[實用新型]后張法預(yù)應(yīng)力鋼管高強混凝土疊合橋墩

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201220186922.2
• 申請日: 2012-04-28
• 公開（公告）號: CN202644386U
• 公開（公告）日: 2013-01-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊勇;薛建陽;泮勇溥
• 申請（專利權(quán)）人: 西安建筑科技大學(xué)
• 主分類號: E01D19/02
• 分類號: E01D19/02
• 代理公司: 西安智大知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 61215
• 代理人: 劉國智

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型屬于土木工程領(lǐng)域，涉及一種后張法預(yù)應(yīng)力鋼管高強混凝土疊合橋墩。

背景技術(shù)

作為橋梁結(jié)構(gòu)關(guān)鍵構(gòu)件，橋墩抗震設(shè)計始終是橋梁領(lǐng)域重要研究課題。我國目前鐵路橋梁和公路橋梁主要采用鋼筋混凝土橋墩。應(yīng)該注意到，鋼筋混凝土橋墩在具有結(jié)構(gòu)剛度大、疲勞性能好、可模性好和造價合理等性能優(yōu)點的同時，也普遍存在箍筋約束弱、延性偏低、剪切強度低和抗震性能差等缺點，容易因橋墩抗剪、抗壓承載力和變形能力偏低而發(fā)生剪切破壞、壓彎剪扭復(fù)合破壞和傾覆倒塌等破壞形態(tài)，在近年來國內(nèi)外多次地震中，均有鋼筋混凝土橋墩破壞嚴重并且難以修復(fù)震害現(xiàn)象發(fā)生，對地震中救災(zāi)搶險和災(zāi)后修復(fù)重建工作造成了很大困難。因此，在努力提高和改善傳統(tǒng)鋼筋混凝土橋墩抗震性能的同時，創(chuàng)新開發(fā)高效新型的鋼-混凝土組合橋墩形式并發(fā)展組合橋墩抗震設(shè)計方法也日漸成為當(dāng)前橋梁工程界重點關(guān)注問題和研究熱點之

在房屋建筑中鋼管混凝土柱和鋼管混凝土疊合柱大量研究和應(yīng)用背景下，鋼管混凝土橋墩和鋼管混凝土疊合柱式橋墩(簡稱鋼管混凝土疊合橋墩)在國內(nèi)外橋梁工程也得到了一些推廣應(yīng)用。鋼管混凝土疊合橋墩由于將鋼管內(nèi)置于鋼筋混凝土橋墩內(nèi)部，在具有鋼管混凝土橋墩中鋼管約束混凝土優(yōu)點的同時，使鋼管防腐和受壓局部屈曲問題也得到了很好解決。現(xiàn)有研究結(jié)果表明，鋼管混凝土疊合橋墩(柱)強度高、延性大和耗能好，具有良好抗震性能。為有效減小橋梁結(jié)構(gòu)地震后殘余變形以方便橋梁震后修復(fù)加固，國內(nèi)外學(xué)者最近提出“豎向預(yù)應(yīng)力橋墩”(或自復(fù)位功能)設(shè)計理，即通過在鋼筋混凝土橋墩內(nèi)部布置豎向預(yù)應(yīng)力筋，使橋墩由于豎向預(yù)應(yīng)力筋緊拉作用在地震后的殘余變形得到有效減小。現(xiàn)有研究結(jié)果表明，豎向預(yù)應(yīng)力不僅可以有效減小橋墩殘余變形實現(xiàn)在地震后自復(fù)位功能，而且對于提高橋墩抗側(cè)移剛度、抗沖擊、抗傾覆和抗連續(xù)倒塌能力均有良好貢獻。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，本實用新型的目的在于提供一種后張法預(yù)應(yīng)力鋼管高強混凝土疊合橋墩，有效改善了現(xiàn)有橋墩結(jié)構(gòu)抗震安全性和有效性，具有承載能力高、抗震性能好、施工方便和自復(fù)位的特點，為橋梁建設(shè)提供了先進的技術(shù)。

為了達到上述目的，本實用新型采用的技術(shù)方案為：

一種后張法預(yù)應(yīng)力鋼管高強混凝土疊合橋墩，包括鋼管2，鋼管2中布置有多根無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋3，鋼管2內(nèi)壁與無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋3之間澆灌有管內(nèi)混凝土1，鋼管2、無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋3和管內(nèi)混凝土1形成一個芯柱5，在芯柱5外部澆筑有管外混凝土4形成疊合橋墩。

所述疊合橋墩截面為圓形或者方形。

所述預(yù)無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋3套有軟管或包裹無粘結(jié)材料。

所述芯柱5有多個，相鄰的芯柱5之間均澆注管外混凝土4，組成多芯柱疊合橋墩。

所述管內(nèi)混凝土1為高強混凝土，管外混凝土4為普通混凝土或高強混凝土。

本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點：

(1)承載能力高：由于疊合橋墩芯柱采用高強混凝土并且位于橋墩內(nèi)部，芯柱內(nèi)高強混凝土受到鋼管和芯柱外混凝土約束，高強混凝土強度可得到提高和充分發(fā)揮，相應(yīng)地疊合橋墩截面抗剪承載能力、豎向抗壓承載能力以及壓彎剪扭復(fù)合受力承載能力均可得到顯著提高，可以有效橋墩小偏壓破壞、剪切破壞和端部壓彎剪復(fù)合破壞承載能力，在同樣設(shè)計荷載下，橋墩截面尺寸可以得到有效減小，從而能達到節(jié)省材料、增加美觀和增加橋下穿越空間等效果。

(2)抗震延性好：由于疊合橋墩芯柱內(nèi)高強混凝土受到良好約束，高強混凝土變形能力得到極大改善，同時由于鋼管高強混凝土芯柱承受絕大部分軸向壓力，芯柱外部鋼筋混凝土部分承受軸向壓力較小(即外部鋼筋混凝土部分承受軸壓比值較小)，另外鋼管受到內(nèi)、外混凝土約束不易發(fā)生局部壓屈失穩(wěn)破壞，因此，疊合橋墩具有良好的延性和耗能性能。預(yù)應(yīng)力鋼管高強混凝土疊合橋墩的良好彈塑性變形能力、延性性能和耗能能力，可有效防止和避免橋墩在大震下發(fā)生嚴重破壞和倒塌，能切實有效提升混凝土橋墩抗震性能和抗震安全性。

(3)彈性剛度大：在疊合橋墩中設(shè)置預(yù)應(yīng)力芯柱可以有效增加橋墩彈性側(cè)移剛度，從而有效減小橋墩在列車、重型車輛行駛時橋梁振動和在小震下彈性變形，可以提高車輛行駛安全性和舒適性。

(4)自復(fù)位性好：在疊合橋墩內(nèi)設(shè)置預(yù)應(yīng)力芯柱相當(dāng)于形成豎向預(yù)應(yīng)力橋墩，豎向預(yù)應(yīng)力筋能有效減小地震后橋墩的殘余變形，使疊合橋墩在地震作用后具有良好的自復(fù)位功能(self-centering)，使橋墩在中小地震作用后基本恢復(fù)到橋墩初始位置，在強地震下也不會因出現(xiàn)較大殘余變形而無法修復(fù)甚至倒塌。