[發明專利]一種多腔帶肋鋼管混凝土橋墩及其施工方法

在審

• 申請號: 202010418826.5
• 申請日: 2020-05-18
• 公開（公告）號: CN111519521A
• 公開（公告）日: 2020-08-11
• 發明（設計）人: 王城泉;孫澤軒;鄒昀;董騰方
• 申請（專利權）人: 江南大學
• 主分類號: E01D19/02
• 分類號: E01D19/02;E01D21/00;E01D101/24;E01D101/30
• 代理公司: 哈爾濱市陽光惠遠知識產權代理有限公司 23211
• 代理人: 彭素琴

本發明公開了一種多腔帶肋鋼管混凝土橋墩及其施工方法，包括方形外鋼管和混凝土，外側帶肋鋼板，內部矩形大鋼管，第一焊縫和第二焊縫。方形外鋼管按一定間距分散于矩形外框架四邊，四角各有一個；外側帶肋鋼板由普通鋼板兩邊彎折互相焊接形成，焊接一定長度后和方形外鋼管相互焊接形成矩形外框架，鋼板肋朝向矩形內側；內部矩形大鋼管嵌于方形外鋼管所形成的內矩形框架；第一焊縫位于內部矩形大鋼管和方形外鋼管連接處，第二焊縫位于兩外側帶肋鋼板連接處。由于內部空間大，耗材少，工程量小；主要材料為鋼材，自重輕，結構剛度和強度較好；截面為矩形多腔狀，截面模量大，抗側翻、抗震性能優越。本發明主要用于裝配式橋墩建設行業。

技術領域

本發明涉及一種鋼管混凝土橋墩，具體涉及一種多腔帶肋鋼管混凝土橋墩及其施工方法。

背景技術

橋墩是支承橋跨結構并將恒載和活載傳至地基的亞筑物，傳統橋墩多采用鋼筋混凝土實心橋墩，存在一些問題：

1、傳統鋼筋混凝土實心橋墩混凝土用量多，自重大，施工時需要支模、拆模等工序，施工周期長。

2、傳統鋼筋混凝土實心橋墩延性差，抗彎、抗側翻、抗震性能不高，震后修繕加固復雜。

隨著交通建設地不斷發展，橋梁建造技術更新換代，對跨度和性能的要求日益提高，這就需要橋墩具備更高的承載能力、更小的截面尺寸、更好的延性、更強的抗震性能及施工方便、經濟高效等特點來滿足橋梁安全及使用要求。鋼-混凝土組合結構由于具有較高的承載力和良好的延性，已被廣泛應用到橋梁工程結構中。

目前，授權公告號為CN103741591B的中國專利公開了一種具有內外約束的橡膠混凝土空心橋墩，包括外管、內支柱，外管和內支柱之間設置若干豎隔板，豎隔板將外管、內支柱之間的區域分成若干腔室。但是，由于豎隔板位于外管和內支柱之間，要固定豎隔板，需要將豎隔板的兩側分別與外管內壁、內支柱外壁焊接，且焊接位置并不是暴露在外的，而是伸入橋墩中，那么焊接工作必然有一定困難，難以對整條母線位置進行焊接，也就是只能對橋墩兩端的豎隔板、外管、內支柱進行焊接，這種端部焊接相連的結構，就容易在受到外力沖擊或扭矩的情況下，焊接處和非焊接連接處受應力變化存在不同，橋墩各處的承載能力不均勻。也就是說，焊接處的抗彎剛度比非焊接處的抗彎剛度大，綜合整體來說，橋墩的抗彎剛度就小于焊接位置的抗彎剛度，即小于預期值。

發明內容

本發明的目的是提供一種多腔帶肋鋼管混凝土橋墩，通過合理的構造設計，在便于焊接的前提下，使方鋼管、帶肋鋼板和混凝土充分發揮各自的材料性能，分布在橋墩四角的方鋼管與帶肋鋼板焊接組合而成外部矩形框架，增加了方鋼管的側向約束，提高方鋼管的側向剛度和穩定性；方鋼管內均澆筑混凝土，以達到形成鋼管混凝土結構的目的；布置于四角的方鋼管與帶肋鋼板所形成的多腔體組合截面可有效地提高對核心混凝土的套箍效應，提高鋼、混凝土兩種材料的協同工作性能，從而提高橋墩靜力和抗震性能、抗彎剛度。

技術方案包括：內支柱，作為橋墩基準，內支柱的橫截面為多邊形；外管，圍繞在內支柱周圍，外管的橫截面為多邊形，且外管橫截面的其中一條棱邊與內支柱的橫截面棱邊相貼，相鄰兩外管之間間距設置；外側帶肋板，連接于相鄰兩外管之間，與相鄰兩外管的管壁、內支柱的管壁組成中空區域；混凝土，填充于外管內。

進一步地，所述內支柱每個頂點處均設有外管，外管的頂角所對棱邊與內支柱頂角所對棱邊貼合，該貼合位置為第一焊縫。

進一步地，所述外側帶肋板包括若干相互焊接連接的槽鋼，槽鋼的槽底共面設置，相鄰兩外管之間至少設置兩個槽鋼。

進一步地，每個所述槽鋼均有兩個垂直于槽底面的翻邊，相鄰兩槽鋼的翻邊相貼，在相鄰兩槽鋼的槽底相接處為第二焊縫。

進一步地，槽鋼翻邊的面積小于外管的任意一個側面積。

進一步地，所述內支柱、外管的橫截面皆為矩形，內支柱為實心柱或空心管結構。