CN212426711U - 附加消能装置预制拼装节段钢管混凝土桥墩 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种附加消能装置预制拼装节段钢管混凝土桥墩，包括承台及位于承台上方纵向固定连接的多节钢管混凝土节段，各节所述的钢管混凝土节段包括混凝土柱及套于混凝土柱外部的钢管，所述钢管混凝土节段中间留有预应力孔道，所述承台中部固定有贯穿各个钢管混凝土节段的预应力筋，上下相邻所述钢管混凝土节段通过剪力键固定连接，承台顶面与多节钢管混凝土节段底部侧面之间设置有消能装置，本实用新型设计的管混凝土桥墩为预制构件，在工厂内制作，能提高施工质量与速度，减少现场作业量。利用钢管混凝土的高性能可提高节段拼装桥墩的竖向承载力和水平抗侧能力。

Description

附加消能装置预制拼装节段钢管混凝土桥墩

技术领域

本实用新型涉及一种附加消能装置预制拼装节段钢管混凝土桥墩。

背景技术

目前，钢筋混凝土结构主要是通过现场浇注成型。但是，随着我国建筑工地上从事简单体力劳动的工人数量急剧下降；同时，劳动力成本也逐渐提高。因此，有必要开发一种可以通过在预制工厂进行机械化流水作业生产的，现场采用机械吊装，极少数人员配合就能安全组装生产的钢筋混凝土构件。为了缓解这些问题，预制混凝土施工方式越来越多的得到应用。

预制混凝土桥梁构件在工厂制作加工，能使用自动化模板、蒸汽养护等现代化施工技术，提高施工精度和养护质量，构件预制完成后运至桥梁现场拼装，能减少现场作业，降低施工现场混凝土废料污染和施工噪声，实现快速化施工，减少交通拥堵。

我国正处于大规模交通基础建设时期，在城市桥梁、跨海桥梁的建造过程中，桥梁快速建造技术以其构件加工质量高、建造效率高、环境友好等优势越来越受到关注与重视。桥梁结构预制装配技术将是未来桥梁工程建设的一个重要发展方向。

实用新型内容

本实用新型对上述问题进行了改进，即本实用新型要解决的技术问题是，现有的钢筋混凝土结构主要是通过现场浇注成型效率低，人力成本较高。

本实用新型的具体实施方案是：一种附加消能装置预制拼装节段钢管混凝土桥墩，包括承台及位于承台上方由多个钢管混凝土节段纵向固定连接组成的桥墩，所述的钢管混凝土节段包括混凝土柱及套于混凝土柱外部的钢管，所述钢管混凝土节段和所述承台中间留有预应力孔道，所述预应力孔道中通过张拉预应力筋使桥墩形成一个整体，承台顶面与底部钢管混凝土节段侧面之间设置有消能装置。

进一步的，所述钢管混凝土节段的下端为环形接头，钢管混凝土节段的上端及承台的上表面具有能与环形接头相适配的内凹环形槽，所述环形接头内部设置有剪力键，上下相邻的钢管混凝土节段及钢管混凝土节段与承台之间通过配合的环形接头及凹环形槽连接。

进一步的，所述的消能装置是由减薄钢板和与减薄钢板两端焊接连接的加劲肋组成，所述的消能装置两端分别用剪切螺栓与承台顶面与钢管混凝土节段侧面连接。

进一步的，所述环形接头的内环直径为混凝土柱直径的1/3并且要远大于预留预应力孔道的直径，外环直径为混凝土柱直径的2/3, 所述环形接头的高度不小于混凝土柱直径的1/5。

进一步的，所述承台底部中间位置留有凹槽，以利于预应力筋的张拉和锚固。

进一步的，所述剪力键为圆形横截面的CFRP实心棒，剪力键外侧四周焊接有剪切螺栓。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：本实用新型设计的管混凝土桥墩为预制构件，在工厂内制作，能提高施工质量与速度，减少现场作业量。利用钢管混凝土的高性能可提高节段拼装桥墩的竖向承载力和水平抗侧能力，从而避免节段拼装桥墩塑性铰区发生破坏等缺点；布置在环形接头内的CFRP剪力键能有效增加桥墩的抗剪、抗扭承载力和自复位能力且焊接在剪力键外侧的剪切螺栓可以均匀稳定的传递剪力，同时设置在承台上的消能装置能控制与减少桥墩在地震等水平荷载作用下的位移需求。

附图说明

图1为附加消能装置的环形接头预制拼装节段钢管混凝土桥墩示意图。

图2为钢管混凝土节段构造图。

图3为钢管混凝土节段水平剖面图。

图4为消能装置示意图。

图5为消能装置水平剖面图。

图中所示：1-锚具、2-预应力筋、3-预应力孔道、4-剪力键、5-钢管混凝土节段、6-钢管、7-环形接头、8-消能装置、9-承台、10-凹槽、11-环形凹槽、12-混凝土柱、13-减薄钢板、14-加劲肋、15-剪切螺栓。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步详细的说明。

如图1～5所示，一种附加消能装置的环形接头预制拼装节段钢管混凝土桥墩，包括承台9、钢管混凝土节段5、环形接头7和消能装置8；其中钢管混凝土节段5由钢管6和钢管6内的混凝土柱12组成，钢管6套在混凝土柱12外侧；在钢管混凝土节段5的混凝土柱12中间留有预应力孔道3，拼装完成后通过张拉贯穿预应力孔道3预应力筋2使桥墩形成一个牢固的整体。

预应力筋2顶部通过锚具固定，在预制钢管混凝土节段5之间以及承台9与预制钢管混凝土节段5之间设置有环形构造的接头结构，所述钢管混凝土节段的下端为环形接头，钢管混凝土节段的上端及承台的上表面具有能与环形接头相适配的内凹环形槽，所述环形接头内部设置有剪力键4，上下相邻的钢管混凝土节段及的钢管混凝土节段与承台之间通过配合的环形接头及凹环形槽连接；同时所述的承台9顶面与预制拼装桥墩底部侧面之间设置有消能装置8。

具体地，环形接头7的内环直径为钢管混凝土节段直径的1/3并且要远大于预留预应力孔道3的大小，外环直径大小为钢管混凝土节段直径的2/3，环形接头7的高度不小于钢管混凝土节段直径的1/5。

具体地，所述剪力键4均布预埋在所述环形接头7内，所述剪力键4为圆形横截面的CFRP实心棒，同时外侧四周焊接有剪切螺栓15。采用CFRP实心棒，CFRP(碳纤维增强基复合材料)制造的剪力键4具有较高的比刚度，剪切螺栓15能够增加连接后的连接强度。

具体地，预制钢管混凝土节段5和现浇承台9中心位置留有竖向贯通的预应力孔道3，本实施例中，承台9底部中间位置留有一个凹槽10，便于预应力筋2的张拉和锚固。并且在拼装完成后在预应力孔道3内通过锚具1张拉预应力筋2使桥墩形成一个牢固的整体。

具体地，本实施例中，消能装置8是由减薄钢板13和焊接在减薄钢板13下部的两端加劲肋14组成，消能装置8的一端用剪切螺栓15连接在承台9顶面上，另一端用剪切螺栓15连接在预制拼装钢管混凝土节段5侧面上。消能装置8两端的连线与承台顶面之间的夹角在30度至60度之间。

具体地，消能装置8均布在预制拼装桥墩底部的四侧，数量为四个。

具体地，相邻的预制钢管混凝土节段5之间表面涂抹环氧树脂和混凝土胶以加强连接，承台9顶面与预制拼装桥墩底部端面之间设置纤维增强砂浆层，所述的预应力筋2采用预应力CFRP筋，所述混凝土12采用纤维增强混凝土。

一种附加消能装置的环形接头预制拼装节段钢管混凝土桥墩的施工方法：

步骤一、在工作预先按设计要求制作环形接头的几何模型

步骤二、将环形接头模型与钢管进行固定连接；

步骤三、在钢管内按要求配置剪力键和放置PVC管作为预留的预应力孔道；

步骤四、将纤维增强混凝土灌注到钢管内；

步骤五、在自然养护一段时间后，将模型拆除，将预应力筋连接锚固焊接消能装置。

上述本实用新型所公开的任一技术方案除另有声明外，如果其公开了数值范围，那么公开的数值范围均为优选的数值范围，任何本领域的技术人员应该理解：优选的数值范围仅仅是诸多可实施的数值中技术效果比较明显或具有代表性的数值。由于数值较多，无法穷举，所以本实用新型才公开部分数值以举例说明本实用新型的技术方案，并且，上述列举的数值不应构成对本实用新型创造保护范围的限制。

在本专利的描述中，需要理解的是，术语“ 纵向”、“ 横向”、“ 上”、“ 下”、“ 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，仅是为了便于描述本专利，而不是指示或暗示所指的装置或组件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利的限制。

同时，上述本实用新型如果公开或涉及了互相固定连接的零部件或结构件，那么，除另有声明外，固定连接可以理解为：能够拆卸地固定连接( 例如使用螺栓或螺钉连接)，也可以理解为：不可拆卸的固定连接(例如铆接、焊接)，当然，互相固定连接也可以为一体式结构( 例如使用铸造工艺一体成形制造出来) 所取代(明显无法采用一体成形工艺除外)。

另外，上述本实用新型公开的任一技术方案中所应用的用于表示位置关系或形状的术语除另有声明外其含义包括与其近似、类似或接近的状态或形状。

本实用新型提供的任一部件既可以是由多个单独的组成部分组装而成，也可以为一体成形工艺制造出来的单独部件。

最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本实用新型技术方案的精神，其均应涵盖在本实用新型请求保护的技术方案范围当中。

Claims (6)

1.一种附加消能装置预制拼装节段钢管混凝土桥墩，其特征在于，包括承台及位于承台上方由多个钢管混凝土节段纵向固定连接组成的桥墩，所述的钢管混凝土节段包括混凝土柱及套于混凝土柱外部的钢管，所述钢管混凝土节段和所述承台中间留有预应力孔道，所述预应力孔道中通过张拉预应力筋使桥墩形成一个整体，承台顶面与底部钢管混凝土节段侧面之间设置有消能装置。

2.根据权利要求1所述的一种附加消能装置预制拼装节段钢管混凝土桥墩，其特征在于，所述钢管混凝土节段的下端为环形接头，钢管混凝土节段的上端及承台的上表面具有能与环形接头相适配的内凹环形槽，所述环形接头内部设置有剪力键，上下相邻的钢管混凝土节段及钢管混凝土节段与承台之间通过配合的环形接头及凹环形槽连接。

3.根据权利要求2所述的一种附加消能装置预制拼装节段钢管混凝土桥墩，其特征在于，所述的消能装置是由减薄钢板和与减薄钢板两端焊接连接的加劲肋组成，所述的消能装置两端分别用剪切螺栓与承台顶面与钢管混凝土节段侧面连接。

4.根据权利要求2所述的一种附加消能装置预制拼装节段钢管混凝土桥墩，其特征在于，所述环形接头的内环直径为混凝土柱直径的1/3并且要远大于预留预应力孔道的直径，外环直径为混凝土柱直径的2/3, 所述环形接头的高度不小于混凝土柱直径的1/5。

5.根据权利要求2所述的一种附加消能装置预制拼装节段钢管混凝土桥墩，其特征在于，所述承台底部中间位置留有凹槽，以利于预应力筋的张拉和锚固。

6.根据权利要求2所述的一种附加消能装置预制拼装节段钢管混凝土桥墩，其特征在于，所述剪力键为圆形横截面的CFRP实心棒，剪力键外侧四周焊接有剪切螺栓。

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