一种钢管混凝土桥墩制造技术

本发明专利技术提供一种钢管混凝土桥墩，包括横梁、墩柱以及系梁，所述系梁包括系梁主体和系梁耗能组件，所述系梁主体包括第一钢管、第一软管内芯、第一混凝土以及的第一连接板，所述系梁耗能组件包括第二钢管、第二软钢内芯、第一PVP膜、第二混凝土以及第二连接板，所述第二连接板和对应的所述第一连接板之间通过螺栓固定连接。通过设置系梁，提高了桥梁双柱墩横桥向的强度和刚度，地震作用下，系梁先于桥墩发生屈服，形成塑性铰并耗散地震能量，延缓了桥墩的损伤破坏过程，抗震性能相对较好；同时由于各连接板通过螺栓实现固定连接，震后可迅速替换耗能组件，实现快速修复。

【技术实现步骤摘要】
一种钢管混凝土桥墩
本专利技术涉及一种桥墩结构，尤其是一种钢管混凝土桥墩。
技术介绍
国内外许多次地震都表明，桥梁结构作为交通生命线中的重要组成部分，对灾后急救和恢复重建意义重大。但是，传统的桥墩多采用钢筋混凝土结构形式，而钢筋混凝土桥墩自重大、延性差，施工难度大，施工周期长，修复难度大、成本高，在国内外历次强震下均破坏严重且难以快速修复，给震后抢险救灾造成极大困难以及巨大的间接损失，因此，实现桥梁的可恢复性有着重大的研究价值。随着中国现代城市的快速发展，互通立交以及高架桥越来越多，钢管混凝土桥墩的应用也越来越广泛。钢结构桥梁具有自重轻、承载能力高、抗震性能好等优点。易于工厂化制造、装配化施工，可缩短施工工期，改善现场作业条件；使施工安全性和质量得到有效控制，并使施工对城市生态环境和交通的影响减到最小。但是，现有的钢管混凝土桥墩形式在实际地震下易发生剪切破坏和超低周疲劳裂缝，震后很难修复或因修复时间很长而严重影响救灾和震后的应急和正常使用。有鉴于此，本申请人对钢管混凝土桥墩的结构进行了深入的研究，遂有本案产生。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种抗震性能相对较好且震后可快速修复的钢管混凝土桥墩。为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种钢管混凝土桥墩，包括横梁、两个以上位于所述横梁下方用于支撑所述横梁的墩柱以及连接在相邻两个所述墩柱之间的系梁，所述系梁包括水平布置的系梁主体和分别固定连接在所述系梁主体两端的系梁耗能组件，所述系梁主体包括第一钢管、穿插在所述第一钢管内的第一软管内芯、填充在所述第一钢管和所述第一软钢内芯之间的第一混凝土以及焊接在所述第一软钢内芯两端的第一连接板，所述系梁耗能组件包括第二钢管、穿插在所述第二钢管内的第二软钢内芯、覆盖在所述第二软钢内芯侧表面上的第一PVP膜、填充在所述第二钢管和所述第一PVP膜之间的第二混凝土以及焊接在所述第二软钢内芯一端的第二连接板，所述第二软钢内芯远离所述第二连接板的一端从所述第二钢管穿出并固定连接在对应的所述墩柱上，所述第二连接板和对应的所述第一连接板之间通过螺栓固定连接。作为本专利技术的一种改进，所述第二软钢内芯从所述第二钢管穿出的部位上设置有多个纵横布置的加强肋。作为本专利技术的一种改进，所述墩柱包括竖直布置的墩柱主体、固定连接在所述墩柱主体下端的墩柱耗能组件和固定连接在所述墩柱耗能组件下端的柱脚，所述墩柱主体包括第三钢管、穿插在所述第三钢管内的第三软钢内芯、填充在所述第三软钢内芯和所述第三钢管之间的第三混凝土以及焊接在所述第三软钢内芯下端的第三连接板，所述墩柱耗能组件包括第四钢管、穿插在所述第四钢管内的第四软钢内芯、覆盖在所述第四软钢内芯侧表面上的第二PVP膜、填充在所述第四钢管和所述第二PVP膜之间的第四混凝土以及焊接在所述第四软钢内芯两端的第四连接板，所述第四连接板和所述第三连接板或所述柱脚之间通过螺栓固定连接。作为本专利技术的一种改进，所述第一钢管、所述第二钢管、所述第三钢管和所述第四钢管都为方形钢管，所述第一软钢内芯、所述第二软钢内芯、所述第三软钢内芯和所述第四软钢内芯的都为H形软钢。作为本专利技术的一种改进，所述墩柱耗能组件的高度为所述墩柱主体的横截面的宽度的1-1.2倍。作为本专利技术的一种改进，所述第一钢管、所述第二钢管、所述第三钢管和所述第四钢管的壁厚相同，所述第一钢管和所述第二钢管的横截面的面积相同，所述第三钢管和所述第四钢管的横截面的面积相同，所述第一钢管的横截面的面积为所述第三钢管的横截面的面积的0.8倍。作为本专利技术的一种改进，所述第二混凝土和所述第四混凝土为延性混凝土。采用上述方案，本专利技术具有以下有益效果：1、通过设置系梁，提高了桥梁双柱墩横桥向的强度和刚度，地震作用下，系梁先于桥墩发生屈服，形成塑性铰并耗散地震能量，延缓了桥墩的损伤破坏过程，抗震性能相对较好；同时由于各连接板通过螺栓实现固定连接，震后可迅速替换耗能组件，实现快速修复。2、系梁和墩柱的各个组成部分可以在工厂内加工制作，现场仅需吊装，也可以以钢管外壁为模板现场浇筑，施工工期短，施工快捷，也可以大大加快地震与突发事故后的道路修复速度。3、系梁和墩柱的各个组成部分可实现设计标准化、制造工厂化、施工装配化，避免原材料制造及施工现场的环境污染，提高施工速度、缓解城市交通拥堵。说明书附图图1为本专利技术钢管混凝土桥墩的结构示意图，图中省略加强肋；图2为图1中A-A位置的截面示意图；图3为图1中B-B位置的截面示意图，图中省略螺栓；图4为本专利技术中加强肋的布置结构示意；图5为本专利技术加强肋另一视角的局部布置结构示意。图中标示对应如下：100-横梁；200-墩柱；210-墩柱主体；211-第三钢管；212-第三软钢内芯；213-第三混凝土；214-第三连接板；220-墩柱耗能组件；221-第四钢管；222-第四软钢内芯；224-第四混凝土；225-第四连接板；230-柱脚；300-系梁；310-系梁主体；311-第一钢管；312-第一软钢内芯；313-第一混凝土；314-第一连接板；320-系梁耗能组件；321-第二钢管；322-第二软钢内芯；324-第二混凝土；325-第二连接板；326-加强肋。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术做进一步的说明。如图1-图5所示，本实施例提供的钢管混凝土桥墩，包括横梁100、两个以上位于横梁100下方用于支撑横梁100的墩柱200以及连接在相邻两个墩柱200之间的系梁300，其中，墩柱200的数量可以根据实际需要进行设置，在本实施例中以墩柱200有两个为例进行说明。系梁300包括水平布置的系梁主体310和分别固定连接在系梁主体310两端的系梁耗能组件320，即系梁耗能组件320有两个。系梁主体310包括第一钢管311、穿插在第一钢管311内的第一软管内芯312、填充在第一钢管311和第一软钢内芯312之间的第一混凝土313以及焊接在第一软钢内芯312两端的第一连接板314，即第一连接板314有两个，两个第一连接板314同时抵顶在第一钢管311上，当然两个第一连接板314也可与第一钢管311焊接连接或通过高强度摩擦型螺栓连接，下文将会提及的各连接板和对应的钢管之间的连接结构与第一连接板314和第一钢管311之间的连接结构相同，将不再重复。优选的，第一连接板314以及下文将会提及的各连接板的周边都设置有锚栓孔，便于与对应的钢管连接。第一钢管311以及下文将会提及的各钢管都为普通钢管，其屈服强度高于第一软钢内芯312以及下文将会提及的各软钢内芯，即在本实施例中，各钢管的屈服强度高于各软钢内芯的屈服强度，这样可以防止地震时破坏由耗能组件的位置向主体的位置转移。第一混凝土313为常规的钢管混凝土桥墩中所使用的混凝土，其填满第一钢管311的内腔，需要说明的是，下文中提及的各混凝土也都填满对应的钢管的内腔。系梁耗能组件320包括第二钢管321、穿插在第二钢管321内的第二软钢内芯322、覆盖在第二软钢内芯322侧表面上的第一PVP膜(图中未示出)、填充在第二钢管321和第一PVP膜之间的第二混凝土324以及焊接在第二软钢内芯322朝向系梁主体310一端的第二连接板325，其中在第二软钢内芯322侧表面上覆盖第一PVP膜的作用是为了消除第二软钢内芯322和本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种钢管混凝土桥墩，包括横梁、两个以上位于所述横梁下方用于支撑所述横梁的墩柱以及连接在相邻两个所述墩柱之间的系梁，其特征在于，所述系梁包括水平布置的系梁主体和分别固定连接在所述系梁主体两端的系梁耗能组件，所述系梁主体包括第一钢管、穿插在所述第一钢管内的第一软管内芯、填充在所述第一钢管和所述第一软钢内芯之间的第一混凝土以及焊接在所述第一软钢内芯两端的第一连接板，所述系梁耗能组件包括第二钢管、穿插在所述第二钢管内的第二软钢内芯、覆盖在所述第二软钢内芯侧表面上的第一PVP膜、填充在所述第二钢管和所述第一PVP膜之间的第二混凝土以及焊接在所述第二软钢内芯一端的第二连接板，所述第二软钢内芯远离所述第二连接板的一端从所述第二钢管穿出并固定连接在对应的所述墩柱上，所述第二连接板和对应的所述第一连接板之间通过螺栓固定连接。

【技术特征摘要】
1.一种钢管混凝土桥墩，包括横梁、两个以上位于所述横梁下方用于支撑所述横梁的墩柱以及连接在相邻两个所述墩柱之间的系梁，其特征在于，所述系梁包括水平布置的系梁主体和分别固定连接在所述系梁主体两端的系梁耗能组件，所述系梁主体包括第一钢管、穿插在所述第一钢管内的第一软管内芯、填充在所述第一钢管和所述第一软钢内芯之间的第一混凝土以及焊接在所述第一软钢内芯两端的第一连接板，所述系梁耗能组件包括第二钢管、穿插在所述第二钢管内的第二软钢内芯、覆盖在所述第二软钢内芯侧表面上的第一PVP膜、填充在所述第二钢管和所述第一PVP膜之间的第二混凝土以及焊接在所述第二软钢内芯一端的第二连接板，所述第二软钢内芯远离所述第二连接板的一端从所述第二钢管穿出并固定连接在对应的所述墩柱上，所述第二连接板和对应的所述第一连接板之间通过螺栓固定连接。2.如权利要求1所述的钢管混凝土桥墩，其特征在于，所述第二软钢内芯从所述第二钢管穿出的部位上设置有多个纵横布置的加强肋。3.如权利要求1或2所述的钢管混凝土桥墩，其特征在于，所述墩柱包括竖直布置的墩柱主体、固定连接在所述墩柱主体下端的墩柱耗能组件和固定连接在所述墩柱耗能组件下端的柱脚，所述墩柱主体包括第三钢管、穿插在所述第三钢管内的第三软...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙伟，李卉，李海锋，
申请(专利权)人：华侨大学，
类型：发明
国别省市：福建,35