CN220035172U - 提高双幅高墩大跨连续刚构桥横桥向抗风性能的结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种提高双幅高墩大跨连续刚构桥横桥向抗风性能的结构，包括桩基础(7)；设于所述桩基础(7)顶部的一体式承台(2)，设于一体式承台(2)上的第一幅墩柱(3)和第二幅墩柱(4)，以及分别与第一幅墩柱(3)和第二幅墩柱(4)对应设置的第一幅主梁(5)、第二幅主梁(6)，且第一幅墩柱(3)和第二幅墩柱(4)分别与第一幅主梁(5)和第二幅主梁(6)固定连接，将双幅高墩大跨连续刚构桥结构连接构成整体框架结构。本实用新型大幅提高双幅桥墩柱的横桥向抗弯刚度，避免双幅桥左右幅高墩产生不均匀沉降，有效提高双幅桥横桥向刚度，增强双幅桥横桥向抗风性能，改善主梁受力性能。

Description

提高双幅高墩大跨连续刚构桥横桥向抗风性能的结构

技术领域

本实用新型的实施例属于桥梁技术领域，更具体地，涉及一种提高双幅高墩大跨连续刚构桥横桥向抗风性能的结构。

背景技术

双幅高墩大跨连续刚构桥在横桥向风荷载作用下主梁墩顶截面及跨中截面承受较大拉、压力载荷作用，极易导致主梁正截面抗压和正截面抗裂等力学性能无法满足规范要求，造成主梁构损坏，存在巨大的安全隐患。

为解决上述问题，现有技术总结为如下三种：(1)增大主梁截面，同时增加主梁纵向预应力钢束。(2)用钢筋混凝土结构连接双幅桥墩顶处主梁横隔板。(3)在双幅桥高墩墩顶处设置钢筋混凝土系梁。

但上述现有技术方案仍然存在如下技术问题，其中，方案(1)增大主梁截面导致结构自重增加，进而带来桥梁造价增加；方案(2)和方案(3)用钢筋混凝土结构连接双幅桥墩顶处主梁横隔板和在双幅桥高墩墩顶处设置钢筋混凝土系梁需要在高空搭设模板，绑扎钢筋，施工难度大；双幅桥连接构造在横桥向风荷载下需承受较大弯矩；用在双幅桥高墩墩顶处设置钢筋混凝土系梁的措施抗弯性能相对较差；用钢筋混凝土结构连接双幅桥墩顶处主梁横隔板和在双幅桥高墩墩顶处设置钢筋混凝土系梁的措施仅连接高墩墩顶，未处理高墩墩底，在左右幅桥梁高墩不均匀沉降作用下，主梁和墩顶系梁承受较大剪力和弯矩。基于上述缺陷和不足，亟需对现有的双幅高墩大跨连续刚构桥做出进一步的改进设计，增强刚构桥横桥向抗风性能，解决现有双幅高墩大跨连续刚构桥存在的问题。

实用新型内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本实用新型提供一种提高双幅高墩大跨连续刚构桥横桥向抗风性能的结构，通过方套方中空夹层钢管混凝土连接双幅桥高墩墩顶，并采用一体式承台连接双幅桥高墩墩底，使双幅桥左右墩柱形成整体框架结构，大幅提高双幅桥墩柱的横桥向抗弯刚度，避免双幅桥左右幅高墩产生不均匀沉降，从而改善了横桥向风荷载及沉降作用下主梁和连接构造的受力情况。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种提高双幅高墩大跨连续刚构桥横桥向抗风性能的结构，包括：

桩基础；

设于多个所述桩基础顶部将其连接构成整体结构的一体式承台，通过该一体式承台实现双幅高墩大跨连续刚构桥墩底的横向连接；

设于所述一体式承台上的第一幅墩柱和第二幅墩柱，所述第一幅墩柱和第二幅墩柱之间通过方套方中空夹层钢管混凝土连接构造连接为一整体，实现双幅高墩大跨连续刚构桥梁顶的横向连接；

以及分别与所述第一幅墩柱和第二幅墩柱对应设置的第一幅主梁、第二幅主梁，且所述第一幅墩柱和第二幅墩柱分别与第一幅主梁和第二幅主梁固定连接，将双幅高墩大跨连续刚构桥结构连接构成整体框架结构。

进一步地，所述方套方中空夹层钢管混凝土连接构造包括外层方形钢管和内层方形钢管，二者共同构成中空腔体结构。

进一步地，所述方套方中空夹层钢管混凝土连接构造包括设于所述腔体结构内的PBL加劲板构造。

进一步地，所述外层方形钢管和内层方形钢管及PBL加劲板构造均插入墩柱和墩柱内构成连接结构。

进一步地，所述PBL加劲板构造以适当间距设置多个开孔。

进一步地，所述方套方中空夹层钢管混凝土连接构造包括设于所述腔体结构内的填芯混凝土。

总体而言，通过本实用新型所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：

(1)本实用新型第一幅墩柱、第二幅墩柱之间通过方套方中空夹层钢管混凝土连接构造连接为一整体，实现双幅高墩大跨连续刚构桥梁顶的横向连接，同时通过一体式承台实现双幅高墩大跨连续刚构桥墩底的横向连接，从而将双幅高墩大跨连续刚构桥结构连接构成整体框架结构，大幅提升双幅高墩大跨连续刚构桥结构的横向抗弯刚度、避免其左右幅高墩产生不均匀沉降，从而改善了双幅高墩大跨连续刚构桥横向风载荷及沉降作用下主梁和墩顶横向连接构造的受力情况，大幅高双幅高墩大跨连续刚构桥的抗风性能。

(2)本实用新型中一体式承台设于多个桩基础顶部将多个桩基础连接构成一整体结构，其上分别设有第一幅墩柱、第二幅墩柱，且所述第一幅墩柱、第二幅墩柱分别与第一幅主梁和第二幅主梁固定连接，共同构成载荷传递结构，桥梁竖向载荷分别通过第一幅主梁和第二幅主梁传递给对应的第一幅墩柱、第二幅墩柱传递给对应的第一幅墩柱、第二幅墩柱后于一体式承台处形成合力，并通过多个桩基础均布载荷传递给地基等结构。

(3)本实用新型桥梁横向荷载分别通过第一幅主梁和第二幅主梁及方套方中空夹层钢管混凝土连接构造传递给对应的第一幅墩柱、第二幅墩柱后于一体式承台处形成合力，并通过多个桩基础均布载荷传递给地基等结构，大幅减小横桥向风荷载作用下主梁的横向位移以及主梁的拉、压力，避免不均匀沉降导致的主梁与墩顶横向连接构造承受较大剪力和弯矩的问题。

(4)本实用新型中方套方中空夹层钢管混凝土连接构造为组合结构，外层方形钢管和内层方形钢管对填芯混凝土形成套箍效应，具备较大的承载能力，提高高墩双幅桥所承受的横桥向风荷载的承受能力。

(5)本实用新型构造简单，采用一体式承台连接双幅桥高墩墩底，使双幅桥左右墩柱形成整体框架结构，大幅提高双幅桥墩柱的横桥向抗弯刚度，从而改善了横桥向风荷载及沉降作用下主梁和连接构造的受力情况。

附图说明

图1为本实用新型实施例一种提高双幅高墩大跨连续刚构桥横桥向抗风性能的结构横断面示意图；

图2为本实用新型实施例一种提高双幅高墩大跨连续刚构桥横桥向抗风性能的纵断面构造剖面示意图；

图3为本实用新型实施例一种方套方中空夹层钢管混凝土连接构造剖面示意图；

图4为本实用新型实施例PBL(开孔钢板连接件)加劲板构造示意图；

图5为本实用新型实施例提高双幅高墩大跨连续刚构桥横桥向抗风性能的结构的施工方法。

在所有附图中，同样的附图标记表示相同的技术特征，具体为：1-方套方中空夹层钢管混凝土连接构造、11-外层方形钢管、12-内层方形钢管、13-PBL(开孔钢板连接件)加劲板构造、14-填芯混凝土、2-一体式承台、3-第一幅墩柱、4-第二幅墩柱、5-第一幅主梁、6-第二幅主梁、7-桩基础。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

如图1、图2所示，本实用新型实施例提供一种提高双幅高墩大跨连续刚构桥横桥向抗风性能的结构，包括：方套方中空夹层钢管混凝土连接构造1、一体式承台2、第一幅墩柱3、第二幅墩柱4、第一幅主梁5、第二幅主梁6以及桩基础7。其中，一体式承台2设于多个桩基础7顶部，将多个桩基础7连接构成一整体结构，其上分别设有第一幅墩柱3、第二幅墩柱4，且所述第一幅墩柱3、第二幅墩柱4分别与第一幅主梁5和第二幅主梁6固定连接，共同构成载荷传递结构，一体式承台设于多个桩基础顶部将多个桩基础连接构成一整体结构，其上分别设有第一幅墩柱、第二幅墩柱，且所述第一幅墩柱、第二幅墩柱分别与第一幅主梁和第二幅主梁固定连接，共同构成载荷传递结构，此外，第一幅墩柱3、第二幅墩柱4之间通过方套方中空夹层钢管混凝土连接构造1连接为一整体，实现双幅高墩大跨连续刚构桥梁墩顶的横向连接，同时通过一体式承台2实现双幅高墩大跨连续刚构桥墩底的横向连接，从而将双幅高墩大跨连续刚构桥结构连接构成整体框架结构，桥梁竖向载荷分别通过第一幅主梁和第二幅主梁传递给对应的第一幅墩柱、第二幅墩柱传递给对应的第一幅墩柱、第二幅墩柱后于一体式承台处形成合力，并通过多个桩基础均布载荷传递给地基等结构，桥梁横向荷载分别通过第一幅主梁和第二幅主梁及方套方中空夹层钢管混凝土连接构造传递给对应的第一幅墩柱、第二幅墩柱后于一体式承台处形成合力，并通过多个桩基础均布载荷传递给地基等结构，大幅提升双幅高墩大跨连续刚构桥结构的横向抗弯刚度、避免其左右幅高墩产生不均匀沉降，从而改善了双幅高墩大跨连续刚构桥横向风载荷及沉降作用下主梁和墩顶横向连接构造的受力情况，大幅提高双幅高墩大跨连续刚构桥的抗风性能。

具体而言，如图1和图2所示，一体式承台2设于多个桩基础7上并与之固定连接，用于共同承受上部结构荷载。桩基础7中所有桩的顶部由一体式承台2连成一整体，在一体式承台2上修筑第一幅墩柱3和第二幅墩柱4以及上部结构。一体式承台2是在桩基础7顶部设置的连接各桩顶的钢筋混凝土平台，承受和分布由第一幅墩柱3和第二幅墩柱4传递的荷载。一体式承台2连接双幅桥高墩墩底，使双幅桥第一幅墩柱3和第二幅墩柱4形成整体框架结构，以减小双幅桥左右墩柱的不均匀沉降，从而改善双幅桥第一幅墩柱3、第二幅墩柱4和方套方中空夹层钢管混凝土连接构造1的受力情况。两侧的第一幅墩柱3和第二幅墩柱4用于承载上部两侧的第一幅主梁5和第二幅主梁6，第一幅墩柱3和第二幅墩柱4主要承载垂直方向的载荷，同时也承受横向的风荷载。两侧的第一幅主梁5和第二幅主梁6分别与第一幅墩柱3和第二幅墩柱4连接，用于承重与传递荷载。竖向荷载和横向风荷载通过第一幅主梁5和第二幅主梁6传递给第一幅墩柱3和第二幅墩柱4，同时第一幅墩柱3和第二幅墩柱4也承受横向风荷载。第一幅墩柱3和第二幅墩柱4承接下部的一体式承台2，方套方中空夹层钢管混凝土连接构造1与两侧的第一幅墩柱3和右幅主墩柱4相连。

如图3所示，方套方中空夹层钢管混凝土连接构造1包括-外层方形钢管11、内层方形钢管12、PBL(开孔钢板连接件)加劲板构造13和填芯混凝土14。方套方中空夹层钢管混凝土连接构造1为组合结构，外层方形钢管11和内层方形钢管12对填芯混凝土14形成套箍效应，具备较大的承载能力，提高高墩双幅桥所承受的横桥向风荷载的承受能力。外层方形钢管11内侧和内层方形钢管12外侧在结构上焊接有PBL(开孔钢板连接件)加劲板构造13，PBL(开孔钢板连接件)加劲板构造13结构如图4所示，PBL(开孔钢板连接件)加劲板构造13是一种受力性能良好和施工方便简单的合结构剪切连接件形式，用其连接结构件，可使连接的整体抗剪性能好，结构刚度大。通过PBL(开孔钢板连接件)加劲板构造13将外层方形钢管11、内层方形钢管12和填芯混凝土14有效连接成为一个整体横梁，其受力性能良好，可承载横桥向的载荷。

此外，如图1-4所示，为了解决方套方中空夹层钢管混凝土连接构造1与第一幅墩柱3、第二幅墩柱4之间的连接问题，施工过程中，首先完成第一幅墩柱3、第二幅墩柱4钢筋框架结构施工，并将方套方中空夹层钢管混凝土连接构造1吊装至对应位置，外层方形钢管11、内层方形钢管12和PBL(开孔钢板连接件)加劲板构造13左右两端分别伸入双幅桥第一幅墩柱3、第二幅墩柱4一定的锚固长度，以有效连接双幅桥第一幅墩柱3和右幅主墩柱4，配合一体式承台2，承台混凝土浇筑完成之后，分段施工墩柱(绑扎钢筋，然后浇筑混凝土)，等施工到墩顶那一段之后，再吊装连接构造1，将连接构造1和左右幅墩柱连接为整体。使双幅桥左右墩柱形成整体框架一体化结构，确保方套方中空夹层钢管混凝土连接构造1与第一幅墩柱3、第二幅墩柱4之间实现牢固连接，从而提高横桥向抗风性能。PBL(开孔钢板连接件)加劲板构造13传递外层方形钢管11、内层方形钢管12和填芯混凝土14之间的剪力，将三者有效连接成为一个整体横梁，此种结构提高了双幅高墩大跨连续刚构桥承载能力与抗疲劳性能。施工时，外层方形钢管11、内层方形钢管12作为填芯混凝土14的浇筑模板，避免了高空搭设混凝土浇筑模板的风险。

本实用新型通过方套方中空夹层钢管混凝土连接双幅桥高墩墩顶，并采用一体式承台2连接双幅桥高墩墩底，使双幅桥第一幅墩柱3和右幅主墩柱4形成整体框架结构，桥梁竖向载荷分别通过第一幅主梁和第二幅主梁传递给对应的第一幅墩柱、第二幅墩柱传递给对应的第一幅墩柱、第二幅墩柱后于一体式承台处形成合力，并通过多个桩基础均布载荷传递给地基等结构，桥梁横向荷载分别通过第一幅主梁和第二幅主梁及方套方中空夹层钢管混凝土连接构造传递给对应的第一幅墩柱、第二幅墩柱后于一体式承台处形成合力，并通过多个桩基础均布载荷传递给地基等结构，大幅提高双幅桥墩柱的横桥向抗弯刚度，避免双幅桥左右幅高墩产生不均匀沉降，从而改善了横桥向风荷载及沉降作用下第一幅主梁5和第二幅主梁6连接构造的受力情况。

如图5所示，在本实用新型的另一个实施例中，提供一种提高双幅高墩大跨连续刚构桥横桥向抗风性能的结构的施工方法，包括如下步骤：

步骤1：完成多个桩基础(7)的结构施工，基于该结构铺设一体式承台(2)的钢筋结构，并完成其对应模板支护及现场浇筑，通过一体式承台实(2)现双幅高墩大跨连续刚构桥墩底的横向连接；

步骤2：基于一体式承台2的钢筋结构完成双幅高墩大跨连续刚构桥的第一幅墩柱3、第二幅墩柱4钢筋框架结构施工；

步骤3：将方套方中空夹层钢管混凝土连接构造1吊装至对应位置，外层方形钢管11、内层方形钢管12和PBL加劲板构造13左右两端分别伸入双幅桥第一幅墩柱3、第二幅墩柱4一定的锚固长度；

步骤4：实现第一幅墩柱3、第二幅墩柱4的现场浇筑，第一幅墩柱3、第二幅墩柱4之间通过方套方中空夹层钢管混凝土连接构造1连接为一整体，实现双幅高墩大跨连续刚构桥梁顶的横向连接；

步骤5：基于第一幅墩柱3、第二幅墩柱4钢筋框架结构完成双幅高墩大跨连续刚构桥的第一幅主梁5和第二幅主梁6钢筋框架结构施工，继而浇筑混凝土从而将双幅高墩大跨连续刚构桥结构连接构成整体框架结构。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种提高双幅高墩大跨连续刚构桥横桥向抗风性能的结构，其特征在于，包括：

桩基础(7)；

设于多个所述桩基础(7)顶部将其连接构成整体结构的一体式承台(2)，通过该一体式承台(2)实现双幅高墩大跨连续刚构桥墩底的横向连接；

设于所述一体式承台(2)上的第一幅墩柱(3)和第二幅墩柱(4)，所述第一幅墩柱(3)和第二幅墩柱(4)之间通过方套方中空夹层钢管混凝土连接构造(1)连接为一整体，实现双幅高墩大跨连续刚构桥梁顶的横向连接；

以及分别与所述第一幅墩柱(3)和第二幅墩柱(4)对应设置的第一幅主梁(5)、第二幅主梁(6)，且所述第一幅墩柱(3)和第二幅墩柱(4)分别与第一幅主梁(5)和第二幅主梁(6)固定连接，将双幅高墩大跨连续刚构桥结构连接构成整体框架结构。

2.根据权利要求1所述的一种提高双幅高墩大跨连续刚构桥横桥向抗风性能的结构，其特征在于，所述方套方中空夹层钢管混凝土连接构造(1)包括外层方形钢管(11)和内层方形钢管(12)，二者共同构成中空腔体结构。

3.根据权利要求2所述的一种提高双幅高墩大跨连续刚构桥横桥向抗风性能的结构，其特征在于，所述方套方中空夹层钢管混凝土连接构造(1)包括设于所述腔体结构内的PBL加劲板构造(13)。

4.根据权利要求3所述的一种提高双幅高墩大跨连续刚构桥横桥向抗风性能的结构，其特征在于，所述外层方形钢管(11)和内层方形钢管(12)及PBL加劲板构造(13)均插入第一幅墩柱(3)和第二幅墩柱(4)内构成连接结构。

5.根据权利要求4所述的一种提高双幅高墩大跨连续刚构桥横桥向抗风性能的结构，其特征在于，所述PBL加劲板构造(13)以适当间距设置多个开孔。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的一种提高双幅高墩大跨连续刚构桥横桥向抗风性能的结构，其特征在于，所述方套方中空夹层钢管混凝土连接构造(1)包括设于腔体结构内的填芯混凝土(14)。