[實用新型]一種內鋼管約束鋼筋混凝土空心橋墩

有效

• 申請號: 201120365288.4
• 申請日: 2011-09-28
• 公開（公告）號: CN202214675U
• 公開（公告）日: 2012-05-09
• 發明（設計）人: 魏洋
• 申請（專利權）人: 南京林業大學
• 主分類號: E01D19/02
• 分類號: E01D19/02;E01D101/24;E01D101/30
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• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及一種橋墩結構，尤其是一種內鋼管約束鋼筋混凝土空心橋墩。

背景技術

鋼筋混凝土空心橋墩是指內部空心的鋼筋混凝土橋墩，其是下部結構輕型化、經濟化的一種橋墩截面優化形式。其具有截面積小、截面抵抗矩大、自重輕、結構剛度和承載力好的特點，在公路與鐵路領域都有著廣泛的應用，多用于高橋墩情況。空心橋墩和重力式實體橋墩比較，一般可減少混凝土用量40％～60％。

在我國山區的公路與鐵路建設中，由于地形的變化較大，高橋墩占了很大的比例，墩高達到50m以上的高橋較為普遍，有的甚至超過100m。對于此類橋墩，出于經濟、美觀和實用、輕巧的考慮，空心橋墩是使用最廣泛的橋墩形式，它具有較好的經濟性，以較少的材料獲取較大的截面抵抗矩，截面剛度大，整體性好。

普通的鋼筋混凝土空心橋墩在應用上存在以下問題：1)由于截面內部的空心，橋墩側壁混凝土失去內部約束，處于內部無約束狀態，力學性能差；2)橋墩側壁混凝土的內側沒有支撐，其在船舶撞擊及地震荷載下容易損傷，易發生混凝土內凹的破壞；3)橋墩空心段側壁混凝土在荷載作用下易發生局部屈曲破壞，其壁厚取值受到徑厚比的嚴重限制；4)空心橋墩內部空間狹小，施工時內部模板搭設與拆除極其困難。

簡單的將鋼管澆筑于鋼筋混凝土空心橋墩內，形成普通的空心鋼管-鋼筋混凝土疊合構件，如中國專利200920220225.2，其承載性能僅是內部鋼管與外部鋼筋混凝土的簡單疊加，內部鋼管難以對外部混凝土提供有效的內部支撐，不能為外側混凝土的力學性能帶來本質的變化，不能為混凝土內凹破壞提供有效保護。

發明內容

本實用新型的目的是提供一種內鋼管約束鋼筋混凝土空心橋墩，解決鋼筋混凝土空心橋墩側壁混凝土無約束、易損壞的難題，該結構用料省，側壁混凝土處于三向受力狀態，不易損壞，承載力高、延性好，耐久性好，特別適合大荷載、大截面的高橋墩、橋塔構件。

本實用新型所采用的解決方案是：一種內鋼管約束鋼筋混凝土空心橋墩，由縱筋、箍筋、內鋼管、橫隔板及澆筑于內鋼管之外的混凝土共同構成，縱筋、箍筋組成鋼筋骨架，混凝土包裹鋼筋骨架，箍筋外側設有混凝土保護層，其特征在于內鋼管內部設有橫隔板，橫隔板沿橋墩豎向水平間隔布置，其布置間距不大于橋墩截面外形的最小尺寸，內鋼管內部空心，其與箍筋分別構成其間混凝土的內、外約束。

所述的橫隔板為鋼材制作，中部空心，截面外形與內鋼管相同，其四周緊貼內鋼管內壁焊接連接。

所述的橋墩截面和內鋼管均為圓形截面、矩形截面、橢圓形截面、圓端形截面或六邊形截面中的一種；或橋墩截面為矩形截面、內鋼管為圓形截面；或橋墩截面為圓形截面、內鋼管為矩形截面；或橋墩截面為六邊形截面、內鋼管為圓形截面。

所述橋墩截面外形的最小尺寸為圓形截面的直徑或矩形截面的短邊或橢圓形截面的短軸長或圓端形截面的圓端直徑或六邊形截面的內切圓直徑。

在本實用新型結構中，內鋼管經橫隔板加強，在承受荷載過程中，不易屈曲、變形，經橫隔板加強的內鋼管為空心橋墩的側壁提供強有力的內部支撐，側壁混凝土同時受到內鋼管的內部約束和箍筋的外部約束，處于三向受力狀態，其承載力和延性得到大大提高，橫隔板的分散布置，為外側混凝土提供沿縱向均勻的內部約束，同時，避免了橫隔板集中少量布置引起截面剛度的突變，防止橋墩空心段與橫隔板相交區域在地震災害下的集中破壞。

本實用新型克服了公知的鋼筋混凝土空心橋墩及普通中空鋼管-鋼筋混凝土構件所存在的缺陷，具有如下有益的效果：

(1)經橫隔板分散布置加強的內鋼管與箍筋共同構成了橋墩側壁混凝土的側向約束，即內鋼管提供由內向外的約束，箍筋提供由外向內的約束，其建立了側壁混凝土三向受壓的有效邊界條件。

(2)經橫隔板分散布置加強的內鋼管為鋼筋混凝土空心橋墩的側壁提供強有力的內部支撐，減小了側壁混凝土在船舶撞擊及地震荷載下的可能損傷，避免了截面的空心給橋墩側壁混凝土帶來的不利影響。

(3)內鋼管與之外的鋼筋混凝土共同工作，形成組合結構，承載力高，減小了鋼筋混凝土空心橋墩的截面尺寸。

(4)內鋼管為鋼筋混凝土空心橋墩提供空心的內部模板，消除了普通內模板的搭設與拆除工序，降低了截面空心構造的施工難度，節省了模板用料。

附圖說明：

圖1是橋墩截面和內鋼管均為圓形的內鋼管約束鋼筋混凝土空心橋墩的截面示意圖；

圖2是橋墩截面和內鋼管均為圓形的內鋼管約束鋼筋混凝土空心橋墩的工作原理分析圖；