[發(fā)明專利]一種損傷可控的自復(fù)位節(jié)段預(yù)制拼裝鋼管混凝土橋墩及作法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610500091.4
• 申請(qǐng)日: 2016-06-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105908621B
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-12-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 賈俊峰;趙建瑜;張強(qiáng);杜修力;韓強(qiáng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): E01D19/02
• 分類號(hào): E01D19/02;E01D21/00;E01D101/28;E01D101/32
• 代理公司: 北京思海天達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司11203
• 代理人: 沈波

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于橋梁工程領(lǐng)域，具體涉及一種損傷可控的節(jié)段預(yù)制拼裝鋼管混凝土橋墩及作法。

背景技術(shù)

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，人們對(duì)生活質(zhì)量也越來(lái)越重視。近年來(lái)，城市交通擁堵，空氣質(zhì)量差，空氣污染嚴(yán)重等問(wèn)題給人們的生產(chǎn)生活帶來(lái)嚴(yán)重不利影響。大型城市/城市群經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展，既有交通基礎(chǔ)設(shè)施交通承載能力不足或結(jié)構(gòu)性能退化嚴(yán)重，亟需新建或重建城市道路、橋梁等關(guān)鍵交通基礎(chǔ)設(shè)施。當(dāng)前，以現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)為主的城市橋梁建設(shè)不可避免地對(duì)周邊交通環(huán)境、自然環(huán)境等造成嚴(yán)重的不利影響。城市橋梁施工工期長(zhǎng)，占用場(chǎng)地較大，將會(huì)造成橋梁建設(shè)場(chǎng)地周邊區(qū)域比較嚴(yán)重的交通擁堵，進(jìn)而造成局部區(qū)域嚴(yán)重的汽車尾氣污染，另外汽車?yán)@道會(huì)引起燃料損耗和時(shí)間成本損失等不利經(jīng)濟(jì)、社會(huì)影響。因此，城市橋梁施工建造面臨巨大挑戰(zhàn)。如何減少橋梁施工對(duì)既有交通環(huán)境和自然環(huán)境的不利影響，加快建造速度，縮短施工工期成為城市橋梁建設(shè)首要考慮的問(wèn)題。因此，預(yù)制裝配技術(shù)很快引起人們的重視，城市橋梁建造迫切需要這種快捷、高效、綠色的工業(yè)化技術(shù)。除此之外，部分橋梁建設(shè)受到施工現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境影響，如近海橋梁施工受到海上澆筑混凝土難度大、環(huán)境污染控制要求高，傳統(tǒng)施工方法受到諸多限制，節(jié)段預(yù)制拼裝技術(shù)為橋梁建設(shè)者們提供了新的思路。

預(yù)制裝配技術(shù)能夠極大提高橋梁結(jié)構(gòu)在建設(shè)場(chǎng)地的建造速度，縮短現(xiàn)場(chǎng)施工工期，在我國(guó)預(yù)制節(jié)段拼裝技術(shù)有關(guān)研究和工程應(yīng)用相對(duì)較少，既有橋梁工程中采用的預(yù)制節(jié)段拼裝技術(shù)主要應(yīng)用于橋梁上部結(jié)構(gòu)，將主梁分成若干節(jié)段預(yù)制或整孔預(yù)制，通過(guò)吊裝機(jī)械整孔架設(shè)或懸臂節(jié)段拼裝。目前，橋梁下部結(jié)構(gòu)預(yù)制節(jié)段拼裝技術(shù)還正處于初期研發(fā)階段，只有部分跨海工程采用了整墩預(yù)制現(xiàn)澆濕接頭連接的預(yù)制拼裝技術(shù)，城市橋梁下部結(jié)構(gòu)還基本未采用預(yù)制節(jié)段拼裝技術(shù)。我國(guó)正處于大規(guī)模交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)時(shí)期，在城市橋梁、跨海橋梁的建造過(guò)程中，橋梁快速建造技術(shù)以其構(gòu)件加工質(zhì)量高、建造效率高、環(huán)境友好等優(yōu)勢(shì)越來(lái)越受到建設(shè)業(yè)主和橋梁工程師的重視。橋梁結(jié)構(gòu)預(yù)制裝配技術(shù)將是未來(lái)橋梁工程建設(shè)的一個(gè)重要發(fā)展方向。

鋼管混凝土構(gòu)件在建筑和橋梁結(jié)構(gòu)中得到了較多應(yīng)用，特別是對(duì)于承載需求較大的高層、超高層建筑結(jié)構(gòu)以及大跨度拱橋，應(yīng)用更加廣泛。鋼管混凝土構(gòu)件充分利用鋼材抗拉和混凝土抗壓的優(yōu)點(diǎn)，不僅具有良好的承壓能力，同時(shí)具有非常好的抗震性能，受到工程設(shè)計(jì)人員的青睞。但目前大部分應(yīng)用的鋼管混凝土構(gòu)件也都是現(xiàn)場(chǎng)澆筑鋼管混凝土構(gòu)件。國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)鋼管混凝土柱與梁連接節(jié)點(diǎn)構(gòu)構(gòu)造提出了多種連接形式。但目前鋼管混凝土在橋墩中的研發(fā)和應(yīng)用還非常少，國(guó)內(nèi)外研究學(xué)者和工程師針對(duì)節(jié)段預(yù)制鋼管混凝土橋墩的研究和工程實(shí)踐更少。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明充分利用鋼管混凝土的結(jié)構(gòu)和受力特性，將其與后張預(yù)應(yīng)力技術(shù)結(jié)合，應(yīng)用于橋梁快速建造工程中，實(shí)現(xiàn)橋墩構(gòu)件的節(jié)段預(yù)制拼裝，提供一種損傷可控的自復(fù)位節(jié)段預(yù)制拼裝鋼管混凝土橋墩及作法，滿足橋梁工業(yè)化建造技術(shù)中橋梁關(guān)鍵構(gòu)件的節(jié)段預(yù)制拼裝構(gòu)造，提出節(jié)段預(yù)制拼裝鋼管混凝土橋墩作法。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為一種損傷可控的自復(fù)位節(jié)段預(yù)制拼裝鋼管混凝土橋墩，該橋墩包括預(yù)制鋼管混凝土節(jié)段1、預(yù)應(yīng)力筋2、耗能連接件3、外露節(jié)點(diǎn)連接件4、承臺(tái)12和蓋梁13。

相鄰的預(yù)制鋼管混凝土節(jié)段1的端面對(duì)齊，鋼管節(jié)段5為預(yù)制鋼管混凝土節(jié)段1的外部結(jié)構(gòu)，通過(guò)耗能連接件3設(shè)置在相鄰的鋼管節(jié)段5銜接處，并通過(guò)高強(qiáng)螺栓螺帽7將耗能連接件3、鋼管節(jié)段5進(jìn)行連接固定。

澆筑承臺(tái)12和蓋梁13時(shí)將外露節(jié)點(diǎn)連接件4的預(yù)埋錨栓10預(yù)埋在承臺(tái)12和蓋梁13內(nèi)。腳板9通過(guò)預(yù)埋錨栓10分別錨固在承臺(tái)12和蓋梁13上，預(yù)制鋼管混凝土節(jié)段1放置在腳板9上使腳板9的預(yù)留預(yù)應(yīng)力孔道軸心與預(yù)制鋼管混凝土節(jié)段1的PVC管8軸心對(duì)齊，節(jié)點(diǎn)處耗能連接板11的預(yù)留螺栓孔套在預(yù)制鋼管混凝土節(jié)段1的預(yù)埋螺桿14上，高強(qiáng)螺栓螺帽7擰緊固定，節(jié)點(diǎn)處耗能連接板11未預(yù)留螺栓孔的一端與腳板9通過(guò)焊縫15坡口焊焊接連接。

預(yù)應(yīng)力筋2穿過(guò)預(yù)制鋼管混凝土節(jié)段1，兩端通過(guò)錨具16分別錨固在承臺(tái)12和蓋梁13內(nèi)。預(yù)應(yīng)力筋2的作用是水平地震作用后節(jié)段預(yù)制拼裝鋼管混凝土橋墩能夠基本回復(fù)到初始位置。