一种梯度结构组合桥墩制造技术

一种梯度结构组合桥墩，自内向外包括：圆钢管、纤维增强粉末混凝土和波纹钢管；在圆钢管上焊接向外的方形加劲肋，在圆钢管外设置闭口的波纹钢管，在波纹钢管和圆钢管之间浇筑纤维增强粉末混凝土，方形加劲肋包含在纤维增强粉末混凝土内。本发明专利技术能减轻桥墩的自重、提高桥墩的承载能力和抗震性能，通过工厂化生产和现场组拼，可加快桥墩建造速度，缩短工期。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于桥梁工程
，涉及一种梯度结构组合桥墩。
技术介绍
桥墩作为桥梁结构中重要组成部分，不仅承受上部结构传来的荷载，而且通过基础将荷载及自身重量传递到地基，其结构安全性至关重要。但在历次地震中，桥墩的破坏却较为常见，往往导致桥梁整体的垮塌或倾覆而中断交通，不但带来巨大的经济损失和人员伤亡，而且严重阻碍了抗震救灾的顺利进行，加剧了地震次生灾害。目前我国应用最广泛的桥墩形式是钢筋混凝土桥墩，它具有较高的强度和刚度，但其延性和耗能能力较差，易于受地震的破坏。为提高桥墩的抗震性能，采用普通钢材制作的钢桥墩开始应用到桥梁结构中。相对于钢筋混凝土桥墩，钢桥墩不仅具有良好的抗震性能和承载能力，而且具有自重轻、占地面积小、施工快速化等优点，但钢桥墩钢板较薄，在地震作用下根部易发生局部失稳破坏。为克服钢桥墩的局部失稳，钢管混凝土桥墩应运而生。相对于钢桥墩，钢管混凝土桥墩增大了截面的刚度，依靠钢管的套箍作用，其承载力和抗震性能得到进一步提高，但由于采用普通混凝土材料，钢材优异的力学性能并未得到充分的发挥。因此探寻一种与钢材相匹配的混凝土材料组成新型钢管混凝土桥墩结构一直为人们所倍加关注。
技术实现思路
本专利技术的目的是提出一种梯度结构组合桥墩，即一种自重轻、承载能力大、抗震性能优异、适合工厂化生产的梯度结构组合桥墩。本专利技术是通过以下技术方案实现的。本专利技术所述的一种梯度结构组合桥墩，自内向外包括:圆钢管、纤维增强粉末混凝土和波纹钢管；在圆钢管上焊接向外的方形加劲肋，在圆钢管外设置闭口的波纹钢管，在波纹钢管和圆钢管之间浇筑纤维增强粉末混凝土，方形加劲肋包含在纤维增强粉末混凝土内。本专利技术所述的纤维增强粉末混凝土由水泥、石英砂、硅灰、粉煤灰、钢纤维、减缩剂、高强减水剂和水按质量比为 1:1-1.3:0.15-0.35:0.1-0.3:0.12-0.3:0.005-0.02:0.03-0.05:0.2采用强制搅拌机均匀拌合而成。本专利技术所述的方形加劲肋采用双面焊接，厚度为5-10mm，宽度为5_10cm，横向设置6-8道，竖向贯通。本专利技术所述的组合桥墩底部圆钢管相对于浇筑后的纤维增强粉末混凝土外延10-20cm，波纹钢管相对于圆钢管外延5-lOcm ;组合桥墩顶部圆钢管和波纹钢管与纤维增强粉末混凝土平齐。本专利技术的优点。纤维增强粉末混凝土抗压强度可达150-200MPa，与圆钢管和波纹钢管组合形成桥墩，能充分发挥材料的抗压性能，提高桥墩的竖向承载能力。相对于传统的钢管混凝土桥墩，梯度结构组合桥墩内置圆钢管能有效减轻桥墩自重，提尚桥域的抗震性能。外置波形钢管的套箍作用不仅确保了纤维增强粉末混凝土与钢管的良好结合，而且进一步提高了组合桥墩的承载能力和抗震性能。组合桥墩在工厂制作成型，现场组装，便于施工质量的控制，可加快建造速度，缩短工期。综上所述，本专利技术能减轻桥墩的自重、提高桥墩的承载能力和抗震性能，通过工厂化生产和现场组拼，可加快桥墩建造速度，缩短工期。【附图说明】图1为本专利技术横断面示意图。图2为本专利技术立面示意图。图中:1为圆钢管，2为方形加劲肋，3为波纹钢管，4为纤维增强粉末混凝土，5为承台，6为墩座。【具体实施方式】下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明。以公路桥梁常用的底部带承台的圆形桥墩为例，本专利技术的具体实施措施如下。钢管成型。圆钢管在工厂通过平钢板冷弯成型，接头采用双面焊接，其中钢板厚度为6-10mm，采用低碳A3钢，圆钢管成型后在钢管外侧双面焊接方形加劲肋，加劲肋厚度为5-10mm，宽度为5_10cm，横向设置6_8道，竖向贯通；波纹钢管采用SS400热乳钢板，厚2.5-10mm，通过波纹管成型机成型，成型后的波纹钢管波距为12.5-20cm，波高为2.5-6cm,竖向高度比圆钢管高5-lOcm ;两种钢管的直径通过桥墩的受力计算确定。钢管就位。圆钢管和波纹钢管成型后，首先将波纹钢管外套于圆钢管上并放置在平整地面上；然后在波纹钢管和圆钢管之间的上、中、下三个平面焊接直径为18-25mm的定位钢筋，单个平面4根，共计12根；最后在波纹钢管和圆钢管组成的钢管框架底部设置底模。工厂浇筑纤维增强粉末混凝土。纤维增强粉末混凝土由水泥、石英砂、硅灰、粉煤灰、钢纤维、减缩剂、高强减水剂和水按质量比为1:1-1.3:0.15-0.35:0.1-0.3: 0.12-0.3:0.005-0.02:0.03-0.05:0.2拌合而成。制作时，首先将石英砂、水泥、硅灰、粉煤灰倒入强制式搅拌机，干拌5-8分钟；然后将溶有减水剂和减缩剂的全部用水量一次性倒入，搅拌至出现流动性特征后再延续5-10分钟；最后掺入钢纤维继续搅拌至钢纤维均匀。搅拌完成后，在波纹钢管和圆钢管组成的钢管框架内浇筑纤维增强粉末混凝土，浇筑高度距圆钢管顶部10-20cm，浇筑过程中在波纹钢管外侧绑定振动频率大于150HZ的高频振动器进行振捣，浇筑完成后在常温下养护3-7天，且在养护过程中必须始终保持混凝土表面湿润。养护完成后，为改善组合桥墩与承台的结合，对桥墩接触面混凝土进行凿毛处理。现场组装组合桥墩。组合桥墩工厂制作成型后，采用大型运输设备如运梁车运抵施工现场，并通过龙门吊或汽车吊或浮吊等吊装设备就位。组合桥墩与承台之间采用湿接缝的连接形式，具体做法为:在组合桥墩就位前先对承台预留槽进行凿毛、清理并绑扎墩座钢筋，然后将组合桥墩嵌入墩座中并将钢管与钢筋焊接，立模浇筑墩座C50混凝土，最后进行拆模，覆盖、定期洒水养护，养护时间为7天。上述参照实施例对该梯度结构组合桥墩进行的详细描述，是说明性的而不是限定性的，因此在不脱离本专利技术总体构思的情况下的变化和修改，应属本专利技术的保护内容。【主权项】1.一种梯度结构组合桥墩，其特征是自内向外包括:圆钢管、纤维增强粉末混凝土和波纹钢管；在圆钢管上焊接向外的方形加劲肋，在圆钢管外设置闭口的波纹钢管，在波纹钢管和圆钢管之间浇筑纤维增强粉末混凝土，方形加劲肋包含在纤维增强粉末混凝土内。2.根据权利要求1所述的梯度结构组合桥墩，其特征是所述的纤维增强粉末混凝土由水泥、石英砂、硅灰、粉煤灰、钢纤维、减缩剂、高强减水剂和水按质量比为1:1-1.3:0.15-0.35:0.1-0.3:0.12-0.3:0.005-0.02: 0.03-0.05:0.2 采用强制搅拌机均匀拌合而成。3.根据权利要求1所述的梯度结构组合桥墩，其特征是所述的方形加劲肋采用双面焊接，厚度为5-10mm，宽度为5-lOcm，横向设置6-8道，竖向贯通。4.根据权利要求1所述的梯度结构组合桥墩，其特征是所述的组合桥墩底部圆钢管相对于浇筑后的纤维增强粉末混凝土外延10-20cm，波纹钢管相对于圆钢管外延5-lOcm ;组合桥墩顶部圆钢管和波纹钢管与纤维增强粉末混凝土平齐。【专利摘要】一种梯度结构组合桥墩，自内向外包括：圆钢管、纤维增强粉末混凝土和波纹钢管；在圆钢管上焊接向外的方形加劲肋，在圆钢管外设置闭口的波纹钢管，在波纹钢管和圆钢管之间浇筑纤维增强粉末混凝土，方形加劲肋包含在纤维增强粉末混凝土内。本专利技术能减轻桥墩的自重、提高桥墩的承载能力和抗震性能，通过工厂化生产和现场组拼，可加快桥墩建造速度，缩短工期。【IPC分类】E01D19/02【公开号】CN1050本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种梯度结构组合桥墩，其特征是自内向外包括：圆钢管、纤维增强粉末混凝土和波纹钢管；在圆钢管上焊接向外的方形加劲肋，在圆钢管外设置闭口的波纹钢管，在波纹钢管和圆钢管之间浇筑纤维增强粉末混凝土，方形加劲肋包含在纤维增强粉末混凝土内。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：任亮，王凯，上官兴，梁明元，朱恩，
申请(专利权)人：华东交通大学，
类型：发明
国别省市：江西;36