CN114960410B - 一种薄壁变径高桥墩结构及大跨径桥梁 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种薄壁变径高桥墩结构及大跨径桥梁，属于桥梁施工技术领域。本发明的桥墩结构包括实心承台和依次安装于实心承台上方的薄壁空心变径段、实心墩顶、墩帽，还包括基座体和安装平台，所述基座体上方设置有安装平台，安装平台上方设有实心承台；所述基座体与安装平台之间设有活动间隙，该活动间隙内安装有缓冲套，缓冲套用于分散桥墩所受应力，避免应力集中造成的断裂问题。采用本发明的桥墩结构施工的大跨径桥梁，能够有效消除空心薄壁墩的横向波动，提高整个空心薄壁墩支撑稳固性，降低大跨径桥梁的维护成本和维护强度。

Description

一种薄壁变径高桥墩结构及大跨径桥梁

技术领域

本发明属于桥梁施工技术领域，更具体地说，涉及一种薄壁变径高桥墩结构及大跨径桥梁。

背景技术

空心薄壁墩由于其超强的承重力，其结构刚度和强度较好、自重轻、截面模量大以及截面积较小的特点，并且可节省材料，减轻桥墩重量，同时，双壁桥墩可以提高桥墩的刚度，减小主梁支点的负弯矩，增加桥梁的美观，因此空心薄壁墩广泛应用在铁路、公路高空大跨径桥梁中。空心薄壁墩包含混凝土实心承台，实心承台上有实心段，实心段上端设置有空心段，空心段上方设置有实心墩顶，实心墩顶上设置有墩帽，通过墩帽实现与预制桥梁的连接安装。为增强整个空心薄壁墩的刚度，空心段也存在变径的设计，空心段整体呈现上小下大的锥台状构造，现有技术中，空心薄壁墩的施工方法多种多样，包含滑模施工法、爬模施工法、翻模施工法等。

现有技术中，当针对于水面上的空心薄壁墩或者地质较为复杂的基面时，在实际施工过程中，针对于空心薄壁墩的实心承台施工时，水面上采用围堰深挖的方式进行施工，以获得强度更高的空心薄壁墩；在针对于地质较为松软的基面施工时，也多采用深挖的方式，进行地基的施工；然而上述实心承台施工完毕后，在后续使用过程中，由于地基处在水面或者地质松软的区域，并且大跨径的桥梁中，使得空心薄壁墩承受了周向的波动，并且大跨径桥面的振动集中作用在空心薄壁墩的上端位置，进而容易使得空心薄壁墩出现横向方向的位移，进而出现空心薄壁墩的开裂的问题，后期维护也存在很大困难。

经检索，中国专利申请号为202010087951.2、201521037179.4、201910188306.7等专利文献中均提供了一种空心薄壁桥墩的结构及其施工方法，但上述申请案中的桥墩，其结构在遭受周向波动时，仍不可避免地容易出现空心薄壁墩的开裂的问题，后期维护困难，成本高。

发明内容

1. 要解决的问题

本发明的目的之一是提供一种薄壁变径高桥墩结构，能够有效消大跨径桥梁的空心薄壁墩的横向波动，提高整个空心薄壁墩支撑稳固性，降低大跨径桥梁的维护成本和维护强度。

本发明的目的之二是提供一种大跨径桥梁，该桥梁中使用上述桥墩结构，整体结构刚度和强度较好，稳定性高，能够有效面对各种周向波动，尤其适用于土地松软、跨江、跨海等场景下建设使用。

2. 技术方案

为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下：

其一，本发明提供了一种薄壁变径高桥墩结构，包括实心承台和依次安装于实心承台上方的薄壁空心变径段、实心墩顶、墩帽。除此之外，本发明的桥墩上还设有预埋基块、基座体和安装平台，其中：所述的预埋基块整体埋设于基坑内，其上方和基座体安装相连，基座体上方设置安装平台，安装平台上方设有实心承台。本发明中，在基座体和安装平台之间设有活动间隙，该活动间隙内安装有缓冲套，通过缓冲套的设置，可以有效缓冲、分散桥墩所受应力，避免应力集中造成实心承台上方的薄壁空心变径段发生开裂，从而提高了桥墩的结构强度，延长桥墩使用寿命，降低其维修成本。

更进一步的，所述的预埋基块包括盒腔和插接板，盒腔通过插接桩与插接板安装相连，所述基座体与插接板安装相连。更优化的，所述的盒腔内部设有钢筋笼，且盒腔内还填充有混凝土。通过钢筋笼和混凝土结合，可有效提高预埋基块对上方部件的支撑强度。此外，本发明中所述的插接桩设有多个，均沿盒腔的周向边部等距分布，且插接桩垂直于盒腔和插接板设置，便于盒腔和插接板牢固连接，同时，插接桩的长度大于插接板的高度，安装后插接桩伸出插接板表面，后续在浇筑混凝土时，提高和混凝土的接触面积，从而进一步提高整体桥墩的结构强度。

更进一步的，所述基座体至少由两块单元预制板拼接形成，靠近基座体中部对称设置有多个缓冲套，缓冲套的数量与单元预制板的数量相同，所述安装平台上对应缓冲套的位置处设置有与该缓冲套相匹配的套筒，所述套筒套设于缓冲套外壁上。本发明一方面通过在基座体与安装平台的活动间隙内设置缓冲套，进而可有使得安装平台上方的结构在受到周向应力的情况下呈现摆动的状态，避免应力集中造成的断裂问题，本发明的桥墩能够有效消大跨径桥梁的空心薄壁墩的横向波动，提高整个空心薄壁墩支撑稳固性，降低大跨径桥梁的维护成本和维护强度。另一方面，通过设置套筒套设在缓冲套外壁上可以达到对缓冲套的进一步止震连接，保证了部件的横向移动幅度，有利于提高结构整体的稳定性。

此外，为进一步提高安装平台和基座体的连接强度，本发明中所述安装平台上靠近基座体一侧的四周，沿竖直方向设有多根间隔分布的插接杆，所述单元预制板的四周对应插接杆的位置处安装有橡胶套，所述橡胶套贯穿单元预制板设置，插接杆插设于该橡胶套内，并贯穿单元预制板，通过插接杆与橡胶套的插接，橡胶套能够吸收桥墩所受应力。

更进一步的，所述基座体上远离安装平台的一侧，在中心位置处设有平衡基桩筒，平衡基桩筒与单元预制板安装相连，其内部活动设有配重体，配重体与单元预制板活动连接；每块单元预制板的中心处安装有预埋基桩筒，预埋基桩筒与平衡基桩筒互相平行。所述预埋基桩筒的外壁等距间隔设置有锁紧环，每个锁紧环上环其周向间隔设置有锁紧条，可以增加与地基基坑的结合面积，从而在基坑浇筑混凝土时，提高其与混凝土的接触面积，进而提高整个基座体的安装稳定性。

更进一步的，每块单元预制板拼接处均加工有缺口，多个缺口围绕形成的安装槽内安装有拼装板，拼装板通过连接桩与单元预制板安装相连，且该连接桩插设于缓冲套中，通过上述结构可以有效实现对多块单元预制板进行拼接和安装。所述的平衡基桩筒与该拼装板相连，拼装板中心位置处安装有第一活动连接头，第一活动连接头铰连第二活动连接头，所述配重体通过连接杆与第二活动连接头连接。配重体活动安装在平衡基桩筒内，当桥墩受到外部横向波动时，可通过配重体的晃动来避免应力集中。

更进一步的，拼装板上沿其圆周方向设有等距分布第一连杆，第一连杆端部铰接有第二连杆，第二连杆通过连接滑套可滑动安装于连接杆上，连接滑套和连接杆的凸台之间设有缓冲弹簧，缓冲弹簧套设于连接杆上。通过连杆和缓冲弹簧的设置，提高了配重体安装稳定性，且当其受到应力时不会大幅度进行摆动。

更进一步的，所述安装平台为矩形结构，其四周均设有嵌条，每根嵌条上设有沿竖直方向等间隔分布的多个连接丝杆；所述实心承台上加工有供连接丝杆穿出的插接孔；所述连接丝杆上套设有缓冲圈，插接孔直径与缓冲圈外径相匹配，且连接丝杆端部还设有旋拧螺母，用于锁紧缓冲圈。安装平台周边通过设置连接丝杆和插接孔进行配合安装，更优化的，连接丝杆上还设有缓冲圈，不仅有利于安装平台和实行承台的安装，而且利于对应力进行吸收。

更进一步的，为便于实心承台的吊装，所述安装平台上加工有吊装槽，吊装槽内阵列式设置有多个嵌合凸起，所述实心承台上对应设有多个与嵌合凸起相匹配的嵌合凹槽，通过嵌合凸起和嵌合凹槽的配合，方便吊装定位。所述吊装槽内还阵列式设置有多根预留纵向钢筋，所述实心承台上对应设有多个等距间隔分布的预留条状孔供预留纵向钢筋穿出。

其二、本发明提供了一种大跨径桥梁，包括桥面主梁，还包括多个上述的薄壁变径高桥墩结构，各所述薄壁变径高桥墩结构均支撑固定所述桥面主梁。本发明的桥梁中使用了上述高桥墩结构，通过将基座体伸入地基下方与预埋基块进行安装连接，从而增加了整个薄壁变径墩的稳定性，也提高了桥梁的整体稳定性。同时，对桥墩的结构进行设计优化，可以有效使安装平台上方的实心承台、薄壁空心变径段、实心墩顶及墩帽在受到周向应力的情况下呈现摆动的状态，避免应力集中造成的断裂问题，从而有效保证桥梁整体结构的支撑稳固性，尤其适用于大跨径桥梁中使用，有效消除大跨径桥梁中空心薄壁墩的横向波动，降低大跨径桥梁的维护成本和维护强度。

附图说明

图1为本发明中薄壁变径高桥墩结构的主视结构示意图；

图2为本发明中薄壁变径高桥墩结构中基座体、安装平台、实心承台及预埋基块安装后的主视结构示意图；

图3为本发明中薄壁变径高桥墩结构中基座体、安装平台、实心承台及预埋基块安装后的立体结构示意图；

图4为图3另一视角下的结构示意图；

图5为本发明中薄壁变径高桥墩结构中基座体、安装平台及预埋基块安装后的立体结构示意图；

图6为本发明中薄壁变径高桥墩结构中基座体和安装平台安装后的立体结构示意图；

图7为图6中移出了平衡基桩筒后的立体结构示意图；

图8为本发明中基座体的立体结构示意图；

图9为本发明中基座体与配重体130安装后的立体结构示意图；

图10为本发明中安装平台与单元预制板安装后的主视结构示意图；

图11为本发明中安装平台与单元预制板安装后的立体结构示意图；

图12为本发明中实心承台的立体结构示意图；

图13为图12另一视角下的结构示意图。

图中：

100、基座体；110、单元预制板；111、缺口；120、平衡基桩筒；130、配重体；140、预埋基桩筒；141、锁紧环；142、锁紧条；150、拼装板；151、连接桩；152、第一活动连接头；153、第二活动连接头；154、第一连杆；155、第二连杆；156、连接滑套；157、缓冲弹簧；160、橡胶套；

200、安装平台；210、套筒；220、插接杆；230、连接丝杆；231、旋拧螺母；232、缓冲圈；240、嵌条；250、吊装槽；251、嵌合凸起；260、预留纵向钢筋；

300、缓冲套；

400、实心承台；410、插接孔；420、嵌合凹槽；430、预留条状孔；440、薄壁空心变径段；450、实心墩顶；460、墩帽；

500、预埋基块； 510、盒腔；520、插接桩；530、插接板。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以下实施例用于说明本发明。

需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗指所指的装置或元件必须具有特定的方位、为特定的方位构造和操作，因而不能理解为对本发明保护内容的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面结合附图说明对本发明的薄壁变径高桥墩结构及大跨径桥梁进行详细说明。

实施例1

如图1-13所示，本实施例的一种薄壁变径高桥墩结构，包括预埋基块500、基座体100、安装平台200、实心承台400、薄壁空心变径段440、实心墩顶450、墩帽460。本发明的桥墩结构，预埋基块500整体安装于基坑内，与基坑形成稳定可靠连接。所述基座体100安装于预埋基块500的顶部，基座体100整体也位于基坑内，从而为其上方的结构提供有效的支撑，增加整个薄壁变径墩的整体稳定性。所述基座体100的上方设置有安装平台200，所述基座体100与安装平台200之间设置有活动间隙，所述活动间隙内设置有缓冲套300，所述安装平台200上布置有实心承台400，所述实心承台400上依次布置有薄壁空心变径段440、实心墩顶450及墩帽460。通过对基座体100和安装平台200的设置以及对它们的安装方式进行优化设计，从而有效保证了桥墩主体在受到周向应力的情况下呈现摆动的状态，可以有效缓冲、分散桥墩所受应力，避免应力集中造成实心承台400上方的薄壁空心变径段440发生开裂，从而提高了桥墩的结构强度，延长桥墩使用寿命，降低其维护成本。

以下对本实施例中所述预埋基块500、基座体100、安装平台200及实心承台400的结构及其安装关系进行详细介绍。

预埋基块500：

如图1-5所示，本实施例的预埋基块500整体加工成一个矩形盒状结构，整体埋设于基坑内，与基坑内形成可靠连接，为其上方安装的部件提供支撑。需要说明的是，实际在施工过程中，预埋基块500的结构形状还可以设计为圆柱形、四边形、多边形等结构，主要根据基坑具体情况进行设计，且预埋基块500的尺寸根据实际设计图纸进行确定，本发明中不做具体限定。在本实施例中为描述方便，将其设计为长方形盒状结构，设计为盒腔510和插接板530结构。所述盒腔510整体为具有一定高度的长方形箱体，其内部设有横纵钢筋笼，待盒腔510及其内部的横纵钢筋笼安装完毕后，向盒腔510内浇筑混凝土，通过横纵钢筋笼的设置，可以有效提高预埋基块500整体结构稳定性，从而能够进一步提高整个空心薄壁墩的基础稳定性。所述插接板530整体盖设于盒腔510上方，盒腔510上方固定安装有插接桩520，插接板530上对应插接桩520的位置处加工有供插接桩520穿插的插接孔，通过插接桩520与插接孔的配合完成插接板530与盒腔510的安装。

作为本实施例的进一步优化，所述插接桩520设置有多个，均沿着盒腔510的周向边部等距分布，且插接桩520垂直于盒腔510和插接板530设置，便于盒腔510和插接板530牢固连接。同时，插接桩520的长度大于插接板530的高度，安装后插接桩520顶部可以伸出插接板530表面，后续在浇筑混凝土时，还能够提高预埋基块500整体和混凝土的接触面积，连接牢固，便于将预埋基块500稳定安装于基坑内，从而进一步提高整体桥墩地基的结构强度。

基座体100：

如图1-13所示，本实施例的基座体100整体加工成矩形结构，其与预埋基块500一样，其结构及其尺寸可根据实际情况进行确定，本实施例中具体以矩形结构进行描述。本实施例中所述的基座体100并非整体板的结构，而是采用至少两块单元预制板110拼装而成，单元预制板110的数量同样根据实际情况进行选用，本发明对其数量多少及尺寸不做具体限制，只需要其能够满足对上方结构进行支撑，数量设计上可以满足施工便捷性即可。本实施例中具体采用为四块单元预制板110拼装而成，四块单元预制板均110通过平衡基桩筒120和预埋基桩筒140与预埋基块500顶部的插接板530固定相连。单元预制板110由预先生产并且转运至安装的基坑位置，待基坑施工完毕后，对基坑进行夯实，通过预埋基桩筒140伸入基坑内，通过平衡基桩筒120内设置的配重体130实现对整个基座体100与基坑的可靠结合。

所述基座体100一侧（也就是基座体100下方）的中部，也就是多块单元预制板110拼接后形成的整体中部位置处设有平衡基桩筒120，该平衡基桩筒120设于基座体100与预埋基块500之间，其一端固定安装在预埋基块500上，其另一端与基座体100可拆卸安装相连，且平衡基桩筒120的中部设有配重体130，配重体130与单元预制板110活动连接，通过配重体130的设置，当桥墩结构不可避免地遭受了外部横向波动时，可借助于配重体130在平衡基桩筒120内的晃动来转移、分散、减少桥墩所受应力，从而进一步避免了薄壁空心变径段发生开裂的现象。

与此同时，为进一步提高基座体100与预埋基块500的安装稳定性及结构强度，位于每块单元预制板110的中部还设有预埋基桩筒140，预埋基桩筒140也设于基座体100与预埋基块500之间，其一端固定安装在预埋基块500上，其另一端与基座体100可拆卸安装相连，预埋基桩筒140的数量和单元预制板110的个数相同，且其与平衡基桩筒120均竖直设置，互相平行，且多个预埋基桩筒140形成了绕平衡基桩筒120环向进行分布，对称性的结构有利于保证基座体100对上方安装部件进行支撑时受力均匀，从而进一步提高整个桥墩的安装稳定性。

作为本实施例的进一步优化，为实现对单元预制板110与基坑的可靠结合，每个预埋基桩筒140的侧壁上，沿其长度方向上套设有多个锁紧环141，锁紧环141在预埋基桩筒140的外壁等距间隔分布，每个锁紧环141上环其周向还间隔悬伸设置有锁紧条142。通过对预埋基桩筒140的具体结构进行优化设计，进一步增加基座体100与地基基坑的结合面积，在基坑内浇筑混凝土时，可有效提高整个基座体100的稳定性。

作为本实施例的进一步优化，如图6-7及图11所示，为实现对四组单元预制板110之间的可靠连接，所述单元预制板110的一侧板上拐角的位置处加工有缺口111，该缺口111加工成圆弧形，其直径与平衡基桩筒120相匹配，比平衡基桩筒120略大一些，从而便于卡合安装平衡基桩筒120。四组单元预制板110相互拼接后，四个缺口111围绕形成了一个圆形槽。所述圆形槽内安装有拼装板150，所述平衡基桩筒120卡合在缺口111围绕形成的圆形槽内，并与槽内的拼装板150固定连接。另外，所述拼装板150与单元预制板110贴合的侧面上设有连接桩151，连接桩151垂直于拼装板150和单元预制板110，并且贯穿单元预制板110设置，如此，拼装板150就可以通过连接桩151与四组单元预制板110安装相连，通过上述结构连接，能够进一步提高整个基座体100与基坑连接的稳定性。与此同时，四组单元预制板110也依靠拼装板150的设置实现了组装连接。更优化的，本实施例中所述的连接桩151贯穿单元预制板110，并向外延伸出一定长度，插设于固定安装在单元预制板110的缓冲套300内，缓冲套300上方安装有安装平台200，当产生横向波动时，安装平台200上产生的横向波动，使得缓冲套300可有效吸收波动产生的横向冲击力，达到对安装平台200受力时的有效平衡。

此外，作为本实施例的进一步优化，所述配重体130的端部设于拼装板150一侧板的中心位置处，也即配重体130设于连接桩151的背面。所述拼装板150中心位置处安装有第一活动连接头152，第一活动连接头152垂直于拼装板150设置，其另一端铰接安装有第二活动连接头153，第二活动连接头153另一端与连接杆固定相连，连接杆的另一端与配重体130通过连接杆固定相连。通过设置第一活动连接头152、第二活动连接头153和连接杆，完成了对配重体130的安装，使得配重体130可呈现多方位活动式安装在拼装板150的下板面位置，当出现地震时，配重体130呈现摆动的状态，在第一活动连接头152及第二活动连接头153连接作用下，使得配重体130呈现摆动，以达到平衡摆动力的作用。

更优化的，为了进一步提高配重体130摆动的稳定性，本发明中还通过在拼装板150上设有第一连杆154，所述第一连杆154沿拼装板150圆周方向等距分布，第一连杆154的端部铰接有第二连杆155，第二连杆155通过连接滑套156可滑动安装于连接杆上，连接滑套156和连接杆的凸台之间设有缓冲弹簧157，缓冲弹簧157套设于连接杆上，通过第一连杆154、第二连杆155、连接滑套156和缓冲弹簧157的设置，有效实现了对配重体130摆动的缓冲作用，不至于配重体130的摆动幅度过大，尤其是发生地震或桥墩遭到水流强烈冲击下，可以有效减弱配重体130的横向摆动，以达到平衡作用力的作用，从而更好地分散体系应力冲击，保证桥墩结构的稳固。

此外，需要说明的是，如图9所示，所述第一连杆154安装在拼装板150的边部，其安装后的角度与拼装板150形成一定角度，第一连杆154并非是垂直于拼装板150设置的，而是略微向连接杆方向倾靠，第二连杆155垂直于连接杆设置，通过连接滑套156实现与连接杆的安装。通过控制第一连杆154倾斜设置，在实际使用过程中，桥墩受到横向冲击，当应力传递到安装平台200上被缓冲套300吸收后，经单元预制板110传递至拼装板150上，不仅有助于应力进行转移、分散，而且便于稳定配重体130的横向摆动幅度。

本发明的桥墩结构，当桥墩处在使用状态时，桥墩受到的横向作用力，作用在整个基座体100上，通过配重体130的晃动，能够进一步平衡所述平衡基桩筒120产生的横向作用力，并且通过配重体130将作用力释放出平衡基桩筒120，进而使得基座体100更为稳固，在基座体100上设置安装平台200，能够进一步提高整个空心薄壁墩与基坑的结合强度，避免空心薄壁墩出现的开裂问题。

安装平台200和实心承台400：

如图1-5及图10所示，本实施例的所述安装平台200整体安装于基座体100上方，为实现安装平台200与单元预制板110的更进一步的止震连接，以达到吸收安装平台200横向作用力的目的，本发明中安装平台200与单元预制板110的结合面之间设置有套筒210。所述缓冲套300设于单元预制板110上远离平衡基桩筒120的一侧面上，包括多个，对称分布在基座体100中部，具体的，本实施例中，基座体100由四块单元预制板110拼接形成，因此，每块单元预制板110上对应连接桩151的位置处均设有一个缓冲套300，缓冲套300套设在连接桩151表面，缓冲套300的数量与单元制板110的数量相同。相应的，本实施例中安装平台200上对应缓冲套300的位置处设置有与该缓冲套300相匹配的套筒210，套筒210套设在缓冲套300外。

作为本实施例的进一步优化，所述安装平台200上靠近基座体100一侧的四周，沿竖直方向设有多根间隔分布的插接杆220，如图5及图6所示，所述单元预制板110的四周对应插接杆220的位置处安装有橡胶套160，所述橡胶套160贯穿单元预制板110设置，插接杆220插设于该橡胶套160内，并贯穿单元预制板110。

安装平台200一方面通过缓冲圈300、套筒210完成和基座体100的连接以外，还通过四周设置的插接杆220与橡胶套160进行连接，有效保证了安装平台200安装的稳定性，且具有优秀的应力吸收能力，从而使得安装平台200在承受横向冲击力时，可以凭借橡胶套160与缓冲套300的共同缓冲作用，能够有效抗击更高等级的横向冲击力，以及横向侧风的冲击。

作为本实施例的进一步优化，所述安装平台200整体加工为矩形结构，与基座体100一样，其具体结构形状和尺寸均根据实际情况进行设计。安装平台200四周均设有嵌条240，上述的嵌条240围合成槽腔状构造，每根嵌条240上设有沿竖直方向等间隔分布的多个连接丝杆230，所述连接丝杆230上套设有缓冲圈232。所述实心承台400上加工有供连接丝杆230穿出的插接孔410，插接孔410直径与缓冲圈232外径相匹配，连接丝杆230插设于缓冲圈232内。本发明中通过缓冲圈232实现与实心承台400的插接孔410进行连接，当整个桥墩处在使用状态时，通过缓冲圈232及橡胶套160的横向吸收安装平台200受到的冲击力，进而可避免薄壁桥墩出现的开裂问题。

更优化的，所述连接丝杆230端部还设有旋拧螺母231，所述旋拧螺母231的一端设置有垫片，所述缓冲圈232的一端抵靠在垫片上，可用于锁紧缓冲圈232。安装时，可通过拧动旋拧螺母231，使得缓冲圈232位于连接丝杆230上处在合适的高度位置，当吊装设备将预制好的实心承台400以板面水平的状态吊装至安装平台200上方位置后，使得连接丝杆230穿置在插接孔410内，并且随着实心承台400下降，使得缓冲圈232能够可靠的穿入插接孔410内，进而使得缓冲圈232能够有效填充在实心承台400与安装平台200之间，从而可实施对实心承台400产生的横向作用力进行吸收，提高整个空心薄壁墩的结构强度。

作为本实施例的进一步改进，如图12和13所示，为进一步确保实心承台400与安装平台200的可靠结合，提高吊装设备与安装平台200结合的精准度及便捷度，所述安装平台200的上板面上加工有吊装槽250，所述吊装槽250内阵列式设置有多个嵌合凸起251，所述实心承台400的下板面上，对应阵列式设有多个与嵌合凸起251相匹配的嵌合凹槽420，所述嵌合凹槽420与嵌合凸起251配合。

进行吊装时，吊装设备为设置在基面两侧的同步吊装设备，同步吊装设备使得实心承台400呈现水平的状态竖直下降，并且与连接丝杆230构成插接配合，进而使得缓冲圈232能够有效填充在实心承台400与安装平台200之间；此外，连接丝杆230与嵌条240构成转动配合，当实心承台400与安装平台200的可靠结合后，人工方式将连接丝杆230旋拧在嵌条240上的预留螺纹孔内，并且使得缓冲圈232也能够可靠的导入插接孔410内，该构造能够有效减少吊装设备吊装该实现承台400的难度，有效降低了施工难度。

更优化的，本实施例中为进一步地降低施工难度，所述吊装槽250内还阵列式设置有预留纵向钢筋260，所述实心承台400上设置有预留条状孔430，所述预留条状孔430沿着实心承台400宽度方向等距间隔设置多组，供预留纵向钢筋260穿出。所述实心承台400的上板面为拉毛面，便于施工空心变径段440。本实施例中在对实心承台400施工时，为施工方便，实心承台400与空心变径段440之间还需要进行绑扎钢筋，而后进行二次浇注。需要说明的是，将实心承台400的上板面加工为拉毛面，采用现有的拉毛面操作极为不便，对此，本发明通过在实心承台400上设置有预留条状孔430，而实现承台400在预制时，可通过模具事先预制出拉毛面，可显著降低施工难度。此外，本发明的实心承台400进行安装时，可通过吊装设备，将实心承台400吊装至安装平台200上时，使得预留纵向钢筋260穿过预留条状孔430，并且使得预留纵向钢筋260凸伸出实心承台400上方位置，通过向预留条状孔430内填充混凝土，使得实心承台400形成一个完成的整体，而后在实心承台400进一步地施工，可显著降低实际的施工强度。

实施例2

本实施例的一种大跨径桥梁，包括主梁，还包括至少一个实施例1中所述的薄壁变径高桥墩结构，各所述薄壁变径高桥墩结构均支撑固定所述主梁。

本实施例的大跨径桥梁进行施工时，具体包括如下操作：

步骤一、根据地质勘察结果，针对待施工河流的水流速、河床深度、硬岩层深度采用围堰或深挖的方法施工出基坑；

步骤二、桥墩施工；

步骤S1、将预埋基块500埋设于基坑内；

先将预埋基块500的盒腔510放置于基坑内，然后在盒腔510内吊装横纵钢筋笼，然后进行混凝土浇筑，直至混凝土凝固；最后在盒腔510顶部安装插接板530。

步骤S2、在预埋基块500上方吊装安装基座体100；

首先，在插接板530顶部安装平衡基桩筒120及预埋基桩筒140，预埋基桩筒140侧壁上等间隔安装锁紧环141，并且在锁紧环141上环向等间隔安装锁紧条142；然后，将安装有配重体130的拼装板150吊装至平衡基桩筒120顶部，并对拼装板150进行固定，配重体130伸入平衡基桩筒120内部；最后，将至少两块单元预制板110安装在拼装板150上，并在单元预制板110上板面安装缓冲套300。

配重体130的安装方法为：先将互相铰连的第一活动连接头152和第二活动连接头153铰接在拼装板150中部，控制第一活动连接头152和第二活动连接头153垂直于拼装板150；然后将连接杆一端铰接在第二活动连接头153上，连接杆另一端与配重体130安装相连。

在拼装板150边部区域等间隔铰接第一连杆154，每根第一连杆154端部均铰接第二连杆155，并在第二连杆155端部铰接连接滑套156，在安装连接杆和第二活动连接头153之前，先将缓冲弹簧157套装在连接杆，然后再将连接滑套156滑动安装在连接杆，使缓冲弹簧157两端抵靠在连接滑套156和连接杆的凸台之间。

步骤S3、在基座体100上方吊装安装平台200；

在吊装安装平台200时，先将安装平台200吊至基座体100正上方，然后将安装平台200边部环向设置的插接杆220分别对应插设在基座体100单元预制板110的胶套160内，下放安装平台200，直至安装平台200中部设置的多个套筒210分别对应套设在缓冲套300外，最后向单元预制板110以下的空腔区域内，填充混凝土，直至混凝土凝固后进入步骤S4步骤操作。

步骤S4、将实心承台400吊装在安装平台200上方，浇筑混凝土，在实心承台400上板面形成一个完整的拉毛面；

具体的，先在安装平台200四周的连接丝杆230上套设缓冲圈232，然后将实心承台400吊装在安装平台200上方位置，使安装平台200吊装槽250阵列排布的多根预留纵向钢筋260从实心承台400的预留条状孔430穿出；下放实心承台400，使安装平台200上的所有缓冲圈232对应插设于实心承台400的插接孔410内；继续下放实心承台400，直至吊装槽250内的阵列式排布的嵌合凸起251卡入实心承台400内的嵌合凹槽420中；最后向预留条状孔430内浇筑缓凝土。

步骤S5、在实心承台400上方捆扎钢筋笼，并在实心承台400上方围合出模板，向模板和实心承台400围成的空间内浇筑混凝土至凝固，进入下一步操作；

首先在实心承台400上板面施工台座，为模板安装做准备，然后在预留纵向钢筋260上捆扎钢筋笼，使用直螺纹连接管连接预留纵向钢筋260的上端与新的钢筋下端，在预留纵向钢筋260上绑扎横向钢筋，横向钢筋沿着预留纵向钢筋260长度方向间隔分布；向模板和实心承台400围成的空间内浇筑混凝土前，先向该空间内浇筑水泥浆，而后再进行浇筑混凝土，每次浇筑时，均采用振捣棒振动夯实。

步骤S6、采用爬模施工法，分别由下至上施工空心薄壁变径墩的薄壁空心变径段440、实心墩顶450及墩帽460；

分层施工薄壁空心变径段440，第一层空心变径段440的施工方法为：首先在实心承台400上搭设脚手架内及外操作平台，而后在内搭设脚手架外侧安装内模板，在外脚手架内侧安装外模板，内外模板构成管状腔体，通过向内外模板的管腔腔体内浇筑混凝土，待混凝土凝固后进行翻模；然后按照上述方法进一步施工下一层的空心变径段440，直至施工完成所有层空心变径段440。

实心墩顶450及墩帽460的施工方法为：以薄壁空心变径段440中心内模板的脚手架作为支撑，安装墩底实心段450的底模板和倒角模板，绑扎钢筋，安装墩身模板及墩帽模板，浇筑缓凝土，待混凝土凝固，即可完成薄膜空心墩的施工。

步骤三、成段预制桥面基础梁；预制时在桥面基础梁上设置与其一体的箍筋，并在桥面基础梁上预留预应力钢筋孔。

步骤四、在各桥墩顶部施工与桥墩固联的钢管立柱，将各段所述桥面基础梁吊装至桥墩之间，通过预应力钢筋将各段桥面基础梁采用传统的悬臂施工法连成一体，并将各段桥面基础梁与所述钢管立柱之间用斜拉索拉紧固定。

步骤五、以桥面基础梁本体为模板，在桥面基础梁的箍筋上浇注混凝土，待混凝土凝结至标准强度后，自桥梁中部至两端依次拆除斜拉索及钢管立柱，完成桥梁施工。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种薄壁变径高桥墩结构，包括实心承台（400）和依次安装于实心承台（400）上方的薄壁空心变径段（440）、实心墩顶（450）、墩帽（460），其特征在于：还包括基座体（100）和安装平台（200），所述基座体（100）至少由两块单元预制板（110）拼接形成，基座体（100）上方设置有安装平台（200），安装平台（200）上方设有实心承台（400）；所述基座体（100）与安装平台（200）之间设有活动间隙，该活动间隙内安装有缓冲套（300），缓冲套（300）用于分散桥墩所受应力，避免应力集中；

所述基座体（100）上远离安装平台（200）的一侧，在中心位置处设有平衡基桩筒（120），平衡基桩筒（120）与单元预制板（110）安装相连，其内部活动设有配重体（130），配重体（130）与单元预制板（110）活动连接；每块单元预制板（110）的中心处安装有预埋基桩筒（140），预埋基桩筒（140）与平衡基桩筒（120）互相平行，所述预埋基桩筒（140）的外壁等距间隔设置有锁紧环（141），每个锁紧环（141）上环其周向间隔设置有锁紧条（142）；

每块单元预制板（110）拼接处均加工有缺口（111），多个缺口（111）围绕形成的安装槽内安装有拼装板（150），平衡基桩筒（120）与该拼装板（150）相连；所述拼装板（150）中心位置处安装有第一活动连接头（152），第一活动连接头（152）铰连第二活动连接头（153），所述配重体（130）通过连接杆与第二活动连接头（153）连接；

所述拼装板（150）通过连接桩（151）与单元预制板（110）安装相连，该连接桩（151）插设于缓冲套（300）内，且拼装板（150）上沿其圆周方向设有等距分布第一连杆（154），第一连杆（154）端部铰接有第二连杆（155），第二连杆（155）通过连接滑套（156）可滑动安装于连接杆上，连接滑套（156）和连接杆的凸台之间设有缓冲弹簧（157），缓冲弹簧（157）套设于连接杆上。

2.根据权利要求1所述的一种薄壁变径高桥墩结构，其特征在于：靠近基座体（100）中部对称设置有多个缓冲套（300），缓冲套（300）的数量与单元预制板（110）的数量相同，所述安装平台（200）上对应缓冲套（300）的位置处设置有与该缓冲套（300）相匹配的套筒（210），所述套筒（210）套设于缓冲套（300）外壁上；所述安装平台（200）上靠近基座体（100）一侧的四周，沿竖直方向设有多根间隔分布的插接杆（220），所述单元预制板（110）的四周对应插接杆（220）的位置处安装有橡胶套（160），所述橡胶套（160）贯穿单元预制板（110）设置，插接杆（220）插设于该橡胶套（160）内，并贯穿单元预制板（110）。

3.根据权利要求1-2中任一项所述的一种薄壁变径高桥墩结构，其特征在于：还包括预埋基块（500），预埋基块（500）包括盒腔（510）和插接板（530），盒腔（510）通过插接桩（520）与插接板（530）安装相连，所述基座体（100）与插接板（530）安装相连。

4.根据权利要求3所述的一种薄壁变径高桥墩结构，其特征在于：所述盒腔（510）内设有钢筋笼，且盒腔（510）内填充有混凝土；所述插接桩（520）设有多个，均沿盒腔（510）周向边部等距分布，插接桩（520）垂直于盒腔（510）和插接板（530）设置，且插接桩（520）的长度大于插接板（530）的高度。

5.根据权利要求3所述的一种薄壁变径高桥墩结构，其特征在于：所述安装平台（200）为矩形结构，其四周均设有嵌条（240），每根嵌条（240）上设有沿竖直方向等间隔分布的多个连接丝杆（230）；所述实心承台（400）上加工有供连接丝杆（230）穿出的插接孔（410）；所述连接丝杆（230）上套设有缓冲圈（232），插接孔（410）直径与缓冲圈（232）外径相匹配，且连接丝杆（230）端部还设有旋拧螺母（231），用于锁紧缓冲圈（232）。

6.根据权利要求5所述的一种薄壁变径高桥墩结构，其特征在于：所述安装平台（200）上加工有吊装槽（250），吊装槽（250）内阵列式设置有多个嵌合凸起（251），所述实心承台（400）上对应设有多个与嵌合凸起（251）相匹配的嵌合凹槽（420）；所述吊装槽（250）内还阵列式设置有多根预留纵向钢筋（260），所述实心承台（400）上对应设有多个等距间隔分布的预留条状孔（430）供预留纵向钢筋（260）穿出。

7.一种大跨径桥梁，包括主梁，其特征在于：还包括至少一个如权利要求1-6中任一项所述的薄壁变径高桥墩结构，各所述薄壁变径高桥墩结构均用于支撑固定所述主梁。

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