[發明專利]圓鋼管輕集料混凝土梁與混凝土橋墩的穿心鋼筋連接構造及施工工藝

無效

• 申請號: 201010120577.8
• 申請日: 2010-03-09
• 公開（公告）號: CN101793001A
• 公開（公告）日: 2010-08-04
• 發明（設計）人: 吉伯海;董亞東;傅中秋;莫海峰
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: E01D19/00
• 分類號: E01D19/00;E01D21/00
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 張惠忠

技術領域

本發明是一種圓鋼管輕集料混凝土梁與鋼筋混凝土橋墩整體連接結構，尤其是一種采用穿心鋼筋連接的構造，屬于橋梁工程中墩梁節點連接技術領域。

背景技術

鋼管輕集料混凝土是在鋼管中填充輕集料混凝土而形成的一種新型鋼管混凝土結構。鋼管輕集料混凝土具有強度高、延性好、自重輕等優點，在橋梁上部結構中使用時將大大減輕自重，降低基礎荷載，這與現代橋梁結構的發展要求相符。

目前關于圓鋼管混凝土節點連接研究報道，主要針對建筑工程中的梁柱節點研究。組合結構橋梁中也主要針對鋼梁與鋼筋混凝土橋墩連接節點的研究，連接方式有：鋼筋混凝土方式，預應力鋼筋混凝土方式，以及近年來發展的剪力鍵連接方式。預應力鋼筋混凝土連接方式克服了鋼筋混凝土連接方式易產生裂紋的弱點，但構造布置及施工較困難；而采用限制裂紋寬度設計法的剪力鍵連接方式，使施工性得到了的改善，所以近年來剪力鍵連接成為鋼梁與鋼筋混凝土橋墩剛性連接的主要方法。

發明內容

本發明所要就解決的技術問題是針對上述現有技術的不足，而提供一種解決了圓鋼管輕集料混凝土梁與鋼筋混凝土橋墩的連接問題的剛性連接結構及施工工藝。

本發明圓鋼管輕集料混凝土梁與混凝土橋墩的穿心鋼筋連接構造的方案為：

包括圓鋼管輕集料混凝土梁、剪力傳遞鋼板、穿心鋼筋、彎矩傳遞鋼板、焊接鋼筋、鋼筋混凝土橋墩、傳遞鋼肋板七個部分，其特征是：所述的穿心鋼筋穿過所述的圓鋼管輕集料混凝土梁的圓鋼管并焊接，在穿心鋼筋焊接所述的彎矩傳遞鋼板實現節點與圓鋼管輕集料混凝土梁的整體連接；在加焊的彎矩傳遞鋼板上焊接所述的傳遞鋼肋板，鋼筋混凝土橋墩的縱向鋼筋穿過傳遞鋼肋板使節點與鋼筋混凝土橋墩整體連接。

本整體連接結構采用了焊接穿心鋼筋的形式，由圓鋼管輕集料混凝土梁、剪力傳遞鋼板、穿心鋼筋、彎矩傳遞鋼板、焊接鋼筋、鋼筋混凝土橋墩、傳遞鋼肋板等組成。其連接構造主要特征為：一是在連接部位，鋼管定位開孔，孔徑比穿心鋼筋略大，焊接穿心鋼筋與鋼管連接；二是與鋼管相連的彎矩傳遞鋼板再加焊一段彎矩傳遞鋼板，并在加焊的鋼板上焊接兩根鋼筋以加強彎矩傳遞板的連接性能，再焊接兩排開孔的鋼肋板，孔徑比鋼筋混凝土橋墩的縱向鋼筋直徑大；三是鋼筋混凝土橋墩的縱向鋼筋穿過鋼肋板孔，然后對橋墩綁扎鋼筋、支模、澆注混凝土。在剛節點處焊接剪力傳遞鋼板、穿心鋼筋、彎矩傳遞鋼板，將鋼管輕集料混凝土梁的剪力、彎矩等荷載傳遞給節點；焊接鋼肋板并穿橋墩的縱向鋼筋，使梁傳遞下來的荷載有效傳遞給橋墩。當抗震要求不高時，此時可直接采用焊接鋼筋，而不加焊一段彎矩傳遞鋼板，將鋼筋混凝土橋墩的縱向鋼筋直接與彎矩傳遞鋼板焊接。

為了研究圓鋼管輕集料混凝土梁與鋼筋混凝土橋墩整體連接技術的性能，針對焊接穿心鋼筋連接件形式的設計了一組構件進行試驗研究。研究結果表明：本連接方式承載力滿足設計要求，抗震耗能性能較好；整體連接效果好，并能很好的傳遞荷載且能使梁墩很好的共同受力。

本發明的焊接穿心鋼筋連接技術主要優點有：

一、連接構件可采取工廠化制作；

二、剛節點的承載力滿足設計要求且抗震性能較好，實現了圓鋼管輕集料混凝土梁與鋼筋混凝土橋墩的可靠連接，且傳力線路明確；

三、圓鋼管中澆注輕集料混凝土，減輕了結構自重，降低基礎荷載，節省了下部結構的造價。

一種圓鋼管輕集料混凝土梁與混凝土橋墩的穿心鋼筋連接構造的施工工藝，采用以下步驟：

(a)圓鋼管輕集料混凝土梁與鋼筋混凝土橋墩在連接部位，鋼管開孔定位，孔徑比穿心鋼筋略大，穿心鋼筋穿過鋼管并與圓鋼管焊接，向鋼管中澆注輕集料混凝土；

(b)焊接剪力傳遞鋼板和彎矩傳遞鋼板，穿心鋼筋與彎矩傳遞鋼板焊接連接；

(c)彎矩傳遞鋼板上再加焊一段彎矩傳遞鋼板，在連接處焊接鋼筋加強連接性能，并在加焊鋼板上焊接兩排開孔鋼肋板；

(d)鋼筋混凝土橋墩的縱向鋼筋穿過鋼肋板的開孔形成整體連接，綁扎橋墩鋼筋，與節點整澆。

附圖說明

圖1為焊接穿心鋼筋連接結構示意圖。

具體實施方式

圖1為圓鋼管輕集料混凝土梁與鋼筋混凝土橋墩的焊接穿心鋼筋連接式，首先在工廠制作好所需構件，在連接部位，鋼管開孔定位穿鋼筋，然后將穿心鋼筋3焊接到鋼管上，再向鋼管中澆注輕集料混凝土；焊接剪力傳遞鋼板2和彎矩傳遞鋼板4，再將穿心鋼筋3伸出部分焊接到彎矩傳遞鋼板4；彎矩傳遞鋼板再加焊一段彎矩傳遞鋼板4，并在加焊的鋼板上焊接兩根鋼筋5以加強彎矩傳遞板的連接性能，再焊接兩排開孔的鋼肋板(孔徑比鋼筋混凝土橋墩6的縱向鋼筋直徑大)；在綁扎鋼筋時先將橋墩的縱向鋼筋穿過鋼肋板孔，然后綁扎鋼筋，支模，澆注混凝土。