一种具有可恢复功能的节段预制拼装钢管混凝土桥墩转让专利
申请号 : CN202110206972.6
文献号 : CN112853933B
文献日 : 2022-04-29
发明人 : 王城泉 , 渠政 , 邹昀 , 邵龙 , 黄关兴 , 李钰鑫 , 封剑森
申请人 : 江南大学
摘要 :
权利要求 :
1.一种具有可恢复功能的节段预制拼装钢管混凝土桥墩,其特征在于,包括若干预制钢管混凝土节段(2)和损伤元构件(3),预制钢管混凝土节段(2)由外部的钢管节段和内部的混凝土(5)构成,损伤元构件(3)包括两个耗能环(10),耗能环(10)由开口相对的拱形部分和V形部分组成,两个耗能环(10)的拱形部分分别固定在相邻的钢管节段上,两个耗能环(10)的V形部分重叠并通过固定件固定在一起,重叠的V形部分之间还夹有软钢(12);相邻的预制钢管混凝土节段(2)节缝间具有凹凸面契合的剪力键(4);所述软钢(12)上具有腰型槽(13),固定件由腰型槽(13)穿过,所述腰型槽(13)为两个,两个腰型槽(13)对称分布于软钢(12)上,所述腰型槽(13)的开口方向平行于预制钢管混凝土节段(2),所述固定件为螺栓。
2.根据权利要求1所述的一种具有可恢复功能的节段预制拼装钢管混凝土桥墩,其特征在于,所述若干预制钢管混凝土节段(2)中具有若干贯通的中间孔道(14),中间孔道(14)内具有预应力筋(1),预应力筋(1)的两端固定在若干预制钢管混凝土节段(2)中的顶部节段的顶端和底部节段的底端。
3.根据权利要求2所述的一种具有可恢复功能的节段预制拼装钢管混凝土桥墩,其特征在于,所述若干预制钢管混凝土节段(2)中的顶部节段的顶端和底部节段的底端具有锚具(7),所述预应力筋(1)的两端固定在锚具(7)上。
4.根据权利要求2所述的一种具有可恢复功能的节段预制拼装钢管混凝土桥墩,其特征在于,所述中间孔道(14)为五个,五个中间孔道(14)分别位于所述预制钢管混凝土节段(2)中的中部和四角。
5.根据权利要求2所述的一种具有可恢复功能的节段预制拼装钢管混凝土桥墩,其特征在于,还包括预制承台(8),预制承台(8)中部具有插入孔,所述底部节段下部插入插入孔中。
6.根据权利要求5所述的一种具有可恢复功能的节段预制拼装钢管混凝土桥墩,其特征在于,所述底部节段下部侧面与所述预制承台(8)间具有凹凸面契合的剪力键(6)。
7.权利要求1中节段预制拼装钢管混凝土桥墩的施工方法,其特征在于,包括:S1:制作预制钢管混凝土节段,底部节段和顶部节段分别设置一定长度的杯口连接段,用于放置后张预应力锚具;焊接的矩形钢管,并在钢管节段端部预留螺栓孔和预应力孔道,预埋螺杆在预留螺栓孔处由钢管内向外穿出,与钢管节段内部进行点焊固定;之后,浇筑混凝土振捣,进行养护;
S2:在预制工厂直接进行卧位拼装;首先将底节段固定在胎架上,然后依次拼接其他节段,待所有节段在胎架上准确定位后,从中间孔道内穿入后张预应力筋;根据需要选择单侧张拉或两侧张拉,施加预应力,并往所述预应力孔道内注浆封闭,封锚并浇筑支座垫石,使各节段连成整体;待两端锚具区封锚固结后,整体翻转使墩身竖直放置于堆放区;预应力孔道可采用波纹管或圆套管或抽拔管形成;
S3:待所有预制构件制作完成后,将其运输至施工现场;在承台插入孔底面设置垫块,并铺设一定厚度的砂浆垫层;然后利用起重设备将预制桥墩吊起插入承台,精确定位后,在承台与桥墩之间灌浆填缝;填缝时利用导管从底部向上排浆,使桥墩与插入孔之间的间隙被填实;
S4:将损伤元构件通过高强螺栓帽和预埋螺杆固定在相邻钢管节段衔接处,完成节段预制桥墩的拼装。
说明书 :
一种具有可恢复功能的节段预制拼装钢管混凝土桥墩
技术领域
背景技术
的快速路高架桥和枢纽立交桥等已经在规划修建中,当前我国桥梁上部结构建造中已较多
使用预制拼装技术,大大提高了现场施工效率和构件质量,但下部结构建造仍主要以人工
绑扎、现场浇筑为主,暴露出一系列的弊端,如需要大量的劳动力、施工周期长,对既有道路
交通影响大,社会影响面大,粉尘、泥浆、噪声、灯光等对环境干扰大,所以难以满足文明施
工要求。另外,粗放型的施工模式导致行业整体能耗高等,对已经是建成区的城市造成了更
大的压力。
对桥下和周围环境或环境敏感地区的影响;减少对桥位处繁忙地带的交通干扰;保障在高
空、海上、高速公路等危险地带施工作业人员安全;可降低桥梁的全寿命成本。
段接面在大偏压状态下允许受拉面接缝张开,一方面使结构失去了由钢筋受拉变形的能量
耗散,使得桥墩节段极有可能被压碎的同时,其自身耗能能力不足;另一方面,若地震作用
侧向力使得无粘结预应力节桥墩发生节段间的侧向位移,将使桥墩发生难以复原的剪切位
移,并产生剪切破坏,两方面的情况使预制拼装桥墩的抗震能力受到了极大的影响。在此基
础上,若用钢管束缚其横向位移,预制节段拼装钢管混凝土桥墩的抗震能力和自复位能力
都能够得到提升。
用角度出发,此类耗能装置需安置简单且易更换、易检查。
发明内容
同时,提高桥墩的自复位能力并改善桥墩的抗震性能。本发明的技术方案具体如下:
构件包括两个耗能环,耗能环由开口相对的拱形部分和V形部分组成,两个耗能环的拱形部
分分别固定在相邻的钢管节段上,两个耗能环的V形部分重叠并通过固定件固定在一起,重
叠的V形部分之间还夹有软钢。
底部节段的底端。
设计在钢管节段端部预留螺栓孔及预应力孔道预埋螺杆在预留螺栓孔处由钢管内向外穿
出,与钢管节段内部进行点焊固定。浇筑混凝土振捣,进行养护。
筋;根据需要选择单侧张拉或两侧张拉,施加预应力,并往所述预应力孔道内注浆封闭,封
锚并浇筑支座垫石,使各节段连成整体;待两端锚具区封锚固结后,整体翻转使墩身竖直放
置于堆放区。预应力孔道可采用波纹管或圆套管或抽拔管形成。
水。
向上排浆,使桥墩与插入孔之间的间隙被填实。
应力钢筋和节段干接缝提供桥墩自复位能力。
性发展,损伤可集中于损伤元,地震后通过更换损伤元使结构恢复正常使用。
好地在地震中保护桥墩主体,使其不发生较大的塑性破坏,在更换耗能环后能继续投入使
用,这些都有利于节段拼装桥墩的震后抢救与修复。
装低残余位移的性能,免于陷入整体现浇桥墩震后残余位移过大的问题中。
附图说明
具体实施方式
的剪力键4。预制钢管混凝土节段2由外部的钢管节段和内部的混凝土5构成,损伤元构件3
包括两个耗能环10,耗能环10由开口相对的拱形部分和V形部分组成,两个耗能环10的拱形
部分分别固定在相邻的钢管节段上,两个耗能环10的V形部分重叠并通过固定件固定在一
起,重叠的V形部分之间还夹有软钢12。软钢12上具有腰型槽13,固定件由腰型槽13穿过。腰
型槽13为两个,两个腰型槽13对称分布于软钢12上,所述腰型槽13的开口方向平行于预制
钢管混凝土节段2,所述固定件为螺栓。
节段2中的顶部节段的顶端和底部节段的底端具有锚具7,所述预应力筋1的两端固定在锚
具7上。
设计在钢管节段端部预留螺栓孔及预应力孔道14预埋螺杆9在预留螺栓孔处由钢管内向外
穿出,与钢管节段内部进行点焊固定。浇筑混凝土振捣,进行养护。
力筋1;根据需要选择单侧张拉或两侧张拉,施加预应力,并往所述预应力孔道14内注浆封
闭,封锚并浇筑支座垫石,使各节段连成整体;待两端锚具7区封锚固结后,整体翻转使墩身
竖直放置于堆放区。预应力孔道可采用波纹管或圆套管或抽拔管形成。
水。
利用导管从底部向上排浆,使桥墩与插入孔之间的间隙被填实。
保持弹性或有轻微塑性发展,损伤可集中于损伤元件,地震后通过更换损伤元件使结构恢
复正常使用。通过耗能环与软钢之间的错层连接,达到一层一层破坏的需求,达到多层耗能
的目的。
桥墩主体,使其不发生较大的塑性破坏,在更换耗能环后能继续投入使用,这些都有利于节
段拼装桥墩的震后抢救与修复。
范围之内。