土排架桥墩具有充分利用材料强度，抗火抗震性能好，经济效益好等优点。本发明采用装配式结构，具有施工速度快、施工质量高、施工环境改善、劳动条件改善、资源能源节约、成本节约等优点。

Description

一种装配式钢管约束钢筋混凝土排架桥墩
技术领域
本发明属于一种桥梁结构构件，特别涉及装配式钢管约束钢筋混凝土排架桥墩及安装工艺。
背景技术
钢管约束钢筋混凝土是在薄壁钢管内填充混凝土，钢管不直接承担外部荷载，而主要对核心混凝土起约束作用的一种组合构件。钢管约束钢筋混凝土柱承载力高，抗震和抗火性能优越，能充分利用高强钢材和混凝土的强度。当钢管约束钢筋混凝土构件外包钢管为圆形时，钢管对核心混凝土约束均匀，可充分利用钢管的抗拉强度，经济效益良好。目前我国正逐步推广建筑工业化，工业化建筑不但具有施工速度快、施工质量高、施工环境改善等优点，而且符合可持续发展要求。依据工业化建筑特点提出了装配式钢管约束钢筋混凝土排架桥墩。
发明内容
为了在桥梁结构中推广新型装配式钢管约束钢筋混凝土结构，发挥其结构力学性能优势，充分利用材料并降低材料使用量，提高经济性能，加快施工进度等，本发明提供了一种装配式钢管约束钢筋混凝土排架桥墩。
为实现本发明目的而采用的技术方案是这样的，一种装配式钢管约束钢筋混凝土排架桥墩，其特征在于:包括在工厂预制的盖梁G、钢管约束钢筋混凝土墩D1和D2和波纹腹板梁L，以及现场施工的基础部分12。
所述钢管约束钢筋混凝土墩D1和钢管约束钢筋混凝土墩D2结构相同，从下到上依次：A段为墩底配筋段、B段为无配筋段、C段为墩顶配筋段。其包括：在工厂预制的A段混凝土柱1、B段混凝土柱10和C段混凝土柱100。
所述A段混凝土柱1外包A段钢管2。所述A段混凝土柱1的下表面具有墩底凹槽8和灌浆套筒6。
所述墩底凹槽8是预制A段混凝土柱1时，在预制A段混凝土柱1下表面中央形成的一个中心孔。所述若干个灌浆套筒6预埋在预制A段混凝土柱1内，且每一个灌浆套筒6的开口位于预制A段混凝土柱1的下表面。
所述A段钢管2的外表面具有若干个孔洞11。这些孔洞11连通A段钢管2的外表面与灌浆套筒6的侧面出浆口。
所述基础部分12由混凝土浇筑，其内部预埋若干A段纵向钢筋4和型钢剪力件3。
所述钢管约束钢筋混凝土墩D1和钢管约束钢筋混凝土墩D2下方连接在基础部分12上表面的连接区域。
所述基础部分12上表面的连接区域构成如下：A段纵向钢筋4的上端露出基础部分12的上表面。所述型钢剪力件3的上端也露出基础部分12的上表面，并处于所述A段纵向钢筋4合围的区域内。基础部分12内预留灌浆管道10。
当所述钢管约束钢筋混凝土墩D1和钢管约束钢筋混凝土墩D2的A段混凝土柱1被吊装到所述基础部分12的连接区域时，所述A段钢管2的下端与所述基础部分12的上表面接触。所述A段混凝土柱1与所述基础部分12的上表面之间具有间隙。所述A段纵向钢筋4的上端伸入所述的灌浆套筒6中。所述型钢剪力件3的上端伸入墩底凹槽8中。所述灌浆管道10的一端管口被A段混凝土柱1覆盖、另外一端管口未被A段混凝土柱1覆盖。
通过所述的孔洞11和灌浆管道10向A段混凝土柱1与基础部分12之间的空隙灌入A段灌浆料7。所述A段混凝土柱1内部具有筋笼。
所述钢管约束钢筋混凝土墩D1和钢管约束钢筋混凝土墩D2的B段混凝土柱10外包B段钢管20。所述B段混凝土柱10内部无配筋。所述B段钢管20的下端外表面焊接有若干耳板14。所述A段钢管2上端外表面同样焊接有若干耳板14。通过连接钢板13，将A段钢管2和B段钢管20的耳板14连接在一起。所述B段混凝土柱10和A段混凝土柱1之间的间隙具有B段灌浆料70。所述B段灌浆料70是通过B段钢管20管壁上的通孔灌注的。
所述钢管约束钢筋混凝土墩D1和钢管约束钢筋混凝土墩D2的C段混凝土柱100外包C段钢管200。所述C段混凝土柱100的上表面具有墩顶凹槽800和灌浆套筒600。
所述墩顶凹槽800是预制C段混凝土柱100时，在预制C段混凝土柱100上表面中央形成的一个中心孔。所述若干个灌浆套筒600预埋在预制C段混凝土柱100内，且每一个灌浆套筒600的开口位于预制C段混凝土柱100的上表面。
所述C段钢管200的外表面具有若干个孔洞110。这些孔洞110连通C段钢管200的外表面与灌浆套筒600的侧面出浆口。
所述盖梁G由混凝土浇筑，其内部预埋若干C段纵向钢筋400和型钢剪力件300。
所述钢管约束钢筋混凝土墩D1和钢管约束钢筋混凝土墩D2上方连接在盖梁G下表面的连接区域。
所述盖梁G下表面的连接区域构成如下：C段纵向钢筋G4的下端露出盖梁G的下表面。所述型钢剪力件G3的下端也露出盖梁G的下表面，并处于所述C段纵向钢筋G4合围的区域内。所述盖梁G内预留灌浆管道G10。
当所述盖梁G被吊装到钢管约束钢筋混凝土墩D1和钢管约束钢筋混凝土墩D2上方时，所述钢管约束钢筋混凝土墩D1和钢管约束钢筋混凝土墩D2的C段钢管200的上端与所述盖梁G的连接区域接触。所述C段混凝土柱100与所述盖梁G的上表面之间具有间隙。所述C段纵向钢筋G4的下端伸入所述的灌浆套筒600中。所述型钢剪力件300的下端伸入墩顶凹槽800中。所述灌浆管道G10的一端管口被C段混凝土柱100覆盖、另外一端管口未被C段混凝土柱100覆盖。
通过所述的孔洞G11和灌浆管道G10向C段混凝土柱100与盖梁G之间的空隙灌入灌浆料G7。
所述C段和A段混凝土柱100内具有筋笼。所述C段钢管200的下端外表面焊接有若干耳板14。所述B段钢管20上端外表面同样焊接有若干耳板14。通过连接钢板13，将B段钢管20和C段钢管200的耳板14连接在一起。所述C段混凝土柱100和B段混凝土柱10之间的间隙具有C段灌浆料700。所述C段灌浆料700是通过C段钢管200管壁上的通孔灌注的。
所述钢管约束钢筋混凝土墩D1和钢管约束钢筋混凝土墩D2的B段混凝土柱10各自焊接有两个环板组。每一个环板组包括内环板和外环板。所述内环板被焊接在B段钢管20内部，其外环与B段钢管20的内壁连接。所述外环板被焊接在B段钢管20外部，其外环与B段钢管20的外壁连接。同一个环板组的内环板和外环板处于同一平面。
和下翼缘。所述上翼缘和下翼缘相互平行，二者之间通过波纹腹板连接。所述波纹腹板梁L架设在所述钢管约束钢筋混凝土墩D1和钢管约束钢筋混凝土墩D2的B段混凝土柱10之间。通过高强螺栓，使得波纹腹板梁L的两端与B段钢管20的外环板连接。
进一步，A段钢管2、B段钢管20和C段钢管200由冷弯焊接而成，采用Q235钢材、Q345钢材、Q390钢材或Q420钢材制成。
进一步，A段和C段的筋笼采用HRB335、HRB400、RRB400或HRB500钢筋
进一步，所述型钢剪力件3和型钢剪力件G3采用Q235钢材、Q345钢材、Q390钢材或Q420钢材制成。
进一步，波纹腹板梁L采用正弦波纹或圆弧波纹，材料采用Q235钢材、Q345钢材、Q390钢材或Q420钢材。
进一步，节点螺栓连接构造包括节点板L5和高强螺栓L6，节点板L5的上下端分别与处于同一个B段钢管20的两块外环板焊接，波纹腹板梁L的两端与节点板L5通过高强螺栓L6连接。
进一步，所述高强螺栓6采用8.8级和10.9级承压型连接高强度螺栓。
本发明的主要内容是装配式钢管约束钢筋混凝土排架桥墩，及其施工工艺。
本发明的主要内容是装配式钢管约束钢筋混凝土排架桥墩。
本发明提出的装配式钢管约束钢筋混凝土排架桥墩具有下列优点：
1.实心钢管约束钢筋混凝土圆形柱，可充分利用材料强度，抗火抗震性能好，经济效益好等。
2.装配式结构，具有施工速度快、施工质量高、施工环境改善、劳动条件改善、资源能源节约、成本节约等优点。
3.装配式钢管约束钢筋混凝土排架桥墩通过波纹腹板梁连接，波纹腹板梁和普通梁相比具有承载力高、刚性好、运输方便等优点，使用波纹腹板梁，可使腹板厚度减小而无需加劲肋防止局部屈曲，经济效益高。
4.排架桥墩相对于普通桥墩能提供更大的桥梁高度和桥面面积，应用范围更广。
附图说明
图1装配式钢管约束钢筋混凝土排架桥墩立面图
图2钢管约束钢筋混凝土墩D1/D2的立面图；
图3为图2的2-2剖视图；
图4为图2的3-3剖视图；
图5为A段与基础部分连接示意图；
图6为C段与盖梁连接的示意图；
图7为A、B段连接的示意图；
图8为B、C段连接的示意图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明，但不应该理解为本发明上述主题范围仅限于下述实施例。在不脱离本发明上述技术思想的情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段，做出各种替换和变更，均应包括在本发明的保护范围内。
一种装配式钢管约束钢筋混凝土排架桥墩，其特征在于:包括在工厂预制的盖梁G、钢管约束钢筋混凝土墩D1和D2和波纹腹板梁L，以及现场施工的基础部分12。
所述钢管约束钢筋混凝土墩D1和钢管约束钢筋混凝土墩D2结构相同，从下到上依次：A段为墩底配筋段、B段为无配筋段、C段为墩顶配筋段。其包括：在工厂预制的A段混凝土柱1、B段混凝土柱10和C段混凝土柱100。
所述A段混凝土柱1外包A段钢管2。所述A段混凝土柱1的下表面具有墩底凹槽8和灌浆套筒6。
所述墩底凹槽8是预制A段混凝土柱1时，在预制A段混凝土柱1下表面中央形成的一个中心孔。所述若干个灌浆套筒6预埋在预制A段混凝土柱1内，且每一个灌浆套筒6的开口位于预制A段混凝土柱1的下表面。
所述A段钢管2的外表面具有若干个孔洞11。这些孔洞11连通A段钢管2的外表面与灌浆套筒6的侧面出浆口。
所述基础部分12由混凝土浇筑，其内部预埋若干A段纵向钢筋4和型钢剪力件3。
所述钢管约束钢筋混凝土墩D1和钢管约束钢筋混凝土墩D2下方连接在基础部分12上表面的连接区域。
所述基础部分12上表面的连接区域构成如下：A段纵向钢筋4的上端露出基础部分12的上表面。所述型钢剪力件3的上端也露出基础部分12的上表面，并处于所述A段纵向钢筋4合围的区域内。基础部分12内预留灌浆管道10。
当所述钢管约束钢筋混凝土墩D1和钢管约束钢筋混凝土墩D2的A段混凝土柱1被吊装到所述基础部分12的连接区域时，所述A段钢管2的下端与所述基础部分12的上表面接触。所述A段混凝土柱1与所述基础部分12的上表面之间具有间隙。所述A段纵向钢筋4的上端伸入所述的灌浆套筒6中。所述型钢剪力件3的上端伸入墩底凹槽8中。所述灌浆管道10的一端管口被A段混凝土柱1覆盖、另外一端管口未被A段混凝土柱1覆盖。
通过所述的孔洞11和灌浆管道10向A段混凝土柱1与基础部分12之间的空隙灌入A段灌浆料7。所述A段混凝土柱1内部具有筋笼。
所述钢管约束钢筋混凝土墩D1和钢管约束钢筋混凝土墩D2的B段混凝土柱10外包B段钢管20。所述B段混凝土柱10内部无配筋。所述B段钢管20的下端外表面焊接有若干耳板14。所述A段钢管2上端外表面同样焊接有若干耳板14。通过连接钢板13，将A段钢管2和B段钢管20的耳板14连接在一起。所述B段混凝土柱10和A段混凝土柱1之间的间隙具有B段灌浆料70。所述B段灌浆料70是通过B段钢管20管壁上的通孔灌注的。
所述钢管约束钢筋混凝土墩D1和钢管约束钢筋混凝土墩D2的C段混凝土柱100外包C段钢管200。所述C段混凝土柱100的上表面具有墩顶凹槽800和灌浆套筒600。
所述墩顶凹槽800是预制C段混凝土柱100时，在预制C段混凝土柱100上表面中央形成的一个中心孔。所述若干个灌浆套筒600预埋在预制C段混凝土柱100内，且每一个灌浆套筒600的开口位于预制C段混凝土柱100的上表面。
所述C段钢管200的外表面具有若干个孔洞110。这些孔洞110连通C段钢管200的外表面与灌浆套筒600的侧面出浆口。
所述盖梁G由混凝土浇筑，其内部预埋若干C段纵向钢筋400和型钢剪力件300。
所述钢管约束钢筋混凝土墩D1和钢管约束钢筋混凝土墩D2上方连接在盖梁G下表面的连接区域。
所述盖梁G下表面的连接区域构成如下：C段纵向钢筋G4的下端露出盖梁G的下表面。所述型钢剪力件G3的下端也露出盖梁G的下表面，并处于所述C段纵向钢筋G4合围的区域内。所述盖梁G内预留灌浆管道G10。
当所述盖梁G被吊装到钢管约束钢筋混凝土墩D1和钢管约束钢筋混凝土墩D2上方时，所述钢管约束钢筋混凝土墩D1和钢管约束钢筋混凝土墩D2的C段钢管200的上端与所述盖梁G的连接区域接触。所述C段混凝土柱100与所述盖梁G的上表面之间具有间隙。所述C段纵向钢筋G4的下端伸入所述的灌浆套筒600中。所述型钢剪力件300的下端伸入墩顶凹槽800中。所述灌浆管道G10的一端管口被C段混凝土柱100覆盖、另外一端管口未被C段混凝土柱100覆盖。
通过所述的孔洞G11和灌浆管道G10向C段混凝土柱100与盖梁G之间的空隙灌入灌浆料G7。
所述C段和A段混凝土柱100内具有筋笼。所述C段钢管200的下端外表面焊接有若干耳板14。所述B段钢管20上端外表面同样焊接有若干耳板14。通过连接钢板13，将B段钢管20和C段钢管200的耳板14连接在一起。所述C段混凝土柱100和B段混凝土柱10之间的间隙具有C段灌浆料700。所述C段灌浆料700是通过C段钢管200管壁上的通孔灌注的。
所述钢管约束钢筋混凝土墩D1和钢管约束钢筋混凝土墩D2的B段混凝土柱10各自焊接有两个环板组。每一个环板组包括内环板和外环板。所述内环板被焊接在B段钢管20内部，其外环与B段钢管20的内壁连接。所述外环板被焊接在B段钢管20外部，其外环与B段钢管20的外壁连接。同一个环板组的内环板和外环板处于同一平面。
和下翼缘。所述上翼缘和下翼缘相互平行，二者之间通过波纹腹板连接。所述波纹腹板梁L架设在所述钢管约束钢筋混凝土墩D1和钢管约束钢筋混凝土墩D2的B段混凝土柱10之间。通过高强螺栓，使得波纹腹板梁L的两端与B段钢管20的外环板连接。

Claims (7)

1.一种装配式钢管约束钢筋混凝土排架桥墩，其特征在于:包括在工厂预制的盖梁G、钢管约束钢筋混凝土墩D1和D2和波纹腹板梁L，以及现场施工的基础部分(12)；
所述钢管约束钢筋混凝土墩D1和钢管约束钢筋混凝土墩D2结构相同，从下到上依次：A段为墩底配筋段、B段为无配筋段、C段为墩顶配筋段；其包括：在工厂预制的A段混凝土柱(1)、B段混凝土柱(10)和C段混凝土柱(100)；
所述A段混凝土柱(1)外包A段钢管(2)；所述A段混凝土柱(1)的下表面具有墩底凹槽(8)和灌浆套筒(6)；
所述墩底凹槽(8)是预制A段混凝土柱(1)时，在预制A段混凝土柱(1)下表面中央形成的一个中心孔；所述若干个灌浆套筒(6)预埋在预制A段混凝土柱(1)内，且每一个灌浆套筒(6)的开口位于预制A段混凝土柱(1)的下表面；
所述A段钢管(2)的外表面具有若干个孔洞(11)；这些孔洞(11)连通A段钢管(2)的外表面与灌浆套筒(6)的侧面出浆口；
所述基础部分(12)由混凝土浇筑，其内部预埋若干A段纵向钢筋(4)和型钢剪力件(3)；
所述钢管约束钢筋混凝土墩D1和钢管约束钢筋混凝土墩D2下方连接在基础部分(12)上表面的连接区域；
所述基础部分(12)上表面的连接区域构成如下：A段纵向钢筋(4)的上端露出基础部分(12)的上表面；所述型钢剪力件(3)的上端也露出基础部分(12)的上表面，并处于所述A段纵向钢筋(4)合围的区域内；基础部分(12)内预留灌浆管道(10)；
当所述钢管约束钢筋混凝土墩D1和钢管约束钢筋混凝土墩D2的A段混凝土柱(1)被吊装到所述基础部分(12)的连接区域时，所述A段钢管(2)的下端与所述基础部分(12)的上表面接触；所述A段混凝土柱(1)与所述基础部分(12)的上表面之间具有间隙；所述A段纵向钢筋(4)的上端伸入所述的灌浆套筒(6)中；所述型钢剪力件(3)的上端伸入墩底凹槽(8)中；所述灌浆管道(10)的一端管口被A段混凝土柱(1)覆盖、另外一端管口未被A段混凝土柱(1)覆盖；
通过所述的孔洞(11)和灌浆管道(10)向A段混凝土柱(1)与基础部分(12)之间的空隙灌入A段灌浆料(7)；所述A段混凝土柱(1)内部具有筋笼；
所述钢管约束钢筋混凝土墩D1和钢管约束钢筋混凝土墩D2的B段混凝土柱(10)外包B段钢管(20)；所述B段混凝土柱(10)内部无配筋；所述B段钢管(20)的下端外表面焊接有若干耳板(14)；所述A段钢管(2)上端外表面同样焊接有若干耳板(14)；通过连接钢板(13)，将A段钢管(2)和B段钢管(20)的耳板(14)连接在一起；所述B段混凝土柱(10)和A段混凝土柱(1)之间的间隙具有B段灌浆料(70)；所述B段灌浆料(70)是通过B段钢管(20)管壁上的通孔灌注的；
所述钢管约束钢筋混凝土墩D1和钢管约束钢筋混凝土墩D2的C段混凝土柱(100)外包C段钢管(200)；所述C段混凝土柱(100)的上表面具有墩顶凹槽(800)和灌浆套筒(600)；
所述墩顶凹槽(800)是预制C段混凝土柱(100)时，在预制C段混凝土柱(100)上表面中央形成的一个中心孔；所述若干个灌浆套筒(600)预埋在预制C段混凝土柱(100)内，且每一个灌浆套筒(600)的开口位于预制C段混凝土柱(100)的上表面；
所述C段钢管(200)的外表面具有若干个孔洞(110)；这些孔洞(110)连通C段钢管(200)的外表面与灌浆套筒(600)的侧面出浆口；
所述盖梁G由混凝土浇筑，其内部预埋若干C段纵向钢筋(400)和型钢剪力件(300)；
所述钢管约束钢筋混凝土墩D1和钢管约束钢筋混凝土墩D2上方连接在盖梁G下表面的连接区域；
所述盖梁G下表面的连接区域构成如下：C段纵向钢筋(G4)的下端露出盖梁G的下表面；所述型钢剪力件(G3)的下端也露出盖梁G的下表面，并处于所述C段纵向钢筋(G4)合围的区域内；所述盖梁G内预留灌浆管道(G10)；
当所述盖梁G被吊装到钢管约束钢筋混凝土墩D1和钢管约束钢筋混凝土墩D2上方时，所述钢管约束钢筋混凝土墩D1和钢管约束钢筋混凝土墩D2的C段钢管(200)的上端与所述盖梁G的连接区域接触；所述C段混凝土柱(100)与所述盖梁G的上表面之间具有间隙；所述C段纵向钢筋(G4)的下端伸入所述的灌浆套筒(600)中；所述型钢剪力件(300)的下端伸入墩顶凹槽(800)中；所述灌浆管道(G10)的一端管口被C段混凝土柱(100)覆盖、另外一端管口未被C段混凝土柱(100)覆盖；
通过所述的孔洞(G11)和灌浆管道(G10)向C段混凝土柱(100)与盖梁G之间的空隙灌入灌浆料(G7)；
所述C段和A段混凝土柱(100)内具有筋笼；所述C段钢管(200)的下端外表面焊接有若干耳板(14)；所述B段钢管(20)上端外表面同样焊接有若干耳板(14)；通过连接钢板(13)，将B段钢管(20)和C段钢管(200)的耳板(14)连接在一起；所述C段混凝土柱(100)和B段混凝土柱(10)之间的间隙具有C段灌浆料(700)；所述C段灌浆料(700)是通过C段钢管(200)管壁上的通孔灌注的；
所述钢管约束钢筋混凝土墩D1和钢管约束钢筋混凝土墩D2的B段混凝土柱(10)各自焊接有两个环板组；每一个环板组包括内环板和外环板；所述内环板被焊接在B段钢管(20)内部，其外环与B段钢管(20)的内壁连接；所述外环板被焊接在B段钢管(20)外部，其外环与B段钢管(20)的外壁连接；同一个环板组的内环板和外环板处于同一平面；
和下翼缘；所述上翼缘和下翼缘相互平行，二者之间通过波纹腹板连接；所述波纹腹板梁L架设在所述钢管约束钢筋混凝土墩D1和钢管约束钢筋混凝土墩D2的B段混凝土柱(10)之间；通过高强螺栓，使得波纹腹板梁L的两端与B段钢管(20)的外环板连接。
2.根据权利要求1所述的一种装配式钢管约束钢筋混凝土排架桥墩，其特征在于：A段钢管(2)、B段钢管(20)和C段钢管(200)由冷弯焊接而成，采用Q235钢材、Q345钢材、Q390钢材或Q420钢材制成。
3.根据权利要求1所述的一种装配式钢管约束钢筋混凝土排架桥墩，其特征在于：A段和C段的筋笼采用HRB335、HRB400、RRB400或HRB500钢筋
4.根据权利要求1所述的一种装配式钢管约束钢筋混凝土排架桥墩，其特征在于：所述型钢剪力件(3)和型钢剪力件(G3)采用Q235钢材、Q345钢材、Q390钢材或Q420钢材制成。
5.根据权利1所述的装配式钢管约束钢筋混凝土排架桥墩，其特征在于：波纹腹板梁L采用正弦波纹或圆弧波纹，材料采用Q235钢材、Q345钢材、Q390钢材或Q420钢材。
6.根据权利1所述的装配式钢管约束钢筋混凝土排架桥墩，其特征在于：节点螺栓连接构造包括节点板(L5)和高强螺栓(L6)，节点板(L5)的上下端分别与处于同一个B段钢管(20)的两块外环板焊接，波纹腹板梁L的两端与节点板(L5)通过高强螺栓(L6)连接。
7.根据权利6所述的装配式钢管约束钢筋混凝土排架桥墩，其特征在于：所述高强螺栓(6)采用8.8级和10.9级承压型连接高强度螺栓。
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