CN109457625A - 钢-混凝土组合装配式桥梁排架墩体系及施工方法 - Google Patents
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Abstract
钢‑混凝土组合装配式桥梁排架墩体系及施工方法，包括桩基础、桩基础上面的空心钢管混凝土双柱墩、双柱墩之间的工字钢横系梁、双柱墩顶端的钢盖梁、钢盖梁上表面的支座及支座上面的主梁。空心钢管混凝土双柱墩由内、外层圆形同轴的不锈钢管及夹层素混凝土组成，矮墩整体预制，高墩分下节段、中节段和上节段进行节段预制；钢盖梁由矩形截面的不锈钢管、体内预应力钢筋和素混凝土整体预制。预制墩柱与桩基础连接处局部现浇，各节段间局部嵌套，且各连接处都进行焊接及螺栓连接。本发明采用的是双柱式桥梁排架墩抗震体系，亦可用于多柱式排架墩体系。所述排架墩体系属于桥梁工程领域，施工便捷、绿色环保。
Description
技术领域
本发明涉及桥梁结构体系，特别涉及一种新型的钢-混凝土组合装配式桥梁排架墩体系，属于桥梁工程领域。
背景技术
现有桥梁排架墩结构体系，一般由直立于桩基础上的墩柱、固定在墩柱上方的盖梁和设置在墩柱之间的横系梁组成，且墩柱、盖梁和横系梁都为钢筋混凝土构件，这样的结构在地震中表现出了严重的震害问题，如混凝土压溃剥落、钢筋屈曲外露等，一般通过改善混凝土和钢筋的性能或者增大构件尺寸来提升排架墩结构的抗震能力，而很少通过对结构体系做出改进和优化来提高排架墩结构的抗震性能。
传统的桥梁排架墩结构采用现场浇筑的施工方法，表现出施工速度慢、耗时费工、质量不佳、环境污染和结构抗震性能不足等问题。随着我国经济的快速发展，预制节段拼装技术在我国桥梁工程领域表现出了施工便捷、效率高、质量好、绿色环保等良好的发展前景，但目前主要应用于桥梁上部结构，在桥梁下部结构中的应用很少且技术有限。桥梁排架墩结构进行预制节段拼装时，预制墩柱与承台之间、预制墩柱与盖梁之间、预制墩柱与横系梁之间以及预制墩柱节段与节段之间如何连接，是影响预制节段拼装排架墩结构体系抗震性能的关键所在。
发明内容
本发明的目的是提供一种钢-混凝土组合装配式桥梁排架墩体系及施工方法。
本发明是钢-混凝土组合装配式桥梁排架墩体系及施工方法，钢-混凝土组合装配式桥梁排架墩体系，包括：桩基础1、桩柱2、承台3、地系梁4、环形钢板5、预留钢筋笼6、空心钢管混凝土双柱墩7、外钢管8、内钢管9、环形钢板10、素混凝土11、钢盖梁12、预应力钢筋13、工字钢横系梁14、钢板挡块15、钢板垫石16、高强螺栓扣17、支座21、主梁22，桩基础1在桩柱2的基础上分两种情况：一种是有承台3无地系梁4，一种是有地系梁4无承台3；桩基础1、桩柱2、承台3、地系梁4均采用整体现浇形式进行现场浇筑；在桩柱2或承台3顶端均设置连接桩基础1顶端与空心钢管混凝土双柱墩7墩底的预留钢筋笼6；预留钢筋笼6由环形十字对称排放的预留主筋18分内外双层或多层同心布置，用环形箍筋19固定绑扎；预留钢筋笼6的直径在内钢管9的直径以内；
预埋在桩柱2或承台3顶面以下的预留钢筋笼6下半段用十字交叉的构造钢筋20分上下多层固定在桩柱2或承台3中的主筋上，预留主筋18、环形箍筋19与构造钢筋20的各交点分别绑扎固定，与桩柱2轴线重合的预留主筋18绑扎在构造钢筋20的十字交点处；
预留钢筋笼6在桩柱2或承台3顶面以上的上半段伸在内钢管9底部，内钢管9底部现场浇筑一定高度的素混凝土11，其上保持中空；
空心钢管混凝土双柱墩7的两根墩柱均为整体预制或分节段预制拼装式墩柱，由外钢管8、内钢管9及夹层素混凝土11组成；外钢管8与内钢管9均是圆形截面，内钢管9内含于外钢管8，且两者的竖轴线重合，外钢管8与内钢管9之间灌注素混凝土11；
采用焊接和高强螺栓扣17将空心钢管混凝土双柱墩7墩底外钢管8底端与桩柱2或承台3顶端预埋的环形钢板5连接一起；
空心钢管混凝土双柱墩7的两根墩柱有两种预制形式，一是矮墩墩柱采用无节段整体预制，二是高墩墩柱分为下节段7-1、中节段7-2和上节段7-3，其中，中节段7-2可视墩高情况再分为子节段；各节段除下节段7-1以外，中节段7-2、上节段7-3及各子节段的底端均预制成倒“凸”字形，凸出部分的外径等于内钢管9的直径；各节段之间采用嵌套、焊接及高强螺栓扣17连接；
钢盖梁12由不锈钢的钢槽12-1、剪力钉12-2、顶板12-3、锚具12-4、钢板挡块15和钢板垫石16，以及预应力钢筋13和素混凝土11整体预制而成；其中，钢槽12-1由五块不锈钢板焊接而成，上面开口，横断面为矩形，在钢槽12-1底板上沿纵向布置钢板剪力钉12-2，顶板12-3为不锈钢板；预应力钢筋13布置在钢槽12-1内底部，两端通过锚具12-4分别锚固在钢盖梁12梁端外表面；钢盖梁12梁端上表面设置单层钢板挡块15；主梁支座位置处设置钢板垫石16）；
整个结构体系为：在桩基础1顶端设置预留钢筋笼6，即预留钢筋笼6的下半段预埋于桩顶2或承台3中，上半段伸出桩柱2或承台3顶面；将采用整体预制或分节段预制好的空心钢管混凝土双柱墩7的两根墩柱分别与桩基础1拼装组合在一起；将预制好的钢盖梁12定在空心钢管混凝土双柱墩7墩顶；将工字钢横系梁14通过焊接的方式固定在空心钢管混凝土双柱墩7之间。
本发明的钢-混凝土组合装配式桥梁排架墩体系的施工方法，空心钢管混凝土双柱墩7矮墩墩柱采用无节段整体预制，其步骤为：
每根墩柱均采用一个内钢管9和一个外钢管8，内钢管9底部焊接在环形钢板10内边缘，外钢管8底部焊接在环形钢板10外边缘，即先用环形钢板10封底，再从还未封顶的墩柱顶端自上而下在内钢管9、外钢管8之间灌筑夹层素混凝土11，素混凝土11浇筑到墩柱顶端后，抹平，使素混凝土11与墩柱顶面齐平，最后用环形钢板10焊接封顶，经养护、成型，拉运到施工现场准备与桩基础1和钢盖梁12进行组装；现场施工时，先将预制好的两根空心钢管混凝土墩柱底端分别插套在桩柱2或承台3顶端设置的预留钢筋笼6上，采用焊接和高强螺栓扣17将空心钢管混凝土墩柱底端外钢管8与桩柱2或承台3顶端设置的环形钢板5固定连接；再沿空心钢管混凝土墩柱的空心区自上而下灌注一定体积量的素混凝土11，使预留钢筋笼6上半部分被素混凝土11完全浇筑在空心钢管混凝土墩柱的底端。
本发明的有益之处是：能够解决传统桥梁排架墩结构存在诸多问题，通过对桥梁排架墩的结构体系及制作方式进行优化，以改善桥梁排架墩结构的诸多不足，提高其抗震能力。具有施工便捷、绿色环保、弯、抗剪及抗扭性能好的优点，可有效地提高桥梁排架墩结构的整体抗震性能，达到在大震中损伤较轻、满足应急运营或可修的设计目的。本发明可用于新建桥梁排架墩结构抗震设计或既有桥梁排架墩结构抗震加固。
附图说明
图1为本发明的桥梁双柱式排架墩结构体系整体示意图（单桩式），图2为本发明的桥梁双柱式排架墩结构体系整体示意图（群桩-承台式），图3为本发明的预制空心钢管混凝土双柱墩及其与单桩的局部连接构造图，图4为本发明的预制空心钢管混凝土双柱墩及其与承台的局部连接构造图，图5为本发明的空心钢管混凝土双柱墩墩柱的预制节段拼装示意图，图5是图6的俯视图，图6为本发明的空心钢管混凝土双柱墩墩柱的预制节段拼装示意图，图7为本发明的预制钢盖梁及其与墩柱局部连接构造图，图8为本发明的高强螺栓扣示意图。附图标记及对应名称为：1、桩基础；2、桩柱；3、承台；4、地系梁；5、环形钢板；6、预留钢筋笼；7、空心钢管混凝土双柱墩7-1、下节段；7-2、中节段；7-3、上节段）；8、外钢管；9、内钢管；10、环形钢板；11、素混凝土；12、钢盖梁（12-1、钢槽；12-2、剪力钉；12-3、顶板；12-4、锚具）；13、预应力钢筋；14、工字钢横系梁；15、钢板挡块；16、钢板垫石；17、高强螺栓扣；18、预留主筋；19、环形箍筋；20、构造钢筋；21、支座；22、主梁；23、桩柱主筋。
具体实施方式
如图1~图8所示，本发明是钢-混凝土组合装配式桥梁排架墩体系及施工方法，钢-混凝土组合装配式桥梁排架墩体系，包括：桩基础1、桩柱2、承台3、地系梁4、环形钢板5、预留钢筋笼6、空心钢管混凝土双柱墩7、外钢管8、内钢管9、环形钢板10、素混凝土11、钢盖梁12、预应力钢筋13、工字钢横系梁14、钢板挡块15、钢板垫石16、高强螺栓扣17、支座21、主梁22，桩基础1在桩柱2的基础上分两种情况：一种是有承台3无地系梁4，一种是有地系梁4无承台3；桩基础1、桩柱2、承台3、地系梁4均采用整体现浇形式进行现场浇筑；在桩柱2或承台3顶端均设置连接桩基础1顶端与空心钢管混凝土双柱墩7墩底的预留钢筋笼6；预留钢筋笼6由环形十字对称排放的预留主筋18分内外双层（或多层）同心布置，用环形箍筋19固定绑扎；预留钢筋笼6的直径在内钢管9的直径以内。
预埋在桩柱2或承台3顶面以下的预留钢筋笼6下半段用十字交叉的构造钢筋20分上下多层固定在桩柱2或承台3中的主筋上，预留主筋18、环形箍筋19与构造钢筋20的各交点分别绑扎固定，与桩柱2轴线重合的预留主筋18绑扎在构造钢筋20的十字交点处。
预留钢筋笼6在桩柱2或承台3顶面以上的上半段伸在内钢管9底部，内钢管9底部现场浇筑一定高度的素混凝土11，其上保持中空。
空心钢管混凝土双柱墩7的两根墩柱均为整体预制或分节段预制拼装式墩柱，由外钢管8、内钢管9及夹层素混凝土11组成；外钢管8与内钢管9均是圆形截面，内钢管9内含于外钢管8，且两者的竖轴线重合，外钢管8与内钢管9之间灌注素混凝土11；
采用焊接和高强螺栓扣17将空心钢管混凝土双柱墩7墩底外钢管8底端与桩柱2或承台3顶端预埋的环形钢板5连接一起。
空心钢管混凝土双柱墩7的两根墩柱有两种预制形式，一是矮墩墩柱采用无节段整体预制，二是高墩墩柱分为下节段7-1、中节段7-2和上节段7-3，其中，中节段7-2可视墩高情况再分为子节段；各节段除下节段7-1以外，中节段7-2、上节段7-3及各子节段的底端均预制成倒“凸”字形，凸出部分的外径等于内钢管9的直径；各节段之间采用嵌套、焊接及高强螺栓扣17连接。
钢盖梁12由不锈钢的钢槽12-1、剪力钉12-2、顶板12-3、锚具12-4、钢板挡块15和钢板垫石16，以及预应力钢筋13和素混凝土11整体预制而成；其中，钢槽12-1由五块不锈钢板焊接而成，上面开口，横断面为矩形，在钢槽12-1底板上沿纵向布置钢板剪力钉12-2，顶板12-3为不锈钢板；预应力钢筋13布置在钢槽12-1内底部，两端通过锚具12-4分别锚固在钢盖梁12梁端外表面；钢盖梁12梁端上表面设置单层钢板挡块15；主梁支座位置处设置钢板垫石16。
整个结构体系为：在桩基础1顶端设置预留钢筋笼6，即预留钢筋笼6的下半段预埋于桩顶2或承台3中，上半段伸出桩柱2或承台3顶面；将采用整体预制或分节段预制好的空心钢管混凝土双柱墩7的两根墩柱分别与桩基础1拼装组合在一起；将预制好的钢盖梁12定在空心钢管混凝土双柱墩7墩顶；将工字钢横系梁14通过焊接的方式固定在空心钢管混凝土双柱墩7之间。
如图1~图3所示，桩柱2或承台3顶端墩柱位置处均预埋环形钢板5，内径等于墩柱外钢管8的外径；桩柱2或承台3顶端墩柱位置处均设置预留钢筋笼6，预留钢筋笼6的下半段预埋于桩顶2或承台3中，上半段伸出桩柱2或承台3顶面；预留钢筋笼6整体由环形十字对称排放的预留主筋18分内、外双层或多层同心布置，并用环形箍筋19固定绑扎而成，且预留钢筋笼6的直径在墩柱内钢管9的直径以内；预留钢筋笼6的下半段用十字交叉的构造钢筋20分上下多层水平固定在桩柱2或承台3的主筋23上；十字交叉的构造钢筋20与预留主筋18相垂直，并绑扎在预留主筋18和环形箍筋19的交点处；墩柱中心位置上，即与桩柱2轴线重合的预留主筋18绑扎在构造钢筋20的十字交点处；预留钢筋笼6的上半段伸在墩柱内钢管9底部，在内钢管9内底部现场浇筑一定高度的素混凝土11使空心钢管混凝土双柱墩7墩底内部与桩基础1固结在一起。
如图1~图4所示，空心钢管混凝土双柱墩7的两根墩柱均为整体预制或分节段预制拼装式墩柱，由外钢管8、内钢管9及夹层素混凝土11组成；外钢管8、内钢管9均为圆形截面的不锈钢钢管，内钢管9内含于外钢管8，且同轴放置，底部共同焊接在环形钢板10上；环形钢板10的内、外直径与内钢管9、外钢管8的直径分别相等，内钢管9、外钢管8之间浇筑素混凝土11；采用环形钢板10焊接封顶。
如图1、图8所示，空心钢管混凝土双柱墩7的两根墩柱有两种预制形式，一是矮墩墩柱采用无节段整体预制，二是高墩墩柱分为下节段7-1、中节段7-2和上节段7-3，其中，中节段7-2可视墩高情况再分为子节段；所述高墩除下节段7-1以外的中节段7-2、上节段7-3及各子节段的底端均预制成倒“凸”字形，凸出部分的外径等于内钢管9的直径。
如图1、图5、图6所示，固定在双柱墩墩顶的钢盖梁12中，钢槽12-1两端的钢板下端预留孔洞以穿出体内预应力钢筋13，钢槽12-1底板上沿纵向布置钢板剪力钉12-2；预应力钢筋13布置在钢槽12-1内底部，两端通过锚具12-4分别锚固在钢盖梁12梁端外表面；钢盖梁12梁端上表面设置单层钢板挡块15，钢板挡块15采用不锈钢板，固定在钢盖梁12上表面；钢盖梁12上表面支座位置处设置钢板垫石16，钢板垫石16采用不锈钢板，固定在钢盖梁12上表面。
如图1~图8所示，固定在钢盖梁12以下、空心钢管混凝土双柱墩7之间的工字钢横系梁14采用预设尺寸大小的工字钢代替传统双柱式排架墩上的钢筋混凝土构件；空心钢管混凝土双柱墩的内钢管9、外钢管8、工字钢横系梁14、钢盖梁的钢槽12-1、钢板挡块15、钢板垫石16及预埋环形钢板5均采用不锈钢材料。
本发明的钢-混凝土组合装配式桥梁排架墩体系的施工方法，如图1~图8所示，空心钢管混凝土双柱墩7矮墩墩柱采用无节段整体预制，其步骤为：
每根墩柱均采用一个内钢管9和一个外钢管8，内钢管9底部焊接在环形钢板10内边缘，外钢管8底部焊接在环形钢板10外边缘，即先用环形钢板10封底，再从还未封顶的墩柱顶端自上而下在内钢管9、外钢管8之间灌筑夹层素混凝土11，素混凝土11浇筑到墩柱顶端后，抹平，使素混凝土11与墩柱顶面齐平，最后用环形钢板10焊接封顶，经养护、成型，拉运到施工现场准备与桩基础1和钢盖梁12进行组装；现场施工时，先将预制好的两根空心钢管混凝土墩柱底端分别插套在桩柱2或承台3顶端设置的预留钢筋笼6上，采用焊接和高强螺栓扣17将空心钢管混凝土墩柱底端外钢管8与桩柱2或承台3顶端设置的环形钢板5固定连接；再沿空心钢管混凝土墩柱的空心区自上而下灌注一定体积量的素混凝土11，使预留钢筋笼6上半部分被素混凝土11完全浇筑在空心钢管混凝土墩柱的底端。
如图1~图8所示，以上所述的施工方法，空心钢管混凝土双柱墩7高墩墩柱采用预制节段拼装技术，其步骤为：
先将两根墩柱均分为下节段7-1、中节段7-2、上节段7-3分别进行预制，其中，中节段7-2可视墩高情况再分为子节段；各节段均采用一个内钢管9和一个外钢管8，各节段按照矮墩整体预制的过程进行预制；其中，除下节段7-1以外，中节段7-2、上节段7-3及各子节段的底端均预制成倒“凸”字形，凸出部分的外径等于内钢管9的直径；预制场预制好各节段后，拉运到施工现场，先将下节段7-1按照矮墩与桩柱2或承台3现场拼装的方式进行固结，再按照从下到上的顺序拼装各节段，使墩柱上一节段底端倒“凸”字部分依次紧密地嵌套在墩柱下一节段顶端中空区；各墩柱节段外钢管8对接整齐后先采用焊接的方式焊接好节段接缝，再采用环形高强螺栓扣17将各节段外钢管9接缝区锁住。
如图1~图8所示，以上所述的施工方法，钢盖梁12的具体预制步骤为：
采用整体预制，首先用五块不锈钢板焊接得到上面开口的矩形截面钢槽12-1，钢槽12-1两端的钢板下端预留穿出体内预应力钢筋13的孔洞；采用先张法张拉预应力钢筋13，再往钢槽12-1内浇筑素混凝土11，素混凝土11浇筑到钢槽12-1顶端后，抹平、使素混凝土11与钢槽12-1顶面齐平、顶板12-3焊接封顶、养护、成型，待达到强度要求以后，截断预应力钢筋两端，同时控制好预拱度，通过锚具12-4将预应力钢筋13分别锚固在钢盖梁12梁端外表面；再通过焊接方式将钢板挡块15和钢板垫石16焊接在钢盖梁12上表面相应位置处；拉运到施工现场与空心钢管混凝土双柱墩7等进行组装。
如图1~图8所示，以上所述的施工方法，整个结构体系的施工步骤顺序为：
先采用整体现场浇筑方式打好桩基础1，并在桩基础1顶端设置预留钢筋笼6，即预留钢筋笼6的下半段预埋于桩顶2或承台3中，上半段伸出桩柱2或承台3顶面；然后将采用整体预制或分节段预制好的空心钢管混凝土双柱墩7的两根墩柱分别与桩基础1通过混凝土现浇段、焊接及高强螺栓扣17连接的方式进行拼装组合；再将预制好的钢盖梁12通过焊接及高强螺栓扣17连接的方式固定在空心钢管混凝土双柱墩7墩顶；最后将工字钢横系梁14通过焊接的方式固定在空心钢管混凝土双柱墩7之间。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上诉揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (10)
1.钢-混凝土组合装配式桥梁排架墩体系，包括：桩基础（1）、桩柱（2）、承台（3）、地系梁（4）、环形钢板（5）、预留钢筋笼（6）、空心钢管混凝土双柱墩（7）、外钢管（8）、内钢管（9）、环形钢板（10）、素混凝土（11）、钢盖梁（12）、预应力钢筋（13）、工字钢横系梁（14）、钢板挡块（15）、钢板垫石（16）、高强螺栓扣（17）、支座（21）、主梁（22），其特征在于：桩基础（1）在桩柱（2）的基础上分两种情况：一种是有承台（3）无地系梁（4），一种是有地系梁（4）无承台（3）；桩基础（1）、桩柱（2）、承台（3）、地系梁（4）均采用整体现浇形式进行现场浇筑；在桩柱（2）或承台（3）顶端均设置连接桩基础（1）顶端与空心钢管混凝土双柱墩（7）墩底的预留钢筋笼（6）；预留钢筋笼（6）由环形十字对称排放的预留主筋（18）分内外双层或多层同心布置，用环形箍筋（19）固定绑扎；预留钢筋笼（6）的直径在内钢管（9）的直径以内；
预埋在桩柱（2）或承台（3）顶面以下的预留钢筋笼（6）下半段用十字交叉的构造钢筋（20）分上下多层固定在桩柱（2）或承台（3）中的主筋上，预留主筋（18）、环形箍筋（19）与构造钢筋（20）的各交点分别绑扎固定，与桩柱（2）轴线重合的预留主筋（18）绑扎在构造钢筋（20）的十字交点处；
预留钢筋笼（6）在桩柱（2）或承台（3）顶面以上的上半段伸在内钢管（9）底部，内钢管（9）底部现场浇筑一定高度的素混凝土（11），其上保持中空；
空心钢管混凝土双柱墩（7）的两根墩柱均为整体预制或分节段预制拼装式墩柱，由外钢管（8）、内钢管（9）及夹层素混凝土（11）组成；外钢管（8）与内钢管（9）均是圆形截面，内钢管（9）内含于外钢管（8），且两者的竖轴线重合，外钢管（8）与内钢管（9）之间灌注素混凝土（11）；
采用焊接和高强螺栓扣（17）将空心钢管混凝土双柱墩（7）墩底外钢管（8）底端与桩柱（2）或承台（3）顶端预埋的环形钢板（5）连接一起；
空心钢管混凝土双柱墩（7）的两根墩柱有两种预制形式，一是矮墩墩柱采用无节段整体预制，二是高墩墩柱分为下节段（7-1）、中节段（7-2）和上节段（7-3），其中，中节段（7-2）可视墩高情况再分为子节段；各节段除下节段（7-1）以外，中节段（7-2）、上节段（7-3）及各子节段的底端均预制成倒“凸”字形，凸出部分的外径等于内钢管（9）的直径；各节段之间采用嵌套、焊接及高强螺栓扣（17）连接；
钢盖梁（12）由不锈钢的钢槽（12-1）、剪力钉（12-2）、顶板（12-3）、锚具（12-4）、钢板挡块（15）和钢板垫石（16），以及预应力钢筋（13）和素混凝土（11）整体预制而成；其中，钢槽（12-1）由五块不锈钢板焊接而成，上面开口，横断面为矩形，在钢槽（12-1）底板上沿纵向布置钢板剪力钉（12-2），顶板（12-3）为不锈钢板；预应力钢筋（13）布置在钢槽（12-1）内底部，两端通过锚具（12-4）分别锚固在钢盖梁（12）梁端外表面；钢盖梁（12）梁端上表面设置单层钢板挡块（15）；主梁支座位置处设置钢板垫石（16）；
整个结构体系为：在桩基础（1）顶端设置预留钢筋笼（6），即预留钢筋笼（6）的下半段预埋于桩顶（2）或承台（3）中，上半段伸出桩柱（2）或承台（3）顶面；将采用整体预制或分节段预制好的空心钢管混凝土双柱墩（7）的两根墩柱分别与桩基础（1）拼装组合在一起；将预制好的钢盖梁（12）固定在空心钢管混凝土双柱墩（7）墩顶；将工字钢横系梁（14）通过焊接的方式固定在空心钢管混凝土双柱墩（7）之间。
2.根据权利要求1所述的钢-混凝土组合装配式桥梁排架墩体系，其特征在于：桩柱（2）或承台（3）顶端墩柱位置处均预埋环形钢板（5），内径等于墩柱外钢管（8）的外径；桩柱（2）或承台（3）顶端墩柱位置处均设置预留钢筋笼（6），预留钢筋笼（6）的下半段预埋于桩顶（2）或承台（3）中，上半段伸出桩柱（2）或承台（3）顶面；预留钢筋笼（6）整体由环形十字对称排放的预留主筋（18）分内、外双层或多层同心布置，并用环形箍筋（19）固定绑扎而成，且预留钢筋笼（6）的直径在墩柱内钢管（9）的直径以内；预留钢筋笼（6）的下半段用十字交叉的构造钢筋（20）分上下多层水平固定在桩柱（2）或承台（3）的主筋（23）上；十字交叉的构造钢筋（20）与预留主筋（18）相垂直，并绑扎在预留主筋（18）和环形箍筋（19）的交点处；墩柱中心位置上，即与桩柱（2）轴线重合的预留主筋（18）绑扎在构造钢筋（20）的十字交点处；预留钢筋笼（6）的上半段伸在墩柱内钢管（9）底部，在内钢管（9）内底部现场浇筑一定高度的素混凝土（11）使空心钢管混凝土双柱墩（7）墩底内部与桩基础（1）固结在一起。
3.根据权利要求1所述的钢-混凝土组合装配式桥梁排架墩体系，其特征在于：空心钢管混凝土双柱墩（7）的两根墩柱均为整体预制或分节段预制拼装式墩柱，由外钢管（8）、内钢管（9）及夹层素混凝土（11）组成；外钢管（8）、内钢管（9）均为圆形截面的不锈钢钢管，内钢管（9）内含于外钢管（8），且同轴放置，底部共同焊接在环形钢板（10）上；环形钢板（10）的内、外直径与内钢管（9）、外钢管（8）的直径分别相等，内钢管（9）、外钢管（8）之间浇筑素混凝土（11）；采用环形钢板（10）焊接封顶。
4.根据权利要求1所述的钢-混凝土组合装配式桥梁排架墩体系，其特征在于：空心钢管混凝土双柱墩（7）的两根墩柱有两种预制形式，一是矮墩墩柱采用无节段整体预制，二是高墩墩柱分为下节段（7-1）、中节段（7-2）和上节段（7-3），其中，中节段（7-2）可视墩高情况再分为子节段；所述高墩除下节段（7-1）以外的中节段（7-2）、上节段（7-3）及各子节段的底端均预制成倒“凸”字形，凸出部分的外径等于内钢管（9）的直径。
5.根据权利要求1所述的钢-混凝土组合装配式桥梁排架墩体系，其特征在于：固定在双柱墩墩顶的钢盖梁（12）中，钢槽（12-1）两端的钢板下端预留孔洞以穿出体内预应力钢筋（13），钢槽（12-1）底板上沿纵向布置钢板剪力钉（12-2）；预应力钢筋（13）布置在钢槽（12-1）内底部，两端通过锚具（12-4）分别锚固在钢盖梁（12）梁端外表面；钢盖梁（12）梁端上表面设置单层钢板挡块（15），钢板挡块（15）采用不锈钢板，固定在钢盖梁（12）上表面；钢盖梁（12）上表面支座位置处设置钢板垫石（16），钢板垫石（16）采用不锈钢板，固定在钢盖梁（12）上表面。
6.根据权利要求1所述的钢-混凝土组合装配式桥梁排架墩体系，其特征在于：固定在钢盖梁（12）以下、空心钢管混凝土双柱墩（7）之间的工字钢横系梁（14）采用预设尺寸大小的工字钢代替传统双柱式排架墩上的钢筋混凝土构件；空心钢管混凝土双柱墩的内钢管（9）、外钢管（8）、工字钢横系梁（14）、钢盖梁的钢槽（12-1）、钢板挡块（15）、钢板垫石（16）及预埋环形钢板（5）均采用不锈钢材料。
7.根据权利要求1所述的钢-混凝土组合装配式桥梁排架墩体系的施工方法，其特征在于：空心钢管混凝土双柱墩（7）矮墩墩柱采用无节段整体预制，其步骤为：
每根墩柱均采用一个内钢管（9）和一个外钢管（8），内钢管（9）底部焊接在环形钢板（10）内边缘，外钢管（8）底部焊接在环形钢板（10）外边缘，即先用环形钢板（10）封底，再从还未封顶的墩柱顶端自上而下在内钢管（9）、外钢管（8）之间灌筑夹层素混凝土（11），素混凝土（11）浇筑到墩柱顶端后，抹平，使素混凝土（11）与墩柱顶面齐平，最后用环形钢板（10）焊接封顶，经养护、成型，拉运到施工现场准备与桩基础（1）和钢盖梁（12）进行组装；现场施工时，先将预制好的两根空心钢管混凝土墩柱底端分别插套在桩柱（2）或承台（3）顶端设置的预留钢筋笼（6）上，采用焊接和高强螺栓扣（17）将空心钢管混凝土墩柱底端外钢管（8）与桩柱（2）或承台（3）顶端设置的环形钢板（5）固定连接；再沿空心钢管混凝土墩柱的空心区自上而下灌注一定体积量的素混凝土（11），使预留钢筋笼（6）上半部分被素混凝土（11）完全浇筑在空心钢管混凝土墩柱的底端。
8.根据权利要求7所述的钢-混凝土组合装配式桥梁排架墩体系的施工方法，其特征在于：空心钢管混凝土双柱墩（7）高墩墩柱采用预制节段拼装技术，其步骤为：
先将两根墩柱均分为下节段（7-1）、中节段（7-2）、上节段（7-3）分别进行预制，其中，中节段（7-2）可视墩高情况再分为子节段；各节段均采用一个内钢管（9）和一个外钢管（8），各节段按照矮墩整体预制的过程进行预制；其中，除下节段（7-1）以外，中节段（7-2）、上节段（7-3）及各子节段的底端均预制成倒“凸”字形，凸出部分的外径等于内钢管（9）的直径；预制场预制好各节段后，拉运到施工现场，先将下节段（7-1）按照矮墩与桩柱（2）或承台（3）现场拼装的方式进行固结，再按照从下到上的顺序拼装各节段，使墩柱上一节段底端倒“凸”字部分依次紧密地嵌套在墩柱下一节段顶端中空区；各墩柱节段外钢管（8）对接整齐后先采用焊接的方式焊接好节段接缝，再采用环形高强螺栓扣（17）将各节段外钢管（9）接缝区锁住。
9.根据权利要求7所述的钢-混凝土组合装配式桥梁排架墩体系的施工方法，其特征在于：钢盖梁（12）的具体预制步骤为：
采用整体预制，首先用五块不锈钢板焊接得到上面开口的矩形截面钢槽（12-1），钢槽（12-1）两端的钢板下端预留穿出体内预应力钢筋（13）的孔洞；采用先张法张拉预应力钢筋（13），再往钢槽（12-1）内浇筑素混凝土（11），素混凝土（11）浇筑到钢槽（12-1）顶端后，抹平、使素混凝土（11）与钢槽（12-1）顶面齐平、顶板（12-3）焊接封顶、养护、成型，待达到强度要求以后，截断预应力钢筋两端，同时控制好预拱度，通过锚具（12-4）将预应力钢筋（13）分别锚固在钢盖梁（12）梁端外表面；再通过焊接方式将钢板挡块（15）和钢板垫石（16）焊接在钢盖梁（12）上表面相应位置处；拉运到施工现场与空心钢管混凝土双柱墩（7）等进行组装。
10.根据权利要求7所述的钢-混凝土组合装配式桥梁排架墩体系的施工方法，其特征在于：整个结构体系的施工步骤顺序为：
先采用整体现场浇筑方式打好桩基础（1），并在桩基础（1）顶端设置预留钢筋笼（6），即预留钢筋笼（6）的下半段预埋于桩顶（2）或承台（3）中，上半段伸出桩柱（2）或承台（3）顶面；然后将采用整体预制或分节段预制好的空心钢管混凝土双柱墩（7）的两根墩柱分别与桩基础（1）通过混凝土现浇段、焊接及高强螺栓扣（17）连接的方式进行拼装组合；再将预制好的钢盖梁（12）通过焊接及高强螺栓扣（17）连接的方式固定在空心钢管混凝土双柱墩（7）墩顶；最后将工字钢横系梁（14）通过焊接的方式固定在空心钢管混凝土双柱墩（7）之间。
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