[發明專利]屈曲抑制圓端型鋼管混凝土橋墩及與承臺連接結構和方法

有效

• 申請號: 201710499667.4
• 申請日: 2017-06-26
• 公開（公告）號: CN107386098B
• 公開（公告）日: 2022-10-04
• 發明（設計）人: 趙秋紅;李晨曦
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: E01D19/02
• 分類號: E01D19/02;E01D21/00
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 李麗萍

本發明公開了一種屈曲抑制圓端型鋼管混凝土橋墩，包括由兩塊相同的冷彎成型的半圓形鋼、兩塊平鋼板采用對接焊縫焊接組成的圓端形鋼管；其底部焊接有端板，端板沿橫橋向兩端各留1個錨栓孔；圓端形鋼管內側填充有混凝土，其下部設鋼套箍，鋼套箍與圓端形鋼管之間添加Teflon涂層，可避免套箍受豎向軸力。鋼套箍與承臺上表面之間設有橡膠墊層，防止鋼套箍由于擠壓過早屈曲。橋墩與承臺連接采用灌漿金屬波紋套筒埋入式連接方法，橋墩與承臺可滿足工廠預制，現場裝配，快速施工。本發明抗震性能好、橫向剛度大，鋼套箍可有效抑制底部鋼管鼓曲，提高橋墩延性，且施工便捷，現場工作量和濕作業少，易修復，可應用于重大橋梁工程的橋墩結構使用。

技術領域

本發明涉及橋梁工程領域，尤其是涉及一種圓端形鋼管混凝土橋墩。

背景技術

隨著我國交通事業的發展，高速鐵路、公路、跨海大橋等大量涌現。為保證橋梁結構的安全性，橋墩作為重要的承重構件，需具有較好的抗震性能。傳統橋墩多采用鋼筋混凝土橋墩，其承載力及延性較差，在強震作用下易發生破壞，修復困難。

近年來，鋼管混凝土橋墩由于其良好的抗震性能及便捷的施工被應用于橋梁結構中。且由于橋梁橫橋向剛度與順橋向剛度差異大，在市政橋梁工程中，常將橋墩設計成圓端形截面以提高橋墩的橫橋向剛度。因此圓端形鋼管混凝土橋墩由于其橫向剛度大，抗震性能好，在橋梁工程中有很好的應用前景。

國內外大量學者研究表明，鋼管混凝土橋墩在地震作用時，墩底剪力和彎矩較大，其破壞模態為墩底鋼管出現局部鼓曲，后鼓曲范圍逐漸擴大，沿環向發展，最終由于混凝土壓碎、鋼管撕裂發生破壞。

目前，鋼管混凝土橋墩與承臺連接方式一般采用承壓板連接和埋入式連接兩種構造方法。其中承壓板連接是指在鋼管底端焊接端板，端板通過錨栓及錨固鋼筋與承臺連接，施工過程較為繁瑣。埋入式連接是指鋼管底端焊接端板，鋼管下部與端板埋入承臺內錨固，施工中多采用現澆式承臺。為縮短橋梁施工工期，盡快開放交通，亟需提出一種可實現預制拼裝的橋墩-承臺連接方法，滿足橋梁快速施工的需求。

可見，設計一種屈曲抑制圓端型鋼管混凝土橋墩，及研究一種可實現快速施工的該橋墩與承臺連接方法是亟待解決的技術問題。

發明內容

本發明提出一種屈曲抑制圓端型鋼管混凝土橋墩及與承臺的連接結構和快速施工方法。所述屈曲抑制圓端型鋼管混凝土橋墩其目的在于克服鋼筋混凝土橋墩承載力低、延性差的缺點，充分利用鋼管混凝土結構抗震性能好的優勢，滿足橋墩橫橋向與順橋向抗彎剛度差異大的需求，并通過底部加鋼套箍以抑制橋墩底部鋼管的屈曲，提高圓端形鋼管混凝土橋墩延性，避免強震作用下橋墩結構的破壞。所述橋墩與承臺連接快速施工方法為灌漿金屬波紋套筒埋入式連接，其目的在于提出一種可應用于預制橋墩、預制承臺連接錨固的施工方法，滿足橋梁快速施工的需求。

為了解決上述技術問題，本發明提出的一種屈曲抑制圓端型鋼管混凝土橋墩，包括圓端形鋼管,所述圓端形鋼管由兩塊相同的冷彎成型的半圓形鋼、兩塊平鋼板采用對接焊縫焊接組成；所述圓端形鋼管的底部焊接有端板，所述端板與所述圓端形鋼管之間采用角焊縫焊接；所述端板沿橫橋向兩端各留1個錨栓孔，所述圓端形鋼管內側填充有混凝土。

所述圓端形鋼管的下部自內向外依次設有Teflon涂層和鋼套箍，所述鋼套箍的底部設有橡膠墊層。

所述鋼套箍由兩塊卡箍抱合而成，兩塊卡箍之間用高強螺栓緊固。