一种刚构桥的抗震桥墩及其施工方法技术

本发明专利技术公开了一种刚构桥的抗震桥墩，包括下抗震耗能段、下强化过渡段、一般墩身段、上强化过渡段和上抗震耗能段，上抗震耗能段包括上芯柱和上包覆层，下抗震耗能段包括下芯柱和下包覆层，上芯柱和下芯柱均由超高性能混凝土制成，上包覆层、下包覆层、上强化过渡段、下强化过渡段和一般墩身段均由普通混凝土浇筑而成。该刚构桥的抗震桥墩具有良好的抗震效果，且利于震后修复。本发明专利技术还提供了一种刚构桥的抗震桥墩的施工方法，其包括以下步骤：施工下抗震耗能段的下芯柱；施工下抗震耗能段的下包覆层；施工下强化过渡段、一般墩身段和上强化过渡段；施工上抗震耗能段的上芯柱；施工上抗震耗能段的上包覆层，该施工方法的操作简便，有效。

【技术实现步骤摘要】
一种刚构桥的抗震桥墩及其施工方法
本专利技术属于刚构桥
，具体是涉及一种刚构桥的抗震桥墩及其施工方法。
技术介绍
地震作用下，桥梁的设计原则一般为“小震不坏、中震可修、大震不倒”，梁桥是最为普遍的一种桥型，梁式桥的抗震性能主要取决于墩柱的抗震性能。桥梁抗震设计要求在强震作用下，墩柱可以发生损伤，产生塑性变形，耗散地震能量。墩柱塑性铰产生的区域一般是固定的，对刚构桥而言，一般产生于刚构桥桥墩的底部和顶部(弯矩最大处)。墩柱进入塑性后，必然伴随着墩身混凝土开裂，钢筋屈服，进入塑性的墩柱在震后难以修复。超高性能混凝土(简称为UHPC)是一种高性能水泥基材料，其抗压强度可达150MPa以上甚至更高，由于内部掺有纤维材料(一般为钢纤维)，其抗折强度10MPa以上，极限应变大大超过普通混凝土。采用高强材料是桥梁工程的发展趋势，UHPC材料已经开始应用于主梁结构，钢桥面铺装、主梁接缝，拒不完全统计，全世界采用UHPC作为主要或部分建筑材料的桥梁已达200余座。但是目前UHPC材料造价还较高，全桥采用UHPC材料建造经济性能指标还较差，一般UHPC材料仅用在关键受力部位，可以达到兼顾提高力学性能同时经济性指标也较好。综上所述，超高性能混凝土远超普通混凝土的极限应变，并且具有高强度，这两点使其在结构抗震方面发挥重要作用，如何更好利用超高性能混凝土提高桥梁墩柱的抗震性能，成为相关领域技术人员亟待解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述现有技术中的不足，提供一种刚构桥的抗震桥墩。该刚构桥的抗震桥墩具有良好的抗震效果，且利于震后修复，不影响正常交通。为实现上述目的，本专利技术刚构桥的抗震桥墩采用的技术方案是：一种刚构桥的抗震桥墩，其特征在于：包括由下向上依次连接的下抗震耗能段、下强化过渡段、一般墩身段、上强化过渡段和上抗震耗能段，所述下抗震耗能段的下端与桥墩承台相连接，所述上强化过渡段的上端与刚构桥的梁体相连接，所述上抗震耗能段包括由超高性能混凝土制成的上芯柱和设置在所述上芯柱外侧的上包覆层，所述下抗震耗能段包括由超高性能混凝土制成的下芯柱和设置在所述下芯柱外侧的下包覆层，所述上包覆层、下包覆层、上强化过渡段、下强化过渡段和一般墩身段均由普通混凝土浇筑而成。上述的一种刚构桥的抗震桥墩，其特征在于：用于浇筑所述上强化过渡段和下强化过渡段的普通混凝土的强度大于用于浇筑所述上包覆层和下包覆层的普通混凝土的强度。上述的一种刚构桥的抗震桥墩，其特征在于：所述下芯柱的上端伸入所述下强化过渡段，所述下芯柱的下端伸入桥墩承台；所述上芯柱的上端伸入刚构桥的梁体，所述上芯柱的下端伸入上强化过渡段。上述的一种刚构桥的抗震桥墩，其特征在于：所述下包覆层内设置有多个下包覆竖向钢筋和用于将多个下包覆竖向钢筋相连接的下包覆箍筋，所述下强化过渡段内设置有多个下过渡竖向钢筋和用于将多个所述下过渡竖向钢筋相连接的下过渡箍筋，所述一般墩身段内设置有多个墩身竖向钢筋和用于将多个墩身竖向钢筋相连接的墩身箍筋，所述上强化过渡段内设置有多个上过渡竖向钢筋和用于将多个所述上过渡竖向钢筋相连接的上过渡箍筋，所述上包覆层内设置有多个上包覆竖向钢筋和用于将多个上包覆竖向钢筋相连接的上包覆箍筋；所述下过渡竖向钢筋的下端伸入到所述下包覆层内，所述上过渡竖向钢筋的上端伸入到所述上包覆层内，所述下包覆竖向钢筋、下过渡竖向钢筋、墩身竖向钢筋、上过渡竖向钢筋和上包覆竖向钢筋依次一一对应连接，所述下过渡竖向钢筋和与其相对应的墩身竖向钢筋，以及与其相对应的上过渡竖向钢筋由同一根钢筋构成。上述的一种刚构桥的抗震桥墩，其特征在于：所述下包覆竖向钢筋和与其相对应的下过渡竖向钢筋构成可拆卸连接；所述上包覆竖向钢筋和与其相对应的上过渡竖向钢筋构成可拆卸连接。上述的一种刚构桥的抗震桥墩，其特征在于：所述下包覆竖向钢筋和与其相对应的下过渡竖向钢筋通过下套筒构成可拆卸连接，所述下套筒的一端与下包覆竖向钢筋构成螺纹连接，所述下套筒的另一端与下过渡竖向钢筋构成螺纹连接；所述上包覆竖向钢筋和与其相对应的上过渡竖向钢筋通过上套筒构成可拆卸连接，所述上套筒的一端与上包覆竖向钢筋构成螺纹连接，所述上套筒的另一端与上过渡竖向钢筋构成螺纹连接。上述的一种刚构桥的抗震桥墩，其特征在于：所述下芯柱内设置有多个第一内竖向钢筋和用于将多个第一内竖向钢筋相连接的第一内箍筋；所述上芯柱内设置有多个第二内竖向钢筋和用于将多个第二内竖向钢筋相连接的第二内箍筋。上述的一种刚构桥的抗震桥墩，其特征在于：所述第一内竖向钢筋的上端向上伸入所述下强化过渡段，所述第一内竖向钢筋的下端向下伸入桥墩承台；所述第二内竖向钢筋的上端向上伸入刚构桥的梁体，所述第二内竖向钢筋的下端向下伸入所述上强化过渡段。上述的一种刚构桥的抗震桥墩，其特征在于：所述下芯柱的外侧面设置有多个向外凸出的下条状凸起，所述下条状凸起沿所述下芯柱的长度方向延伸，相邻两个所述下条状凸起之间形成下凹槽；所述上芯柱的外侧面设置有多个向外凸出的上条状凸起，所述上条状凸起沿所述上芯柱的长度方向延伸，相邻两个所述上条状凸起之间形成上凹槽。为了快速、有效的施工上述刚构桥的抗震桥墩，本专利技术还提供了一种刚构桥的抗震桥墩的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、施工下抗震耗能段的下芯柱：在桥墩承台上设置多个第一内竖向钢筋，并在多个所述第一内竖向钢筋上绑扎多个第一内箍筋，然后支立下芯柱模板，并向所述下芯柱模板内浇筑超高性能混凝土，从而制成下抗震耗能段的下芯柱；步骤二、施工下抗震耗能段的下包覆层：在所述下芯柱的外侧布设多个下包覆竖向钢筋，所述下包覆竖向钢筋的下端连接在桥墩承台上，并在所述下包覆竖向钢筋上绑扎下包覆箍筋，然后支立下包覆层模板，并向所述下包覆层模板内浇筑普通混凝土，从而形成下包覆层，所述下包覆层和下芯柱共同构成下桥墩的抗震耗能段；步骤三、施工下强化过渡段，具体包括以下步骤：步骤301、在所述下抗震耗能段的上方布设多个下过渡竖向钢筋，所述下过渡竖向钢筋的下端和与其相对应的下包覆竖向钢筋相连接，并通过下过渡箍筋将所述下过渡竖向钢筋绑扎连接；步骤302、支立下强化过渡段模板，向所述下强化过渡段模板的内部浇筑普通混凝土，从而形成桥墩的下强化过渡段；步骤四、施工一般墩身段，具体包括以下步骤：步骤401、在多个所述下过渡竖向钢筋的上方一一对应绑扎墩身竖向钢筋，并通过墩身箍筋32将所述墩身竖向钢筋绑扎连接；步骤402、支立一般墩身段模板，向所述一般墩身段模板的内部浇筑普通混凝土；重复步骤401～402，直至完成整个一般墩身段的施工；步骤五、施工上强化过渡段，具体包括以下步骤：步骤501、在位置靠近梁体的墩身竖向钢筋的上方一一对应绑扎上过渡竖向钢筋，并通过上过渡箍筋将所述上过渡竖向钢筋绑扎连接；步骤502、支立上强化过渡段模板，向所述上强化过渡段模板的内部浇筑普通混凝土，从而桥墩的上强化过渡段；步骤六、施工上抗震耗能段的上芯柱：在所述上强化过渡段上设置多个第二内竖向钢筋，并在多个所述第二内竖向钢筋上绑扎多个第二内箍筋，然后支立上芯柱模板，并向所述上芯柱模板内浇筑超高性能混凝土，从而制成上抗震耗能段的上芯柱；步骤七、施工上抗震耗能段的上包覆层：在上芯柱的外侧布设多个上包覆竖向钢筋，所述上包覆本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种刚构桥的抗震桥墩，其特征在于：包括由下向上依次连接的下抗震耗能段(1)、下强化过渡段(2)、一般墩身段(3)、上强化过渡段(4)和上抗震耗能段(5)，所述下抗震耗能段(1)的下端与桥墩承台(6)相连接，所述上强化过渡段(4)的上端与刚构桥的梁体(7)相连接，所述上抗震耗能段(5)包括由超高性能混凝土制成的上芯柱(51)和设置在所述上芯柱(51)外侧的上包覆层(52)，所述下抗震耗能段(1)包括由超高性能混凝土制成的下芯柱(11)和设置在所述下芯柱(11)外侧的下包覆层(12)，所述上包覆层(52)、下包覆层(12)、上强化过渡段(4)、下强化过渡段(2)和一般墩身段(3)均由普通混凝土浇筑而成。

【技术特征摘要】
1.一种刚构桥的抗震桥墩，其特征在于：包括由下向上依次连接的下抗震耗能段(1)、下强化过渡段(2)、一般墩身段(3)、上强化过渡段(4)和上抗震耗能段(5)，所述下抗震耗能段(1)的下端与桥墩承台(6)相连接，所述上强化过渡段(4)的上端与刚构桥的梁体(7)相连接，所述上抗震耗能段(5)包括由超高性能混凝土制成的上芯柱(51)和设置在所述上芯柱(51)外侧的上包覆层(52)，所述下抗震耗能段(1)包括由超高性能混凝土制成的下芯柱(11)和设置在所述下芯柱(11)外侧的下包覆层(12)，所述上包覆层(52)、下包覆层(12)、上强化过渡段(4)、下强化过渡段(2)和一般墩身段(3)均由普通混凝土浇筑而成。2.根据权利要求1所述的一种刚构桥的抗震桥墩，其特征在于：用于浇筑所述上强化过渡段(4)和下强化过渡段(2)的普通混凝土的强度大于用于浇筑所述上包覆层(52)和下包覆层(12)的普通混凝土的强度。3.根据权利要求1所述的一种刚构桥的抗震桥墩，其特征在于：所述下芯柱(11)的上端伸入所述下强化过渡段(2)，所述下芯柱(11)的下端伸入桥墩承台(6)；所述上芯柱(51)的上端伸入刚构桥的梁体(7)，所述上芯柱(51)的下端伸入上强化过渡段(4)。4.根据权利要求1所述的一种刚构桥的抗震桥墩，其特征在于：所述下包覆层(12)内设置有多个下包覆竖向钢筋(121)和用于将多个下包覆竖向钢筋(121)相连接的下包覆箍筋(122)，所述下强化过渡段(2)内设置有多个下过渡竖向钢筋(21)和用于将多个所述下过渡竖向钢筋(21)相连接的下过渡箍筋(22)，所述一般墩身段(3)内设置有多个墩身竖向钢筋(31)和用于将多个墩身竖向钢筋(31)相连接的墩身箍筋(32)，所述上强化过渡段(4)内设置有多个上过渡竖向钢筋(41)和用于将多个所述上过渡竖向钢筋(41)相连接的上过渡箍筋(42)，所述上包覆层(52)内设置有多个上包覆竖向钢筋(521)和用于将多个上包覆竖向钢筋(521)相连接的上包覆箍筋(522)；所述下过渡竖向钢筋(21)的下端伸入到所述下包覆层(12)内，所述上过渡竖向钢筋(41)的上端伸入到所述上包覆层(52)内，所述下包覆竖向钢筋(121)、下过渡竖向钢筋(21)、墩身竖向钢筋(31)、上过渡竖向钢筋(41)和上包覆竖向钢筋(521)依次一一对应连接。5.根据权利要求4所述的一种刚构桥的抗震桥墩，其特征在于：所述下包覆竖向钢筋(121)和与其相对应的下过渡竖向钢筋(21)构成可拆卸连接；所述上包覆竖向钢筋(521)和与其相对应的上过渡竖向钢筋(41)构成可拆卸连接。6.根据权利要求5所述的一种刚构桥的抗震桥墩，其特征在于：所述下包覆竖向钢筋(121)和与其相对应的下过渡竖向钢筋(21)通过下套筒(8)构成可拆卸连接，所述下套筒(8)的一端与下包覆竖向钢筋(121)构成螺纹连接，所述下套筒(8)的另一端与下过渡竖向钢筋(21)构成螺纹连接；所述上包覆竖向钢筋(521)和与其相对应的上过渡竖向钢筋(41)通过上套筒(9)构成可拆卸连接，所述上套筒(9)的一端与上包覆竖向钢筋(521)构成螺纹连接，所述上套筒(9)的另一端与上过渡竖向钢筋(41)构成螺纹连接。7.根据权利要求1所述的一种刚构桥的抗震桥墩，其特征在于：所述下芯柱(11)内设置有多个第一内竖向钢筋(111)和用于将多个第一内竖向钢筋(111)相连接的第一内箍筋(112)；所述上芯柱(51)内设置有多个第二内竖向钢筋(511)和用于将多个第二内竖向钢筋(511)相连接的第二内箍筋(512)。8.根据权利要求7所述的一种刚构桥的抗震桥墩，其特征在于：所述第一内竖向钢筋(111...

【专利技术属性】
技术研发人员：柴生波，张云龙，胡勇，
申请(专利权)人：西安科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61