CN108086137A - 一种装配式实心钢管约束钢筋混凝土柱高墩 - Google Patents
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Abstract
一种装配式实心钢管约束钢筋混凝土柱高墩，它属于一种桥梁结构构件。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独柱高墩。装配式实心钢管约束钢筋混凝土独柱高墩是将实心钢管约束钢筋混凝土短柱在工厂预制，现场通过耳板和钢板连接，最后通过灌浆连接。本发明中的预制实心钢管约束钢筋混凝土圆形柱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
技术领域
本发明属于一种桥梁结构构件，特别涉及装配式实心钢管约束钢筋混凝土独柱高墩及其安装工艺。
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。依据工业化建筑的特点提出了装配式实心钢管约束钢筋混凝土独柱高墩。
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，发挥其力学性能、充分利用材料、提高经济性能，加快施工进度等优势，并且在较高的桥梁中运用装配式钢管约束钢筋混凝土桥墩，本发明提供了一种装配式钢管约束钢筋混凝土独柱高墩。
为实现本发明目的而采用的技术方案是这样的，一种装配式实心钢管约束钢筋混凝土柱高墩，其特征在于: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。
包括：在工厂预制的A段混凝土柱、B段混凝土柱和C段混凝土柱，以及现场施工的基础部分。
所述A段混凝土柱外包A段钢管。所述A段混凝土柱的下表面具有墩底凹槽和灌浆套筒。
所述墩底凹槽是预制A段混凝土柱时，在预制A段混凝土柱下表面中央形成的一个中心孔。所述若干个灌浆套筒预埋在预制A段混凝土柱内，且每一个灌浆套筒的开口位于预制A段混凝土柱的下表面。
所述A段钢管的外表面具有若干个孔洞。这些孔洞连通A段钢管的外表面与灌浆套筒的侧面出浆口。
所述基础部分由混凝土浇筑，其内部预埋若干A段纵向钢筋和型钢剪力件。这些A段纵向钢筋的上端露出基础部分的上表面。所述型钢剪力件的上端也露出基础部分的上表面，并处于所述A段纵向钢筋合围的区域内。
所述基础部分内预留至少一条灌浆管道。
当所述A段混凝土柱被吊装到所述基础部分上方时，所述A段钢管的下端与所述基础部分的上表面接触。所述A段混凝土柱与所述基础部分的上表面之间具有间隙。所述A段纵向钢筋的上端伸入所述的灌浆套筒中。所述型钢剪力件的上端伸入墩底凹槽中。所述灌浆管道的一端管口被A段混凝土柱覆盖、另外一端管口未被A段混凝土柱覆盖。
通过所述的孔洞和灌浆管道向A段混凝土柱与基础部分之间的空隙灌入A段灌浆料。
所述B段混凝土柱外包B段钢管。所述B段混凝土柱内部无配筋。所述B段钢管的下端外表面焊接有若干耳板。所述A段钢管上端外表面同样焊接有若干耳板。通过连接钢板，将A段钢管和B段钢管的耳板连接在一起。所述B段混凝土柱和A段混凝土柱之间的间隙具有B段灌浆料。所述B段灌浆料是通过B段钢管管壁上的通孔灌注的。
所述C段混凝土柱外包C段钢管。所述C段混凝土柱具有由C段纵向钢筋和C段箍筋绑扎而成的筋笼。所述C段钢管的下端外表面焊接有若干耳板。所述B段钢管上端外表面同样焊接有若干耳板。通过连接钢板，将B段钢管和C段钢管的耳板连接在一起。所述C段混凝土柱和B段混凝土柱之间的间隙具有C段灌浆料。所述C段灌浆料是通过C段钢管管壁上的通孔灌注的。
另一种实施方式是：一种装配式实心钢管约束钢筋混凝土柱高墩，其特征在于: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。
包括：在工厂预制的A段混凝土柱、B段混凝土柱和C段混凝土柱，以及现场施工的基础部分。
所述A段混凝土柱外包A段钢管。所述A段混凝土柱的下表面具有墩底凹槽和灌浆套筒。
所述墩底凹槽是预制A段混凝土柱时，在A段混凝土柱下表面中央形成的一个中心孔。所述灌浆套筒形成前，需在预制A段混凝土柱时，在A段混凝土柱下表面预留一个环绕墩底凹槽的环形凹槽。
所述A段钢管的外表面具有若干个孔洞。这些孔洞连通A段钢管的外表面与环形凹槽。
所述基础部分由混凝土浇筑，其内部预埋若干A段纵向钢筋。这些A段纵向钢筋的上端露出基础部分的上表面，并围成一个圆形区域。所述圆形区域的中央具有基础凹槽。
所述基础部分内预留至少一条灌浆管道。
当所述A段混凝土柱被吊装到所述基础部分上方时，所述A段钢管的下端与所述基础部分的上表面接触。所述A段混凝土柱与所述基础部分的上表面之间具有间隙。所述A段纵向钢筋的上端伸入所述的环形凹槽中。所述基础凹槽与墩底凹槽对接。所述灌浆管道的一端管口被A段混凝土柱覆盖、另外一端管口未被A段混凝土柱覆盖。
通过所述的孔洞和/或灌浆管道向A段混凝土柱与基础部分之间的空间灌入A段灌浆料。所述A段灌浆料充入环形凹槽中，形成灌浆套筒；
所述B段混凝土柱外包B段钢管。所述B段混凝土柱内部无配筋。所述B段钢管的下端外表面焊接有若干耳板。所述A段钢管上端外表面同样焊接有若干耳板。通过连接钢板，将A段钢管和B段钢管的耳板连接在一起。所述B段混凝土柱和A段混凝土柱之间的间隙具有B段灌浆料。所述B段灌浆料是通过B段钢管管壁上的通孔灌注的。
所述C段混凝土柱外包C段钢管。所述C段混凝土柱具有由C段纵向钢筋和C段箍筋绑扎而成的筋笼。所述C段钢管的下端外表面焊接有若干耳板。所述B段钢管上端外表面同样焊接有若干耳板。通过连接钢板，将B段钢管和C段钢管的耳板连接在一起。所述C段混凝土柱和B段混凝土柱之间的间隙具有C段灌浆料。所述C段灌浆料是通过C段钢管管壁上的通孔灌注的。
进一步，A段钢管、B段钢管和C段钢管由冷弯焊接而成，采用Q235钢材、Q345钢材、Q390钢材或Q420钢材制成。
进一步，A段和C段内的筋笼采用HRB335、HRB400、RRB400或HRB500钢筋
进一步，所述型钢剪力件采用Q235钢材、Q345钢材、Q390钢材或Q420钢材制成。
本发明的主要内容是装配式实心钢管约束钢筋混凝土独柱高墩，及其施工工艺。
本发明提出的装配式钢管约束钢筋混凝土独柱高墩具有下列优点：
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.桥墩在安装时，上下两段高柱采用耳板固定，通过预留孔洞灌浆固定；该方式较现有装配式混凝土长柱连接方式能有效提高上下柱之间的连接可靠性并且施工更方便，较装配式钢管混凝土柱常用的法兰盘连接更加经济和美观。
附图说明
图1装配式实心钢管约束钢筋混凝土柱高墩的俯视图；
图2装配式实心钢管约束钢筋混凝土柱高墩的立面图(图1的1-1剖视图)；
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段的一种实施方式的立面图(剖视图)；
图6为A段的另外一种实施方式的立面图(剖视图)；
图7为A、B段连接的示意图；
图8为B、C段连接的示意图。
图中：A段为墩底配筋段、B段为无配筋段、C段为墩顶配筋段；A段混凝土1、A段钢管2、型钢剪力件3、A段纵向钢筋4、A段箍筋5、灌浆套筒6、A段灌浆料7、墩底凹槽8、基础凹槽9、灌浆管道10、孔洞11、基础部分12；连接钢板13、耳板14；B段混凝土10、B段钢管20、B段灌浆料70；C段混凝土100、C段钢管200、C段灌浆料700、C段纵向钢筋400、C段箍筋500。
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。
实施例1：
一种装配式实心钢管约束钢筋混凝土柱高墩，其特征在于: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。
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，以及现场施工的基础部分12。
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，其内部预埋若干纵向钢筋4和型钢剪力件3。这些纵向钢筋4的上端露出基础部分12的上表面，并围成一个圆形区域。所述型钢剪力件3的上端也露出基础部分12的上表面，并处于所述圆形区域的中央。实施例中，如图所示，所述型钢剪力件3是一个十字形钢构件。
所述基础部分12内预留至少一条灌浆管道10。
当所述A段混凝土柱1被吊装到所述基础部分12上方时，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C段混凝土柱100外包C段钢管200。所述C段混凝土柱100具有由C段纵向钢筋400和C段箍筋500绑扎而成的筋笼。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。
实施例2：
一种装配式实心钢管约束钢筋混凝土柱高墩，其特征在于: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。
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，以及现场施工的基础部分12。
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A段混凝土柱1下表面中央形成的一个中心孔。所述灌浆套筒6形成前，需在预制A段混凝土柱1时，在A段混凝土柱1下表面预留一个环绕墩底凹槽8的环形凹槽。
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的外表面与环形凹槽。
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。这些A段纵向钢筋4的上端露出基础部分12的上表面，并围成一个圆形区域。所述圆形区域的中央具有基础凹槽9。
所述基础部分12内预留至少一条灌浆管道10。
当所述A段混凝土柱1被吊装到所述基础部分12上方时，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的上端伸入所述的环形凹槽中。所述基础凹槽9与墩底凹槽8对接。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/或灌浆管道10向A段混凝土柱1与基础部分12之间的空间灌入A段灌浆料7。所述A段灌浆料7充入环形凹槽中，形成灌浆套筒6；
所述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C段混凝土柱100外包C段钢管200。所述C段混凝土柱100具有由C段纵向钢筋400和C段箍筋500绑扎而成的筋笼。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。
Claims (5)
1.一种装配式实心钢管约束钢筋混凝土柱高墩，其特征在于: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；
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)，以及现场施工的基础部分(12)；
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)；这些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；
所述基础部分(12)内预留至少一条灌浆管道(10)；
当所述A段混凝土柱(1)被吊装到所述基础部分(12)上方时，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C段混凝土柱(100)外包C段钢管(200)；所述C段混凝土柱(100)具有由C段纵向钢筋(400)和C段箍筋(500)绑扎而成的筋笼；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。
2.一种装配式实心钢管约束钢筋混凝土柱高墩，其特征在于: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；
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)，以及现场施工的基础部分(12)；
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A段混凝土柱(1)下表面中央形成的一个中心孔；所述灌浆套筒(6)形成前，需在预制A段混凝土柱(1)时，在A段混凝土柱(1)下表面预留一个环绕墩底凹槽(8)的环形凹槽；
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)的外表面与环形凹槽；
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)；这些A段纵向钢筋(4)的上端露出基础部分(12)的上表面，并围成一个圆形区域；所述圆形区域的中央具有基础凹槽(9)；
所述基础部分(12)内预留至少一条灌浆管道(10)；
当所述A段混凝土柱(1)被吊装到所述基础部分(12)上方时，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)的上端伸入所述的环形凹槽中；所述基础凹槽(9)与墩底凹槽(8)对接；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/或灌浆管道(10)向A段混凝土柱(1)与基础部分(12)之间的空间灌入A段灌浆料(7)；所述A段灌浆料(7)充入环形凹槽中，形成灌浆套筒(6)；
所述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C段混凝土柱(100)外包C段钢管(200)；所述C段混凝土柱(100)具有由C段纵向钢筋(400)和C段箍筋(500)绑扎而成的筋笼；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。
3.根据权利要求1所述的一种装配式实心钢管约束钢筋混凝土柱高墩，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。
4.根据权利要求1所述的一种装配式实心钢管约束钢筋混凝土柱高墩，其特征在于：A段和C段的筋笼采用HRB335、HRB400、RRB400或HRB500钢筋。
5.根据权利要求1所述的一种装配式实心钢管约束钢筋混凝土柱高墩，其特征在于：所述型钢剪力件(3)采用Q235钢材、Q345钢材、Q390钢材或Q420钢材制成。
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