CN217974019U - 一种应用于磁浮线路的预应力混凝土桥墩 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种应用于磁浮线路的预应力混凝土桥墩，该预应力混凝土桥墩包括由上至下依次连接的盖梁、墩柱和承台，所述墩柱包括柱本体和若干个竖直布置在所述柱本体内部的竖向预应力筋，所述竖向预应力筋沿所述柱本体的侧壁间隔布置，在所述柱本体的外侧壁沿所述柱本体的轴线方向间隔设有若干个环向预应力带。本实用新型墩柱设有竖向预应力筋和环向预应力带，可形成三向预应力，从而形成坚固的支撑与抗拉、抗弯结构。与现有技术相比，本实用新型墩柱所需截面和纵向主筋的数目显著下降，节省工程项目用钢量，从而节约成本；竖向预应力筋、环向预应力带和环向箍筋均采用复合材料加强筋，使得墩柱具备抵御沿海盐分气候或海水腐蚀功能。

Description

一种应用于磁浮线路的预应力混凝土桥墩

技术领域

本实用新型属于桥梁加固技术领域，涉及一种应用于磁浮线路的预应力混凝土桥墩。

背景技术

磁悬浮列车是目前有轨交通发展中技术含量较高的综合技术。磁浮列车的运行，包括悬浮、导向、驱动和制动，都是利用设置在轨道梁上的各种部件所产生的电磁力来实现的。现有的磁浮线路墩柱较高，对轨道的平整度要求较高，则墩柱需要较强的强度和刚度。特别是在沿海地区建设磁浮交通项目面临着盐分气候的严重腐蚀问题，经常发生混凝土因钢筋腐蚀而爆裂，降低了结构的强度与刚度。还存在地下水也含盐高，对结构的影响更大的问题。目前墩柱一般是采用钢筋混凝土桥墩，由于墩柱的截面较大，导致墩柱截面配筋量较大，防腐蚀结构也很大，抵御盐分地下水或气氛腐蚀的措施很不经济。如何解决这类问题，或者说寻求一种能够抵御腐蚀在海水中建设项目的桥墩结构是本实用新型的核心目的。

实用新型内容

本实用新型的目的就是为了提供一种应用于磁浮线路的预应力混凝土桥墩，以克服现有技术中墩柱截面较大，墩柱截面配筋量较大，防腐蚀结构也很大，抵御盐分地下水或气氛腐蚀的措施不经济等缺陷。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种应用于磁浮线路的预应力混凝土桥墩，该预应力混凝土桥墩包括由上至下依次连接的盖梁、墩柱和承台，所述墩柱包括柱本体和若干个竖直布置在所述柱本体内部的竖向预应力筋，所述竖向预应力筋沿所述柱本体的侧壁间隔布置，在所述柱本体的外侧壁沿所述柱本体的轴线方向间隔设有若干个环向预应力带。

进一步的，所述柱本体的外侧壁套设有若干个水平布置的环向箍筋，每个环向箍筋分别与每个竖向预应力筋连接。

更进一步的，若干个环向箍筋均匀间隔布置。

更进一步的，所述环向箍筋和所述环向预应力带之间设有保护层。

更进一步的，所述保护层包括复合材料加强筋框架和混凝土结构，混凝土结构填充于复合材料加强筋框架中。该保护层具有较好的抗拉性能和抗冲击强度，使本实用新型墩柱具有较出色的强度和抗压性能，可用于抗震的工程建筑建设中。

更进一步的，所述保护层的底端伸入所述承台内部。

进一步的，所述竖向预应力筋的上端伸入所述盖梁中。此处竖向预应力筋起到连接盖梁和墩柱的作用。同时通过竖向预应力筋增加盖梁与墩柱的接触面积，从而使墩柱上端受力面积增加，使墩柱更加牢固地支撑盖梁，提高墩柱的侧向及纵向支撑性能。本实用新型墩柱与盖梁通过竖向预应力筋连接，增强盖梁与墩柱的固定和稳定，避免长时间使用后盖梁与墩柱之间混凝土破裂，从而避免整个结构不稳定。

进一步的，若干个竖向预应力筋均匀间隔布置。

进一步的，所述承台内设有复合材料加强筋网，所述墩柱的底部伸入所述承台内部并与所述复合材料加强筋网连接。通过在承台内部设置复合材料加强筋网，增强承台自身的稳定性能；同时使墩柱与承台内部的复合材料加强筋网连接，固定墩柱，以增强墩柱与承台的连接稳定性。

进一步的，所述柱本体内部还设有横纵交叉且水平布置的辅筋。辅筋有助于增强整体钢筋骨架的刚度以及约束混凝土收缩裂缝。

进一步的，所述环向预应力带设有单层。

进一步的，任意两个相邻环向预应力带之间的间距为100-300mm。

进一步的，所述承台包括复合材料加强筋框架和混凝土结构，混凝土结构填充于复合材料加强筋框架中。由于采用复合材料加强筋框架，本实用新型承台不易与地面泥土中的酸性盐分进行反应，从而降低承台因钢筋腐蚀产生裂纹的概率，使承台能长期保持侧向稳定桩基的效果。

进一步的，所述盖梁为钢筋混凝土结构，所述盖梁内设有复合材料加强筋框架。该复合材料加强筋框架可增加盖梁的支撑能力，从而使盖梁可以具有更强支撑磁浮线路上部荷载的能力。

预应力式是目前较成熟的预制拼装桥墩施工方法，目前应用在钢筋较多。预应力混凝土节段拼装桥墩在地震作用下，墩柱整体损伤较小，主要是墩底附近混凝土发生开裂和压碎，可以有效的提高磁浮桥墩的抗震性能，从而提高磁浮线路运行的安全性。

本实用新型处于张拉状态的环向预应力带通过对桥墩施加横向双向预应力，同竖向预应力筋形成三向预应力，本实用新型桥墩为三向预应力结构。该结构在承载能力、耗能能力、变形能力、刚度退化和强度退化方面都优于普通钢筋混凝土桥墩。

本实用新型墩柱的构建方法为：通过布置竖向预应力筋对钢筋混凝土桥墩施加竖向预应力，通过安装环向预应力带对桥墩施加横向(环向)预应力，从而对钢筋混凝土桥墩提供三向预应力作用。本实用新型环向预应力带和竖向预应力筋共同形成三向预应力受力状态，从而达到在强荷载作用下的自复位功能。

复合材料加强筋相比钢筋来说，具有尺寸精度高、表面质量好、便于加工、节省材料等优点。复合材料加强筋通常由纤维和树脂复合而成，复合材料加强筋常用于加固混凝土结构，由于具有轻质高强、操作简单、易于粘贴、不锈蚀的优点，已被广泛用于抗弯、抗剪、抗拉及抗震等多种形式构件的加固，已经在实际工程项目上有应用的案例。复合材料加强筋为利用复合材料制造技术制成的复合加强杆，复合材料加强筋所使用的复合材料包括玄武岩纤维、高强度有机材料纤维等具备纤维纵向强度与刚度比高的纤维。本实用新型竖向预应力筋、环向预应力带和环向箍筋均采用复合材料加强筋。

本实用新型采用竖向预应力筋作为磁浮桥墩的纵向主筋，竖向预应力筋具有较高的纵向强度，竖向预应力筋与环向预应力带形成三向预应力，本实用新型桥墩结构为三向预应力混凝土桥墩，在这种设计结构的助力下形成坚固的支撑与抗拉、抗弯结构，则墩柱需要的截面和需要的纵向主筋的数目会显著下降，从而实现较好的经济效益。本实用新型承台设有复合材料加强筋框架，采用复合材料加强筋框架增强承台的抗裂性，从而提高磁浮线路墩柱的侧向稳定性及抗震性能。

本实用新型环向箍筋可保证竖向预应力筋在各个位置都能呈竖直状态且两个端部不发散。

本实用新型在盖梁、墩柱和承台中均设有复合材料加强筋，使桥墩具备耐腐蚀的功能，可以抵御沿海盐分气候，或盐分地下水的腐蚀。

本实用新型提供的一种应用于磁浮线路的预应力混凝土桥墩，能实现较好的经济效益，具备抵御沿海盐分气候或海水腐蚀功能，且具有优良的侧向稳定性及抗震性能。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

(1)本实用新型预应力混凝土桥墩墩柱设有竖向预应力筋和环向预应力带，为三向预应力钢筋混凝土桥墩结构，可形成坚固的支撑与抗拉、抗弯结构，使得墩柱需要的截面和需要的纵向主筋的数目显著下降，节省工程项目用钢量，从而实现较好的经济效益，节约磁浮线路的制造成本；

(2)本实用新型竖向预应力筋、环向预应力带和环向箍筋均采用复合材料加强筋，使得墩柱具备抵御沿海盐分气候或海水腐蚀功能；

(3)本实用新型承台设有复合材料加强筋框架，采用复合材料加强筋框架增强承台的抗裂性，使承台不易与地面泥土中的酸性盐分进行反应，减少承台因钢筋腐蚀产生裂纹的概率，使承台能长期保持侧向稳定桩基的效果，从而提高磁浮线路墩柱的侧向稳定性及抗震性能。

附图说明

图1为本实用新型混凝土桥墩的主视图；

图2为本实用新型混凝土桥墩的横剖面图；

图3为本实用新型混凝土桥墩的纵剖面图。

图中标记说明：

1-盖梁、2-墩柱、3-承台、4-桩柱、5-保护层、6-竖向预应力筋、7-环向箍筋、 8-辅筋、9-环向预应力带、10-柱本体。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。本实施例以本实用新型技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。

以下各实施方式或实施例中，如无特别说明的功能部件或结构，则表明其均为本领域为实现对应功能而采用的常规部件或常规结构。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“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实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元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实用新型的限制。

为克服现有技术中墩柱2截面较大，墩柱2截面配筋量较大，防腐蚀结构也很大，抵御盐分地下水或气氛腐蚀的措施不经济等缺陷，本实用新型提供了一种应用于磁浮线路的预应力混凝土桥墩，请参见图1-3，该预应力混凝土桥墩包括由上至下依次连接的盖梁1、墩柱2和承台3，所述墩柱2包括柱本体10和若干个竖直布置在所述柱本体10内部的竖向预应力筋6，所述竖向预应力筋6沿所述柱本体10 的侧壁间隔布置，在所述柱本体10的外侧壁沿所述柱本体10的轴线方向间隔设有若干个环向预应力带9。

在一些具体的实施方式中，请参见图2-3，所述柱本体10的外侧壁套设有若干个水平布置的环向箍筋7，每个环向箍筋7分别与每个竖向预应力筋6连接。

更具体的实施方式中，若干个环向箍筋7均匀间隔布置。

更具体的实施方式中，所述环向箍筋7和所述环向预应力带9之间设有保护层 5。

更具体的实施方式中，所述保护层5包括复合材料加强筋框架和混凝土结构，混凝土结构填充于复合材料加强筋框架中。该保护层5具有较好的抗拉性能和抗冲击强度，使本实用新型墩柱2具有较出色的强度和抗压性能，可用于抗震的工程建筑建设中。

更具体的实施方式中，所述保护层5的底端伸入所述承台3内部。

在一些具体的实施方式中，所述竖向预应力筋6的上端伸入所述盖梁1中。此处竖向预应力筋6起到连接盖梁1和墩柱2的作用。同时通过竖向预应力筋6增加盖梁1与墩柱2的接触面积，从而使墩柱2上端受力面积增加，使墩柱2更加牢固地支撑盖梁1，提高墩柱2的侧向及纵向支撑性能。本实用新型墩柱2与盖梁1通过竖向预应力筋6连接，增强盖梁1与墩柱2的固定和稳定，避免长时间使用后盖梁1与墩柱2之间混凝土破裂，从而避免整个结构不稳定。

在一些具体的实施方式中，请参见图1，若干个竖向预应力筋6均匀间隔布置。

在一些具体的实施方式中，所述承台3内设有复合材料加强筋网，所述墩柱2 的底部伸入所述承台3内部并与所述复合材料加强筋网连接。通过在承台3内部设置复合材料加强筋网，增强承台3自身的稳定性能；同时使墩柱2与承台3内部的复合材料加强筋网连接，固定墩柱2，以增强墩柱2与承台3的连接稳定性。

在一些具体的实施方式中，请参见图2，所述柱本体10内部还设有横纵交叉且水平布置的辅筋8。辅筋8有助于增强整体钢筋骨架的刚度以及约束混凝土收缩裂缝。

在一些具体的实施方式中，所述环向预应力带9设有单层。

在一些具体的实施方式中，任意两个相邻环向预应力带9之间的间距为 100-300mm。

在一些具体的实施方式中，所述承台3包括复合材料加强筋框架和混凝土结构，混凝土结构填充于复合材料加强筋框架中。由于采用复合材料加强筋框架，本实用新型承台3不易与地面泥土中的酸性盐分进行反应，从而降低承台3因钢筋腐蚀产生裂纹的概率，使承台3能长期保持侧向稳定桩基的效果。

在一些具体的实施方式中，所述盖梁1为钢筋混凝土结构，所述盖梁1内设有复合材料加强筋框架。该复合材料加强筋框架可增加盖梁1的支撑能力，从而使盖梁1可以具有更强支撑磁浮线路上部荷载的能力。

实施例1：

本实用新型提供了一种应用于磁浮线路的预应力混凝土桥墩，如图1-3所示，该预应力混凝土桥墩包括盖梁1、墩柱2、承台3、桩柱4、保护层5、竖向预应力筋6、环向箍筋7、辅筋8、环向预应力带9、柱本体10。

如图1所示，盖梁1、墩柱2和承台3由上至下依次连接，桩柱4设置在承台 3的下部。

如图2-3所示，墩柱2包括保护层5、竖向预应力筋6、环向箍筋7、辅筋8、环向预应力带9、柱本体10。若干个竖向预应力筋6竖直布置在柱本体10内部，且沿柱本体10的侧壁均匀间隔布置。柱本体10外侧壁套设有若干个水平布置的环向箍筋7，环向箍筋7均匀间隔布置，每个环向箍筋7分别与每个竖向预应力筋6 连接。在柱本体10的外侧壁沿柱本体10的轴线方向等间隔设有若干个环向预应力带9。任意两个相邻环向预应力带9之间的间距为200mm。

如图2-3所示，环向箍筋7和环向预应力带9之间设有保护层5，保护层5包括复合材料加强筋框架和混凝土结构。混凝土结构填充于复合材料加强筋框架中。该保护层5具有较好的抗拉性能和抗冲击强度，使本实施例墩柱2具有较出色的强度和抗压性能，可用于抗震的工程建筑建设中。保护层5的底端伸入承台3内部。

竖向预应力筋6的上端伸入盖梁1中，此处竖向预应力筋6起到连接盖梁1 和墩柱2的作用。同时通过竖向预应力筋6增加盖梁1与墩柱2的接触面积，从而使墩柱2上端受力面积增加，使墩柱2更加牢固地支撑盖梁1，提高墩柱2的侧向及纵向支撑性能。本实用新型墩柱2与盖梁1通过竖向预应力筋6连接，增强盖梁 1与墩柱2的固定和稳定，避免长时间使用后盖梁1与墩柱2之间混凝土破裂，从而避免整个结构不稳定。

如图2所示，柱本体10内部还设有横纵交叉且水平布置的辅筋8。

本实施例中，环向预应力带9设有单层。

承台3内设有复合材料加强筋网，墩柱2的底部伸入承台3内部并与复合材料加强筋网连接。通过在承台3内部设置复合材料加强筋网，增强承台3自身的稳定性能；同时使墩柱2与承台3内部的复合材料加强筋网连接，固定墩柱2，以增强墩柱2与承台3的连接稳定性。

承台3包括复合材料加强筋框架和混凝土结构，混凝土结构填充于复合材料加强筋框架中。由于采用复合材料加强筋框架，本实用新型承台3不易与地面泥土中的酸性盐分进行反应，从而降低承台3因钢筋腐蚀产生裂纹的概率，使承台3能长期保持侧向稳定桩基的效果。

盖梁1为钢筋混凝土结构，盖梁1内设有复合材料加强筋框架。该复合材料加强筋框架可增加盖梁1的支撑能力，从而使盖梁1可以具有更强支撑磁浮线路上部荷载的能力。

本实施例竖向预应力筋6、环向预应力带9和环向箍筋7均采用复合材料加强筋。本实施例在盖梁1、墩柱2和承台3中均设有复合材料加强筋，使桥墩具备耐腐蚀的功能，可以抵御沿海盐分气候，或盐分地下水的腐蚀。

本实施例处于张拉状态的环向预应力带9通过对桥墩施加横向双向预应力，同竖向预应力筋6形成三向预应力，该桥墩为三向预应力结构。该结构在承载能力、耗能能力、变形能力、刚度退化和强度退化方面都优于普通钢筋混凝土桥墩。

本实施例竖向预应力筋6具有较高的纵向强度，竖向预应力筋6与环向预应力带9形成三向预应力，本实施例桥墩结构为三向预应力混凝土桥墩，在这种设计结构的助力下形成坚固的支撑与抗拉、抗弯结构，则墩柱2需要的截面和需要的纵向主筋的数目会显著下降，从而实现较好的经济效益。本实施例承台3设有复合材料加强筋框架，采用复合材料加强筋框架增强承台3的抗裂性，从而提高磁浮线路墩柱2的侧向稳定性及抗震性能。

本实施例中的复合材料加强筋较普通钢筋具备高强度、密度小、耐腐蚀、无磁性等优势，更适合应用于磁浮桥墩。

实施例2：

与实施例1相比，绝大部分均相同，除了本实施例中，将任意两个相邻环向预应力带9之间的间距改为100mm。

实施例3：

与实施例1相比，绝大部分均相同，除了本实施例中，将任意两个相邻环向预应力带9之间的间距改为300mm。

上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用本实用新型。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本实用新型不限于上述实施例，本领域技术人员根据本实用新型的揭示，不脱离本实用新型范畴所做出的改进和修改都应该在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种应用于磁浮线路的预应力混凝土桥墩，其特征在于，包括由上至下依次连接的盖梁(1)、墩柱(2)和承台(3)，所述墩柱(2)包括柱本体(10)和若干个竖直布置在所述柱本体(10)内部的竖向预应力筋(6)，所述竖向预应力筋(6)沿所述柱本体(10)的侧壁间隔布置，在所述柱本体(10)的外侧壁沿所述柱本体(10)的轴线方向间隔设有若干个环向预应力带(9)。

2.根据权利要求1所述的一种应用于磁浮线路的预应力混凝土桥墩，其特征在于，所述柱本体(10)的外侧壁套设有若干个水平布置的环向箍筋(7)，每个环向箍筋(7)分别与每个竖向预应力筋(6)连接。

3.根据权利要求2所述的一种应用于磁浮线路的预应力混凝土桥墩，其特征在于，若干个环向箍筋(7)均匀间隔布置。

4.根据权利要求2所述的一种应用于磁浮线路的预应力混凝土桥墩，其特征在于，所述环向箍筋(7)和所述环向预应力带(9)之间设有保护层(5)。

5.根据权利要求1所述的一种应用于磁浮线路的预应力混凝土桥墩，其特征在于，所述竖向预应力筋(6)的上端伸入所述盖梁(1)中。

6.根据权利要求1所述的一种应用于磁浮线路的预应力混凝土桥墩，其特征在于，所述承台(3)内设有复合材料加强筋网，所述墩柱(2)的底部伸入所述承台(3)内部并与所述复合材料加强筋网连接。

7.根据权利要求1所述的一种应用于磁浮线路的预应力混凝土桥墩，其特征在于，所述柱本体(10)内部还设有横纵交叉且水平布置的辅筋(8)。

8.根据权利要求1所述的一种应用于磁浮线路的预应力混凝土桥墩，其特征在于，所述环向预应力带(9)设有单层。

9.根据权利要求1所述的一种应用于磁浮线路的预应力混凝土桥墩，其特征在于，任意两个相邻环向预应力带(9)之间的间距为100-300mm。

10.根据权利要求1所述的一种应用于磁浮线路的预应力混凝土桥墩，其特征在于，所述承台(3)包括复合材料加强筋框架和混凝土结构，混凝土结构填充于复合材料加强筋框架中。

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