CN110886205A - 混凝土桩基与桥台半刚性连接构造及施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种混凝土桩基与桥台半刚性连接构造及施工方法，包括混凝土桩基、桥台，混凝土桩基的桩头内预埋有钢棒，钢棒端部由桩头伸出，桩头外周侧由两块槽钢包裹，槽钢的翼板侧安装有L形钢板，槽钢的翼板、L形钢板的竖直板部与钢棒的端部通过螺帽锁固，混凝土桩基的桩顶设置有H型钢，L形钢板的水平板部的通过螺栓与H型钢下端的翼板相连接，H型钢外表面包裹有可压缩橡胶层，H型钢与桥台浇筑为一体，本构造桩头处混凝土处于三向受压状态，极大提高竖向承载力，也能延缓混凝土桩基与桥台的刚度突变，减小应力集中程度，防止桩头发生破坏，通过可压缩橡胶层利用可压缩橡胶材料的不均匀变形以适应桥台的平动及转动。
Description
技术领域
本发明涉及一种混凝土桩基与桥台半刚性连接构造及施工方法。
背景技术
整体式桥台桥梁由于主梁、桥台和桩基连成整体，主梁在温度循环作用下会产生周期性变形，桥台与桩基础也会因此产生水平向微小的周期性往复运动，桩土相互作用显著，因此对桩基的水平变形能力提出更高的要求。目前国外整体桥的桩基多以单排H型钢桩为主，但是钢桩造价过高不适用与我国国情。我国常用的混凝土桩基刚度较大，变形能力差且一般与上部桥台整体浇筑实现刚性连接，这对主梁的受力不利。刚性连接使得桥台对桩基的约束效果强，容易在桩头位置出现应力集中现象，以往的工程经验也说明混凝土桩基与桥台连接的部位是桩基的薄弱点，桩头处容易形成塑性铰及裂缝，严重削弱整体式桥台桥梁的正常使用寿命，因此如何弱化混凝土桩基与桥台处的连接刚度，改善上部结构及桩基础的受力，成为亟需解决的问题。
发明内容
本发明提出一种混凝土桩基与桥台半刚性连接构造及施工方法。
本发明解决技术问题所采用的方案是，一种混凝土桩基与桥台半刚性连接构造，包括混凝土桩基、桥台，混凝土桩基上端连接桥台，所述混凝土桩基的桩头内预埋有钢棒，钢棒端部由桩头伸出，所述桩头外周侧由对称设置的两块槽钢包裹，槽钢的翼板侧安装有L形钢板，槽钢的翼板、L形钢板的竖直板部与钢棒的端部通过螺帽锁固，混凝土桩基的桩顶设置有H型钢，L形钢板的水平板部设置在竖直板部上端，L形钢板的水平板部的通过螺栓与H型钢下端的翼板相连接，H型钢外表面包裹有可压缩橡胶层，H型钢与桥台浇筑为一体。
进一步的，所述钢棒横置，其在桩头内对称设置两组，每组中由上至下间隔设置若干根。
进一步的，所述槽钢的翼板上预钻有螺孔、L形钢板的竖直板部上预钻有钻孔，螺孔、钻孔均与钢棒一一对应设置，钢棒端部开设有外螺纹。
进一步的，所述竖直板部与水平板部之间焊接有加劲钢板。
进一步的，所述L形钢板长边与槽钢长度相等，桥台底边与L形钢板水平板部下表面处于同一水平线上。
进一步的，所述H形钢的高度不小于混凝土桩基短边宽度的1.5倍，H形钢的长度不小于混凝土桩基短边宽度的2倍，且H形钢两端与L形钢板两端平齐。
进一步的，所述可压缩橡胶层采用弹性材料，内表面与H形钢贴合，其厚度与H形钢翼缘等厚，其长度与H形钢长度等长。
一种混凝土桩基与桥台半刚性连接构造的施工方法，包括以下步骤：
步骤1：混凝土桩基支模，并预埋钢棒，完成混凝土桩基的浇筑并养护；
步骤2：在槽钢钻螺孔后，将槽钢安装到位；
步骤3：在L形钢板上焊接加劲板，在L形钢板的竖直板部开设钻孔，在L形钢板的水平板部开设螺栓孔，随后将L形钢板安装到位；
步骤4：在钢棒端部安装螺帽，旋紧螺帽，实现槽钢钻、L形钢板与混凝土桩基的连接；
步骤5：在H形钢表面包裹可压缩橡胶层，随后在H形钢下端的翼板上开设与L型钢相配合的螺栓孔；
步骤6：将H形钢安装在桩头，随后通过螺栓将H形钢与L形钢板连接；
步骤7：进行桥台的浇筑，将H型钢与桥台浇筑为一体，并进行养护。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：结构简单，设计合理，施工方便，桩头处混凝土处于三向受压状态，极大提高竖向承载力，同时也能延缓混凝土桩基与桥台的刚度突变，减小应力集中程度，防止桩头发生破坏，通过可压缩橡胶层利用可压缩橡胶材料的不均匀变形以适应桥台的平动及转动，实现桩头一定程度的转动及平动，实现弱化连接刚度的目的，实现桩基与桥台的半刚性连接，从而消减桥台传递给桩基的弯矩，可以有效减小桥梁上部结构因温度变化引起的弯矩和轴力，同时减小桩基本身的剪力。
附图说明
下面结合附图对本发明专利进一步说明。
图1为本连接构造的结构示意图；
图2为图1的A-A剖视图；
图3为图1的B-B剖视图；
图4为H形钢的安装结构示意图；
图5为H型钢桩与槽钢连接的结构示意图；
图6为槽钢的安装结构示意图。
图中：1-混凝土桩基；2-槽钢；3-L形钢板；4-钢棒；5-螺帽；6-加劲钢板；7-螺栓；8-H形钢；9-可压缩橡胶层；10-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1-6所示，一种混凝土桩基与桥台半刚性连接构造，包括混凝土桩基、桥台，混凝土桩基上端连接桥台，所述混凝土桩基的桩头内预埋有钢棒，钢棒端部由桩头伸出，所述桩头外周侧由对称设置的两块槽钢包裹，槽钢的翼板侧安装有L形钢板，槽钢的翼板、L形钢板的竖直板部与钢棒的端部通过螺帽锁固，混凝土桩基的桩顶设置有H型钢，L形钢板的水平板部设置在竖直板部上端，L形钢板的水平板部的通过螺栓与H型钢下端的翼板相连接，H型钢外表面包裹有可压缩橡胶层，H型钢与桥台浇筑为一体。
在本实施例中，所述钢棒横置，其在桩头内对称设置两组，每组中由上至下间隔设置若干根。
在本实施例中，所述槽钢的翼板上预钻有螺孔、L形钢板的竖直板部上预钻有钻孔，螺孔、钻孔均与钢棒一一对应设置，钢棒端部开设有外螺纹。
在本实施例中，所述竖直板部与水平板部之间焊接有加劲钢板。
在本实施例中，所述加劲钢板截面为三角形，厚度等于L形钢板的厚度。
在本实施例中，所述槽钢长度不小于混凝土桩基短边的2倍，所述槽钢的腰厚不小于12mm。
在本实施例中，所述L形钢板长边与槽钢长度相等，桥台底边与L形钢板水平板部下表面处于同一水平线上。
在本实施例中，所述H形钢的高度不小于混凝土桩基短边宽度的1.5倍，H形钢的长度不小于混凝土桩基短边宽度的2倍，且H形钢两端与L形钢板两端平齐。
在本实施例中，所述可压缩橡胶层采用弹性材料，内表面与H形钢贴合，其厚度与H形钢翼缘等厚，其长度与H形钢长度等长。
一种混凝土桩基与桥台半刚性连接构造的施工方法，包括以下步骤：
步骤1：混凝土桩基支模，并预埋钢棒，完成混凝土桩基的浇筑并养护；
步骤2：在槽钢钻螺孔后，将槽钢安装到位；
步骤3：在L形钢板上焊接加劲板，在L形钢板的竖直板部开设钻孔，在L形钢板的水平板部开设螺栓孔，随后将L形钢板安装到位；
步骤4：在钢棒端部安装螺帽，旋紧螺帽，实现槽钢钻、L形钢板与混凝土桩基的连接；
步骤5：在H形钢表面包裹可压缩橡胶层，随后在H形钢下端的翼板上开设与L型钢相配合的螺栓孔；
步骤6：将H形钢安装在桩头，随后通过螺栓将H形钢与L形钢板连接；
步骤7：进行桥台的浇筑，将H型钢与桥台浇筑为一体，并进行养护。
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)
1.一种混凝土桩基与桥台半刚性连接构造，包括混凝土桩基、桥台，混凝土桩基上端连接桥台，其特征在于：所述混凝土桩基的桩头内预埋有钢棒，钢棒端部由桩头伸出，所述桩头外周侧由对称设置的两块槽钢包裹，槽钢的翼板侧安装有L形钢板，槽钢的翼板、L形钢板的竖直板部与钢棒的端部通过螺帽锁固，混凝土桩基的桩顶设置有H型钢，L形钢板的水平板部设置在竖直板部上端，L形钢板的水平板部的通过螺栓与H型钢下端的翼板相连接，H型钢外表面包裹有可压缩橡胶层，H型钢与桥台浇筑为一体。
2.根据权利要求1所述的混凝土桩基与桥台半刚性连接构造，其特征在于： 所述钢棒横置，其在桩头内对称设置两组，每组中由上至下间隔设置若干根。
3.根据权利要求2所述的混凝土桩基与桥台半刚性连接构造，其特征在于：所述槽钢的翼板上预钻有螺孔、L形钢板的竖直板部上预钻有钻孔，螺孔、钻孔均与钢棒一一对应设置，钢棒端部开设有外螺纹。
4.根据权利要求1所述的混凝土桩基与桥台半刚性连接构造，其特征在于：所述竖直板部与水平板部之间焊接有加劲钢板。
5.根据权利要求1所述的混凝土桩基与桥台半刚性连接构造，其特征在于：所述L形钢板长边与槽钢长度相等，桥台底边与L形钢板水平板部下表面处于同一水平线上。
6.根据权利要求1所述的混凝土桩基与桥台半刚性连接构造，其特征在于：所述H形钢的高度不小于混凝土桩基短边宽度的1.5倍，H形钢的长度不小于混凝土桩基短边宽度的2倍，且H形钢两端与L形钢板两端平齐。
7.根据权利要求1所述的混凝土桩基与桥台半刚性连接构造，其特征在于：所述可压缩橡胶层采用弹性材料，内表面与H形钢贴合，其厚度与H形钢翼缘等厚，其长度与H形钢长度等长。
8.一种混凝土桩基与桥台半刚性连接构造的施工方法，采用如权利要求1所述的混凝土桩基与桥台半刚性连接构造,其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：混凝土桩基支模，并预埋钢棒，完成混凝土桩基的浇筑并养护；
步骤2：在槽钢钻螺孔后，将槽钢安装到位；
步骤3：在L形钢板上焊接加劲板，在L形钢板的竖直板部开设钻孔，在L形钢板的水平板部开设螺栓孔，随后将L形钢板安装到位；
步骤4：在钢棒端部安装螺帽，旋紧螺帽，实现槽钢钻、L形钢板与混凝土桩基的连接；
步骤5：在H形钢表面包裹可压缩橡胶层，随后在H形钢下端的翼板上开设与L型钢相配合的螺栓孔；
步骤6：将H形钢安装在桩头，随后通过螺栓将H形钢与L形钢板连接；
步骤7：进行桥台的浇筑，将H型钢与桥台浇筑为一体，并进行养护。
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