一种复合钢管混凝土叠合桥墩制造技术

本发明专利技术涉及一种复合钢管混凝土叠合桥墩，其包括桥墩基础、钢筋混凝土主体、钢管和多个剪力连接件，其中，所述钢筋混凝土主体和所述钢管固定于所述桥墩基础上，所述钢筋混凝土主体包围所述钢管设置，多个所述剪力连接件内外交错地固定于所述钢管的内外侧表面并具有从所述内外侧表面向所述钢管的内部或外部突出的凸出部，所述钢管内注有混凝土。该叠合桥墩以剪力连接件将钢管、钢管内混凝土及外围普通钢筋混凝土连接形成整体，共同受力、协调变形；具有截面尺寸小、承载力高、抗震性能优越、抗腐蚀能力和抗火性强、节省材料等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种复合钢管混凝土叠合桥墩
本专利技术涉及桥梁工程领域，具体涉及一种复合钢管混凝土叠合桥墩。
技术介绍
随着桥梁工程的发展及大跨度桥梁和特种桥梁等工程的出现，传统的普通钢筋混凝土已经不能适应其发展，由此，促进了高强混凝土、超高强混凝土出现与发展，为了使高强混凝土能够得到更好、更广泛的应用，在实际工程中，通过限制其轴压比或采取增加箍筋的办法来克服高强混凝土所具有脆性的缺点，从而造成了受压构件截面尺寸大、浪费钢材，以及不利于超高强混凝土的推广使用。为了解决这类问题，提出了利用钢管约束高强混凝土，即，形成钢管高强混凝土结构(构件)，通过钢管约束高强混凝土，改善了高强混凝土的脆性特性，提高了构件的延性与耗能能力。同时，为了克服外钢管抗腐蚀性和抗火性能差的缺点，可以在钢管高强混凝土外围浇筑普通钢筋混凝土，形成一种外围钢筋混凝土的钢管高强混凝土叠合结构。这种在单肢钢管混凝土外侧简单地浇筑钢筋混凝土形成叠合结构构件，如申请公布号为CN104562922A的专利申请公开了局部埋置钢管混凝土柱的抗震桥墩，这种结构承载能力相对比较低，并且不能保证钢管混凝土与外围混凝土共同受力和变形协调，其在大型结构中作为受压构件的使用受到限制。目前，我国正处于大规模交通基础设施建设时期，非常需要构件截面尺寸小、承载力高、耐久性好、抗震性能优越的新结构，研究开发一种受力性能更加合理的钢-混复合结构是十分必要的。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题为了解决现有技术的上述问题，本专利技术提供一种复合钢管混凝土叠合桥墩，其具有承载力高、抗震性能好、耐久性优越等优点，其有效保证钢管、钢管内混凝土与外围混凝土能够共同受力和变形协调。(二)技术方案为了达到上述目的，本专利技术采用的主要技术方案包括：一种复合钢管混凝土叠合桥墩，包括桥墩基础、钢筋混凝土主体、钢管和多个剪力连接件，其中，所述钢筋混凝土主体和钢管固定于所述桥墩基础上，所述钢筋混凝土主体包围所述钢管外侧设置，多个所述剪力连接件内外交错地固定于所述钢管的内外侧表面并具有从所述内外侧表面向所述钢管的内部或外部突出的凸出部，所述钢管内注有混凝土。作为如上所述叠合桥墩的一种优选方案，所述钢管设为两个或多个，所述钢管之间采用钢板带固定连接。作为如上所述叠合桥墩的一种优选方案，所述剪力连接件为栓钉或带孔钢板，其中，所述带孔钢板为带有多个等间距通孔的条带形钢板。进一步地，可以在通孔内布置钢筋，以便起到更好的连接作用。作为如上所述叠合桥墩的一种优选方案，所述桥墩基础与所述钢管之间设有底钢板，所述底钢板与所述钢管固定连接，所述底钢板与所述桥墩基础采用底锚螺栓固定连接。作为如上所述叠合桥墩的一种优选方案，在所述钢管内，所述桥墩基础、所述底钢板与所述钢管内混凝土三者之间设有底锚钢筋，所述底锚钢筋的下端位于桥墩基础内并向上弯曲，所述底锚钢筋的上端位于所述钢管内混凝土中。作为如上所述叠合桥墩的一种优选方案，所述钢管的末端一部分位于所述桥墩基础中，所述钢管的末端焊接有基础钢板，所述基础钢板底部焊接有沿竖直方向的钢管底锚筋，所述钢管底锚筋下端位于所述桥墩基础内并向上弯曲，所述纵向钢筋的末端一部分位于所述桥墩基础中。作为如上所述叠合桥墩的一种优选方案，在所述钢管顶端的混凝土内设有连接钢筋，所述连接钢筋的下端位于所述钢管内混凝土中，所述连接钢筋的上端高于所述钢管的顶端并向下弯曲设置。作为如上所述叠合桥墩的一种优选方案，还包括盖梁，所述盖梁设于所述钢筋混凝土主体和所述钢管顶端，所述钢管的顶端一部分伸入所述盖梁中。作为如上所述叠合桥墩的一种优选方案，所述盖梁与所述钢管内混凝土之间设有连接钢筋，所述连接钢筋的上端位于所述盖梁中并向下弯曲，所述连接钢筋的下端位于所述钢管内混凝土中。作为如上所述叠合桥墩的一种优选方案，所述钢筋混凝土主体包括在普通混凝土中间设置有多个纵向钢筋和多个箍筋，其中，多个所述纵向钢筋沿所述钢管外围一周间隔布置，所述纵向钢筋的上端高于所述钢管的顶端，所述纵向钢筋的上端向下弯曲，所述箍筋分别环绕固定于所有所述纵向钢筋的外侧，沿所述纵向钢筋在纵向间隔布置。作为如上所述叠合桥墩的一种优选方案，所述钢筋混凝土主体的横截面为方形、圆形、椭圆形或中间为方形，两侧边为圆弧形的结构、及其它形状。(三)有益效果本专利技术的有益效果是：本专利技术提供的复合钢管混凝土叠合桥墩，以剪力连接件将钢管、钢管内混凝土及外围普通钢筋混凝土连接形成整体，共同受力、协调变形，进一步通过钢板带将两个或多个钢管、钢管内混凝土及普通钢筋混凝土连接起来形成一种复合承载构件，具有截面尺寸小、承载力高、抗震性能优越、抗腐蚀能力和抗火性强、节省材料等优点，其解决了现有技术中单根钢管内浇筑混凝土，不能保证钢管、钢管内混凝土与外围混凝土共同受力和变形协调等技术不足的问题。附图说明图1为本专利技术一优选叠合桥墩的结构示意图；图2为本专利技术一优选剪力连接件的结构示意图；图3为本专利技术一优选桥墩基础8的俯视图；图4为本专利技术一优选钢筋混凝土主体的横截面示意图；图5为本专利技术另一优选剪力连接件的结构示意图；图6为本专利技术的条带形钢板连接与钢管连接的结构示意图；图7为本专利技术另一优选钢筋混凝土主体的横截面示意图；图8为本专利技术另一优选桥墩基础的纵截面结构示意图；图9为图8中桥墩基础的俯视结构示意图；图10为本专利技术另一优选叠合桥墩的结构示意图。【附图标记说明】1：钢管；2：混凝土；3：剪力连接件；4：钢板带；5：底锚螺栓；6：连接钢筋；7：底锚钢筋；8：桥墩基础；9：底钢板；10：纵向钢筋；11：箍筋；12：盖梁；13：普通混凝土；14：条带形钢板；15：通孔；16：基础钢管；17：基础钢板；18：钢管底锚筋；19：基础钢筋。具体实施方式为了更好的解释本专利技术，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本专利技术作详细描述。实施例1如图1所示，一种复合钢管混凝土叠合桥墩，包括桥墩基础8、钢筋混凝土主体、钢管1、多个剪力连接件3，其中，钢筋混凝土主体和钢管1固定于桥墩基础8上，钢筋混凝土主体包围钢管1设置，多个剪力连接件3内外交错地固定于钢管1的内外侧表面上，并且剪力连接件具有从钢管内外侧表面向钢管的内部或外部突出的凸出部，钢管1内注有混凝土2。采用钢管可以约束混凝土，提高混凝土的抗震延性和耗能能力，改变混凝土受力性能(单向受力转为三向受力)，提高承载力。在钢管的内外侧均设有剪力连接件，剪力连接件可使钢管、钢管内混凝土与外围混凝土共同受力，变形协调。钢筋混凝土主体有效增加钢管的稳定性，提高钢管抗腐蚀和抗火能力。钢管1内浇筑的混凝土优选为高强混凝土，高强混凝土指强度等级为C60及其以上的混凝土，其承载力高、具有较好的抗震性能。进一步，考虑叠合桥墩需要满足性能的要求，以及钢管截面尺寸限制，可以设置双肢钢管或多肢钢管的钢管混凝土联合，即将钢管设为两个或多个，在钢管之间采用钢板带固定连接，钢管纵向可通过焊接连接，以满足设计长度要求。如图1中，两个钢管1之间采用钢板带4固定连接，保证双钢管1施工定位，使钢管1之间受力协调。具体地，剪力连接件3可为栓钉，如图2所示，焊接于钢管1上；栓钉在钢管1的内、外侧表面上是间隔布置，且在内外侧是交错布置的。所设栓钉能增大与混凝土的接触面积，增强钢管与混凝土的连接，提高共同工作能力，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种复合钢管混凝土叠合桥墩，其特征在于，包括桥墩基础、钢筋混凝土主体、钢管和多个剪力连接件，其中，所述钢筋混凝土主体和所述钢管固定于所述桥墩基础上，所述钢筋混凝土主体包围所述钢管设置，多个所述剪力连接件内外交错地固定于所述钢管的内外侧表面并具有从所述内外侧表面向所述钢管的内部或外部突出的凸出部，所述钢管内注有混凝土。

【技术特征摘要】
1.一种复合钢管混凝土叠合桥墩，其特征在于，包括桥墩基础、钢筋混凝土主体、钢管和多个剪力连接件，其中，所述钢筋混凝土主体和所述钢管固定于所述桥墩基础上，所述钢筋混凝土主体包围所述钢管设置，多个所述剪力连接件内外交错地固定于所述钢管的内外侧表面并具有从所述内外侧表面向所述钢管的内部或外部突出的凸出部，所述钢管内注有混凝土。2.如权利要求1所述的叠合桥墩，其特征在于，所述钢管设为两个或多个，所述钢管之间采用钢板带固定连接。3.如权利要求1所述的叠合桥墩，其特征在于，所述剪力连接件为栓钉或带孔钢板，其中，所述带孔钢板为带有多个等间距通孔的条带形钢板。4.如权利要求1所述的叠合桥墩，其特征在于，所述桥墩基础与所述钢管之间设有底钢板，所述底钢板与所述钢管焊接连接，所述底钢板与所述桥墩基础采用底锚螺栓固定连接。5.如权利要求4所述的叠合桥墩，其特征在于，所述桥墩基础、所述底钢板与所述钢管内混凝土三者之间设有底锚钢筋，所述底锚钢筋的下端位于桥墩基础内并向上弯曲，所述底锚钢筋的上端位于所述钢管内混凝土中。6.如权利要求1所述的叠合桥墩，其特征在于，所述钢管...

【专利技术属性】
技术研发人员：王连广，李雪，史强，刘文文，李佳乐，陈力栋，
申请(专利权)人：东北大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21