[發明專利]具有內外約束的橡膠混凝土空心橋墩

有效

• 申請號: 201310750656.0
• 申請日: 2013-12-30
• 公開（公告）號: CN103741591A
• 公開（公告）日: 2014-04-23
• 發明（設計）人: 盧彭真;唐峰;盧彭龍
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學
• 主分類號: E01D19/02
• 分類號: E01D19/02;E01D101/30;E01D101/24
• 代理公司: 杭州天正專利事務所有限公司 33201
• 代理人: 王兵;黃美娟

技術領域

本發明涉及一種具有內外約束的橡膠混凝土空心橋墩。

背景技術

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?？招臉蚨蘸椭亓κ綄嶓w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以上的高橋墩較為普遍。在地震多發區域，對于此類橋墩，普通鋼筋混凝土空心橋墩偏于剛性，易發生地震破壞，減震效果差。而橡膠混凝土空心橋墩，由于混凝土與橡膠顆粒的有機結合，能有效吸收地震能量，不易發生地震破壞，減震效果好。

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，橋墩內外側壁混凝土失去約束，處于內部無約束狀態，整體性能差；2）在地震荷載作用下，鋼筋混凝土空心橋墩偏于剛性，易發生剪切破壞；3）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。

發明內容

本發明針對目前的鋼筋混凝土空心橋墩側壁混凝土無約束、易發生地震破壞的問題，提出了一種不易損壞、承載力高、延性好，耐久性好、減震性能好、特別適合地震多發區域的具有內外約束的橡膠混凝土空心橋墩。

本發明所述的具有內外約束的橡膠混凝土空心橋墩，其特征在于：包括外管、內管、加勁板、豎隔板、混凝土保護層，所述的外管的外表面分布用于增加與混凝土保護層之間粘附力的剪力釘，所述的混凝土保護層包覆在所述的外管的外壁；所述的內管同軸設置在所述的外管的內部；所述的外管和內管之間沿軸線方向設有多塊帶有中心孔的加勁板，并且加勁板的內邊緣與內管外壁固定、外邊緣與外管內壁連接，形成用于容納橡膠混凝土的空腔；所述的空腔內設有多塊豎隔板，并且每塊豎隔板的兩條側邊分別與內管外壁、外管內壁固定。

所述的加勁板沿橋墩豎直方向等距排列，所述的加勁板均處于水平方向。

所述的加勁板的外輪廓與外管相同、中心孔輪廓與內管相同，并且加勁板的外邊緣緊貼外管內壁焊接、內邊緣緊貼內管外壁焊接。

所述的橋墩的橫截面和外鋼管的橫截面均為圓形、矩形、六邊形、橢圓形或圓端形中的任意一種。

所述的橋墩的橫截面、外管以及內管的橫截面為圓形或矩形、內管為橫截面為圓形或矩形；

或者，所述的橋墩的橫截面為圓形、外管和內管的橫截面均為圓形；

或者，所述的橋墩以及外管的橫截面的橫截面為六邊形、內管的橫截面為圓形；

或者，所述的橋墩的橫截面為圓端形、外管與內管的橫截面為圓端形；

或者，所述的橋墩的橫截面為橢圓形、外管與內管的橫截面為橢圓形。

相鄰兩塊加勁板之間的距離小于等于橋墩橫截面外形的最小尺寸，其中，所述的橋墩橫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。

所述的外管、內管、加勁板以及豎隔板均采用鋼材制成。

在本發明結構中，內外管經豎隔板連接，在承受荷載過程中，整體骨架穩定性更好，中間橡膠混凝土側壁同時受到內外管的內外部約束，處于三向受力狀態，其承載力和延性得到大大提高；豎隔板的分散布置，為內外管形成整體骨架提供了條件，避免了豎隔板集中少量布置引起截面剛度的突變，防止橋墩空心段與豎隔板相交區域在地震災害下的集中破壞；同時，通過橡膠混凝土對地震能量的有效吸收，能給地震作用下的橋墩提供切實有效的保護，從而很大程度上保證了橋梁結構的整體安全。

本發明的有益效果是：（1）經連接鋼板分散布置的內鋼管與外鋼管共同構成了橋墩中間混凝土的側向約束，即內外鋼管聯合骨架提供內外擠壓約束，其建立了中間橡膠混凝土三向受壓的有效邊界條件；（2）經連接鋼板分散布置的內鋼管與外鋼管為橡膠混凝土空心橋墩的中間混凝土提供強有力的支撐，能有效保護中間橡膠混凝土在地震荷載下的可能破壞，同時利用橡膠混凝土的吸能作用，避免了地震荷載作用下截面空心給橋墩中間橡膠混凝土帶來的不利影響；（3）內外管與中間的橡膠混凝土共同工作，形成組合結構，承載力得以提高，減震效果明顯，有效減小了橡膠混凝土空心橋墩的截面尺寸；（4）內鋼管為橡膠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是橋墩截面和內外鋼管均為圓形的內外鋼管約束橡膠混凝土空心橋墩的截面示意圖；