[發(fā)明專利]基于端板焊接的裝配式空心橋墩及其施工方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711419315.X
• 申請(qǐng)日: 2017-12-25
• 公開（公告）號(hào): CN108103926B
• 公開（公告）日: 2019-07-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王志剛;夏飛;余順新;付偉;段寶山;宋林;吳大健;王麗園
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中交第二公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司
• 主分類號(hào): E01D19/02
• 分類號(hào): E01D19/02
• 代理公司: 武漢開元知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 42104
• 代理人: 黃行軍

本發(fā)明公開了一種基于端板焊接的裝配式空心橋墩，包括樁基、現(xiàn)澆承臺(tái)、預(yù)制墩柱及預(yù)制帽梁；現(xiàn)澆承臺(tái)現(xiàn)澆形成在若干樁基上端形成水平連接樁基的平臺(tái)；預(yù)制墩柱豎直連接在現(xiàn)澆承臺(tái)上方，預(yù)制墩柱包括部分預(yù)埋在現(xiàn)澆承臺(tái)內(nèi)的承臺(tái)預(yù)埋墩柱節(jié)段及預(yù)制墩柱節(jié)段，預(yù)制墩柱節(jié)段自承臺(tái)預(yù)埋墩柱節(jié)段沿豎直方向向上順次焊接拼接至預(yù)設(shè)高度后與預(yù)制帽梁的下端連接。本發(fā)明還公開了一種基于端板焊接的裝配式空心橋墩的施工方法。本發(fā)明中預(yù)制墩柱節(jié)段和承臺(tái)預(yù)埋墩柱節(jié)段采用集中預(yù)制，可實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，提升施工質(zhì)量；利用承臺(tái)現(xiàn)澆先預(yù)埋承臺(tái)預(yù)埋墩柱節(jié)段，通過預(yù)埋深度變化與模數(shù)化預(yù)制墩柱長(zhǎng)度解決實(shí)際工程中墩柱高度的不同，實(shí)現(xiàn)預(yù)制墩柱長(zhǎng)度的模數(shù)化。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及公路橋梁建設(shè)工程技術(shù)領(lǐng)域，具體地指一種基于端板焊接的裝配式空心橋墩及其施工方法。

背景技術(shù)

上世紀(jì)七十年代左右，歐美國(guó)家開始應(yīng)用預(yù)制節(jié)段拼裝橋墩技術(shù)進(jìn)行橋梁下部結(jié)構(gòu)施工。1971年，美國(guó)德克薩斯州開創(chuàng)性使用預(yù)制節(jié)段拼裝橋墩，建成了Corpus Christi市上跨JFK堤道公路橋。1997年，Mander J.B.和Cheng C.T.首次通過試驗(yàn)研究了無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋連接的接縫節(jié)段拼裝橋墩的抗震性能。2002年，美國(guó)加州大學(xué)伯克利分校的Hewes和普利斯特利針對(duì)四個(gè)大比例尺寸、采用膠接縫的節(jié)段拼裝橋墩試件進(jìn)行了循環(huán)加載擬靜力試驗(yàn)研究。1999-2004年，美國(guó)德州大學(xué)Billington提出了一種適合于非抗震設(shè)防區(qū)的中小跨徑規(guī)則橋梁下部結(jié)構(gòu)的節(jié)段拼裝體系。隨后，在2004年，Billington推薦了一種適合于抗震區(qū)使用的預(yù)制節(jié)段拼裝橋墩體系。2006年，新西蘭坎特伯雷大學(xué)的Palermo和Pampanin等研究人員對(duì)具有耗能鋼筋的干接縫節(jié)段拼裝橋墩進(jìn)行了循環(huán)加載擬靜力試驗(yàn)研究。2007年，美國(guó)布法羅大學(xué)Yu-Chen Ou等人提出在節(jié)段拼裝橋墩中設(shè)置貫通節(jié)段的縱向耗能鋼筋，達(dá)到依靠縱向鋼筋屈服增加耗能能力的目的，并對(duì)4個(gè)預(yù)應(yīng)力節(jié)段拼裝橋墩試件進(jìn)行擬靜力試驗(yàn)研究。2010年，韓國(guó)學(xué)者Kim T.H.等提出采用貫通接縫的鋼管作為節(jié)段拼裝橋墩的抗剪裝置與耗能裝置，進(jìn)行了循環(huán)加載擬靜力試驗(yàn)，并進(jìn)行了精細(xì)的有限元模型分析。E1Gawady M.A.等通過擬靜力往復(fù)試驗(yàn)研究了預(yù)制纖維增強(qiáng)復(fù)合材料管節(jié)段拼裝橋墩的抗震性能。

我國(guó)針對(duì)預(yù)制拼裝橋墩的研究相對(duì)上部結(jié)構(gòu)的研究較為滯后。2008年，同濟(jì)大學(xué)橋梁抗震學(xué)科組針對(duì)矩形截面預(yù)應(yīng)力節(jié)段拼裝橋墩進(jìn)行了擬靜力試驗(yàn)以研究其抗震性能。2011年，同濟(jì)大學(xué)葛繼平等學(xué)者對(duì)干接縫節(jié)段拼裝橋墩進(jìn)行了振動(dòng)臺(tái)抗震試驗(yàn)性能研究。2014年，招商局重慶交通科研設(shè)計(jì)院有限公司橋梁工程結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室和美國(guó)紐約州立大學(xué)布法羅分校地震工程研究中心共同完成了國(guó)際合作項(xiàng)目“節(jié)段拼裝橋墩抗震性能地震臺(tái)試驗(yàn)研究”。

伴隨著我國(guó)高速公路網(wǎng)的規(guī)劃建設(shè)和城市化進(jìn)程的加速，為了減小橋梁施工過程中對(duì)環(huán)境的依賴和影響，在工程實(shí)踐中，采用預(yù)制節(jié)段拼裝技術(shù)具有很大的優(yōu)勢(shì)，早期的應(yīng)用主要集中于跨海跨江等大型橋梁，如東海大橋、杭州灣大橋、上海長(zhǎng)江大橋等工程，采用了現(xiàn)澆濕接縫連接預(yù)制墩柱的技術(shù)。港珠澳大橋采用了節(jié)段張拉預(yù)應(yīng)力筋和節(jié)段連接普通鋼筋相結(jié)合的技術(shù)，為我國(guó)工程實(shí)踐和研究提供了新的思路。2015年修建的上海嘉閔高架工程首次在城市高架橋梁中使用灌漿套筒連接的節(jié)段預(yù)制墩柱技術(shù)。2016年底建成通車的濟(jì)祁高速淮南至合肥段淮河特大橋引橋采用了預(yù)制管樁和預(yù)制墩柱方案。

伴隨著我國(guó)高速公路網(wǎng)的規(guī)劃建設(shè)和城市化進(jìn)程的加速，為了減小橋梁施工過程中對(duì)環(huán)境的依賴和影響，在工程實(shí)踐中，采用預(yù)制節(jié)段拼裝技術(shù)具有很大的優(yōu)勢(shì)，早期的應(yīng)用主要集中于跨海跨江等大型橋梁，如東海大橋、杭州灣大橋、上海長(zhǎng)江大橋等工程，采用了現(xiàn)澆濕接縫連接預(yù)制墩柱的技術(shù)。港珠澳大橋采用了節(jié)段張拉預(yù)應(yīng)力筋和節(jié)段連接普通鋼筋相結(jié)合的技術(shù)，為我國(guó)工程實(shí)踐和研究提供了新的思路。2015年修建的上海嘉閔高架工程首次在城市高架橋梁中使用灌漿套筒連接的節(jié)段預(yù)制墩柱技術(shù)。2016年底建成通車的濟(jì)祁高速淮南至合肥段淮河特大橋引橋采用了預(yù)制管樁和預(yù)制墩柱方案。正在建的長(zhǎng)沙湘府路高架橋采用的方案基本同上海嘉閔高架橋。

目前，常規(guī)公路橋梁使用的連接方式中具有代表性主要是兩種，分別介紹如下：