[實用新型]一種PBL加勁型薄壁鋼箱混凝土結構

有效

• 申請號: 201320044061.9
• 申請日: 2013-01-27
• 公開（公告）號: CN203065957U
• 公開（公告）日: 2013-07-17
• 發明（設計）人: 劉永健;江祥林;龍剛;王旭;程高
• 申請（專利權）人: 長安大學
• 主分類號: E01D19/02
• 分類號: E01D19/02;E01D19/14
• 代理公司: 西安創知專利事務所 61213
• 代理人: 譚文琰

技術領域

本實用新型涉及一種鋼箱混凝土結構，尤其是涉及一種PBL加勁型薄壁鋼箱混凝土結構。

背景技術

兩孔和兩孔以上的橋梁中，除兩端與路堤銜接的橋臺外，其余的中間支撐結構稱為橋墩。橋墩分為實體墩、柱式墩、排架墩等。建筑橋墩的材料可用木料、石料、混凝土、鋼筋混凝土、鋼材等。目前，所施工的橋墩一般為用混凝土或石砌成的實體結構。墩身上設墩帽，下接基礎，其特點是能充分利用圬工材料的抗壓性能，借自身的較大截面尺寸和重量承受豎直方向和水平方向的外力，具有堅固耐久、施工簡易、取材方便、節約鋼材等優點，但其缺點是所用的圬工材料量大，外形粗大笨重，減少了橋下的有效孔徑，增大了地基負荷，并且當橋墩較高且地基承載力較低時尤為不利。雖現如今出現一些鋼箱混凝土橋墩，但也均為實體墩，所施工成型的鋼管混凝土橋墩自重很大。

針對實體橋墩的缺點而出現的空心橋墩，其外形似重力式橋墩，但它是中空的薄壁墩，具有外形輕盈美觀、圬工材料量少、可減輕地基負荷、節省基礎工程、便于用拼裝結構或用滑升模板施工、有利于加速施工進度、提高勞動生產率等優點，目前正得到迅速發展。但現如今，所采用的空心橋墩均不同程度地存在施工不便、受力性能較差、易發生局部屈曲等缺陷和不足。

另外，現如今在橋梁跨徑不斷被刷新的今天，斜拉橋和懸索橋以其獨有的優勢，在大跨徑橋梁中發揮著重要的作用。橋塔作為斜拉橋和懸索橋的共有結構，隨著斜拉橋和懸索橋的發展，也經歷了漫長的發展過程。橋塔是纜索支承橋梁中的重要受力構件，承擔著將橋梁的恒載和活載傳遞到下部結構的作用，橋塔常用的材料有鋼筋混凝土和鋼材，或者將兩者結合形成鋼-混凝土橋塔。60年代以前，大跨徑懸索橋一般都采用鋼橋塔；60年代后，隨著高聳結構混凝土澆注技術的發展，大跨徑懸索橋開始廣泛采用混凝土橋塔；而80年代以后，因鋼橋塔具有工廠化加工、體積小，自重輕，施工進度快等特點，大量斜拉橋多采用鋼橋塔。

對于橋塔材料的選擇，鋼橋塔和混凝土橋塔各有利弊。在相同重量下前者的承載能力遠遠大于后者，因此，在滿足橋梁承載能力的情況下，鋼橋塔可以比混凝土橋塔更為輕巧，對基礎承載力的要求也可以降低。并且，鋼結構可以在工廠加工生產、現場進行拼裝，施工要比混凝土結構方便快捷。但由于鋼材的自身性質，鋼橋塔結構存在著易發生局部屈曲和失穩、耐火性能差、造價較高、維護工作量大等缺陷。

近年來，鋼-混凝土組合橋塔因其優良的性能，逐漸被發掘應用。利用鋼壁板和混凝土在受力過程中的相互作用，即鋼壁板對其核心混凝土的約束作用，使混凝土的強度得以提高，塑性和韌性性能大為改善。同時，核心混凝土的存在又對鋼壁板有很好的支承作用，可以提高鋼塔臂抵抗局部失穩的能力，避免或延緩鋼壁板發生局部屈曲，從而保證其材料性能的充分發揮。另外，在鋼-混凝土組合橋塔的施工過程中，鋼壁板還可以作為澆筑其核心混凝土的模板，節省模板費用，加快施工進度。總之，組合橋塔通過鋼壁板和混凝土的結合，不僅可以彌補兩種材料各自的缺點，而且能夠充分發揮二者的優點，克服了鋼橋塔的局部穩定問題，并且比鋼橋塔具有更高的承載力。但目前的鋼-混凝土組合橋塔結構核心混凝土的體積大，結構笨重，對地基要求高，且鋼與混凝土兩種材料界面性能有待進一步優化。

綜上，現有的橋塔結構普遍存在幾個問題：第一、混凝土橋塔自重大、施工不便；第二、鋼橋塔易發生局部屈曲，耐火耐久性能差；第三、目前的鋼-混凝土組合橋塔結構圬工材料體積較大，自重大，且混凝土組合作用較差，不能充分發揮兩種材料的強度。

實用新型內容

本實用新型所要解決的技術問題在于針對上述現有技術中的不足，提供一種PBL加勁型薄壁鋼箱混凝土結構，其結構簡單、設計合理、施工方便且施工成本較低、力學性能優良、使用效果好，能有效解決現有橋梁塔墩結構存在的自重大、施工不便、鋼箱側壁易發生局部失穩、鋼箱對混凝土套箍作用小等問題。