[發明專利]一種H型鋼-PHC組合樁與橋臺柔性連接的構造及其施工方法

在審

• 申請號: 202010045999.7
• 申請日: 2020-01-16
• 公開（公告）號: CN111021231A
• 公開（公告）日: 2020-04-17
• 發明（設計）人: 莊一舟;宋永青;劉名琦;陳偉
• 申請（專利權）人: 福州大學
• 主分類號: E01D19/00
• 分類號: E01D19/00;E01D21/00
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 陸帥;蔡學俊

本發明涉及一種H型鋼?PHC組合樁與橋臺柔性連接的構造，包括PHC管樁、法蘭盤、螺栓、彈性外包、H型鋼、鋼墊板、剪力鍵及橋臺，橋梁樁基上段為H型鋼下段為PHC管樁的組合樁，H型鋼通過焊接固定在法蘭盤上，法蘭盤通過螺栓與PHC管樁頂端實現縱軸向連接，H型鋼外周包覆有彈性外包，H型鋼頂部焊接有鋼墊板，鋼墊板上焊接有剪力鍵，組合樁通過鋼墊板和剪力鍵與上部的橋臺澆筑為一體。本發明充分利用樁在水平荷載作用下的受力特點，下部采用抗彎能力弱，抗壓能力強的PHC管樁承擔豎向荷載，上部采用抗彎能力強的H型鋼主要承擔水平變形，達到物盡其用、受力合理的效果。

技術領域

本發明涉及一種H型鋼-PHC組合樁與橋臺柔性連接的構造及其施工方法，涉及橋梁工程等領域。

背景技術

橋梁樁基深埋地下，打樁造成的樁基開裂會顯著降低樁基的正常使用壽命且難以更換維修。且樁基在車輛荷載、溫度荷載、地震荷載作用下不可避免的產生水平變形，在橋臺與樁基連接處是極易損壞的部位，原因是樁基的水平變形能力差，橋臺或承臺對樁基的約束作用強而導致樁頂內力過大引起的局部破壞。對于整體式橋梁，在橋梁全長較長時，循環溫度荷載會引起顯著的樁土相互作用，樁基會產生不可忽視的溫度應力。如何減小橋臺或臺對樁基的約束，減小樁側土體對樁基的橫向抗力，增加樁基的水平變形能力，改善樁基的受力成為亟待解決的問題。

發明內容

鑒于現有技術的不足，本發明所要解決的技術問題是提供一種H型鋼-PHC組合樁與橋臺柔性連接的構造及其施工方法。

為了解決上述技術問題，本發明的技術方案是：一種H型鋼-PHC組合樁與橋臺柔性連接的構造，包括PHC管樁、法蘭盤、螺栓、彈性外包、H型鋼、鋼墊板、剪力鍵及橋臺，橋梁樁基上段為H型鋼下段為PHC管樁的組合樁，H型鋼通過焊接固定在法蘭盤上，法蘭盤通過螺栓與PHC管樁頂端實現縱軸向連接，H型鋼外周包覆有彈性外包，H型鋼頂部焊接有鋼墊板，鋼墊板上焊接有剪力鍵，組合樁通過鋼墊板和剪力鍵與上部的橋臺澆筑為一體。

優選的，PHC管樁頂部預留有環形分布的螺孔。

優選的，法蘭盤為圓形，厚度不小于兩倍H型鋼翼緣厚度，其直徑與PHC管樁相等，且預留有與PHC管樁相對應的安裝通孔。

優選的，H型鋼翼緣寬度和腹板高度應小于法蘭盤直徑，以便布置安裝通孔。

優選的，彈性外包內表面與H型鋼貼合，外徑與PHC管樁直徑相等；彈性外包底部與螺栓頂部平齊，頂部與鋼墊板底面平齊。

優選的，鋼墊板為圓形，鋼墊板厚度不應小于H型鋼翼緣厚度，鋼墊板直徑為PHC管樁直徑的1.2-1.5倍。

優選的，鋼墊板上焊接有環形分布的剪力鍵，剪力鍵與傳統剪力鍵的構造和材料一致，鋼墊板與剪力鍵與橋臺澆筑為整體。

優選的，H型鋼嵌入橋臺的長度不小于兩倍翼緣寬度。

一種H型鋼-PHC組合樁與橋臺柔性連接的構造的施工方法，按以下步驟進行：步驟S1：將PHC管樁進行打樁施工，樁頭冒出地表一定高度便于后續施工；步驟S2：將法蘭盤定位并用螺栓錨固在PHC管樁頂部；步驟S3：將H型鋼按設計位置定位并焊接在法蘭盤上，并將鋼墊板焊接在H型鋼的頂部；步驟S4：將H型鋼進行防水除銹處理，并將彈性外包包覆在H型鋼外表面；步驟S5：將組合好的樁進行打樁施工，并將H型鋼樁頭預留一定高度，并將剪力鍵焊接在鋼墊板上；步驟S6：在樁頂澆筑上部橋臺，進行適當養護。

與現有技術相比，本發明具有以下有益效果：

（1）本發明充分利用樁在水平荷載作用下的受力特點，下部采用抗彎能力弱，抗壓能力強的PHC管樁承擔豎向荷載，上部采用抗彎能力強的H型鋼主要承擔水平變形，達到物盡其用且受力合理的效果。