一种桥墩、桥梁结构、塔柱及施工方法技术

本发明专利技术公开一种桥墩、桥梁结构、塔柱及施工方法，其中桥墩包括顺次连接的底部桥墩段，中部桥墩段及上部桥墩段；底部桥墩段、中部桥墩段、上部桥墩段均包括外包钢筒、内钢筒，外包钢筒套在内钢筒外，外包钢筒和内钢筒之间竖向钢板连接，竖向钢板将外包钢筒和内钢筒之间的空腔分隔为若干个腔室；腔室内填充有钢筋混凝土；其中，底部桥墩段的内钢筒内填充有素混凝土或钢筋混凝土；中部桥墩段的内钢筒中空；上部桥墩段的外包钢筒和内钢筒之间的空腔为中空、或空腔内全部填充素混凝土或钢筋混凝土，局部填充素混凝土或钢筋混凝土。上述结构可广泛应用于大型桥梁，尤其适用于山区的大型桥梁建设。

A Bridge Pier, Bridge Structure, Tower Column and Construction Method

【技术实现步骤摘要】
一种桥墩、桥梁结构、塔柱及施工方法
本专利技术涉及一种桥墩、桥梁结构、塔柱及施工方法，特别涉及一种适用于对防爆抗震要求更高的大型桥梁结构。
技术介绍
众所周知，我国的西南地区地形结构复杂，主要以高原、山地为主，且多种自然灾害比如地震、泥石流、滑坡等频发地区，因此，陆上交通的建设和发展难度较大。近些年，随着高铁技术的迅速向西南地区发展，我国川藏线建设，伴随着高烈度、频发的地震挑战，同时对大型桥梁防爆也提出了更高的要求。桥墩对大型桥梁有着特殊重要的作用。如何找到一种既能高性能抗震又能高性能抗爆的桥墩及其桥梁结构有着重要的意义。
技术实现思路
基于上述技术问题，本专利技术提供了采用新型结构形式多腔钢管混凝土为基本单元形成的多腔钢管混凝土桥墩、塔柱，以及由多腔钢管混凝土桥墩、塔柱形成的新型桥梁结构，该新型结构解决了现有大型桥梁。为解决上述技术问题，本专利技术所采取的技术方案是：一方面，本申请提供一种桥墩，包括顺次连接的底部桥墩段，中部桥墩段及上部桥墩段；所述底部桥墩段、所述中部桥墩段、所述上部桥墩段均包括外包钢筒、内钢筒，所述外包钢筒套在所述内钢筒外，所述外包钢筒和所述内钢筒之间竖向钢板连接，所述竖向钢板将所述外包钢筒和所述内钢筒之间的空腔分隔为若干个腔室；所述腔室内填充有钢筋混凝土；其中，所述底部桥墩段的内钢筒内填充有素混凝土或钢筋混凝土；所述中部桥墩段的内钢筒中空；所述上部桥墩段的外包钢筒和所述内钢筒之间的空腔为中空、或空腔内全部填充素混凝土或钢筋混凝土，局部填充素混凝土或钢筋混凝土。进一步地，上述桥墩还包括桥墩顶端，桥墩顶端包括外包钢筒和内钢筒，所述外包钢筒和所述内钢筒之间有横向钢板封堵，桥墩顶端的内钢筒顶部有盖板，所述盖板为带加劲肋的钢板，钢筋混凝土盖板，钢-混凝土组合盖板，或者钢-钢筋混凝土组合盖板，盖板设置有加劲肋梁。进一步地，所述底部桥墩段的外周设置有钢筋混凝土保护圈。进一步地，所述外包钢筒为若干个钢板围合而成或由型钢拼合而成。进一步地，所述内钢筒内部有至少一个横隔板和/或纵向隔板，横隔板上开有洞口。第二方面，本申请提供一种由上述桥墩形成的桥梁结构，包括台座，若干根连系梁，所述至少一个桥墩支撑在所述连系梁底部，两者之间刚性连接或者有弹性的隔震支座，当桥墩为两个及以上时，所述连系梁和所述桥墩之间形成横向框架。进一步地，连系梁为钢筋混凝土梁或、钢骨混凝土梁、钢梁或外包钢板混凝土梁。所述横向框架之间设置有屈曲约束支撑或者钢板剪力墙、约束钢板剪力墙。第三方面，本申请提供一种塔柱，包括顺次连接的底部塔柱段，中部塔柱段及上部塔柱段；所述底部塔柱段、所述中部塔柱段、所述上部塔柱段均包括外包钢筒和内钢筒，所述外包钢筒套在所述内钢筒外，所述外包钢筒和所述内钢筒之间竖向钢板连接，所述竖向钢板将所述外包钢筒和所述内钢筒之间的空腔分隔为若干个腔室；所述腔室内填充有钢筋混凝土；其中，所述底部塔柱段的内钢筒内填充有素混凝土或混凝土；所述中部塔柱段的内钢筒中空；所述上部柱段的外包钢筒和所述内钢筒之间的空腔为中空、或空腔内全部填充素混凝土或钢筋混凝土，局部填充素混凝土或钢筋混凝土。第四方面，本申请还提供一种由上述塔柱形成的一种斜拉桥梁结构，包括主梁，其特征在于，还包括所述的塔柱以及拉索，所述主梁连接在所述塔柱中部并向所述塔柱两侧延展，所述拉索自所述塔柱侧面像所述主梁斜向延伸，所述塔柱与所述拉索连接位置的空腔内设置有横向内隔板。第五方面，本申请还提供一种由上述塔柱形成的悬索桥梁结构，包括主梁，还包括上述的塔柱、弧形主索、斜向拉索和吊杆，所述主梁连接在所述塔柱中部并向所述塔柱两侧延展，所述拉索自所述塔柱侧面像所述主梁斜向延伸，所述弧形主索设置在相邻塔柱之间，所述弧形主索通过竖向设置的吊杆与所述主梁连接，所述斜向拉索自所述塔柱外侧向所述主梁两端延伸；所述塔柱与所述弧形主索和斜向拉索连接位置的空腔内设置有横向内隔板。第六方面，本申请还提供一种一种悬索斜拉组合桥梁结构，包括主梁，还包括上述的塔柱、弧形主索、第一斜向拉索、第二斜向拉索和吊杆，所述主梁连接在所述塔柱中部并向所述塔柱两侧延展，所述弧形主索设置在相邻塔柱之间，所述弧形主索通过竖向设置的吊杆与所述主梁连接，所述第一斜向拉索自所述塔柱外侧向所述主梁两端延伸；所述第二斜向拉索自所述塔柱两侧向所述主梁延伸；所述塔柱与所述弧形主索、第一斜向拉索、第二斜向拉索连接位置的空腔内设置有横向内隔板。第六方面，一种桥墩的施工方法，其包括如下步骤，步骤一，在工厂分块切割为内管钢板、外管钢板、竖向连接钢板、横向钢隔板；步骤二，把钢板加工到预定形状，在竖向连接钢板、横向钢隔板等钢板上开洞；步骤三，把上述钢板焊接到一起，制成钢板模块，可根据设计需要分成N个内钢筒模块和M个外钢筒模块，所述N≥1,M≥1；步骤四，把内钢筒模块和外钢筒模块运送到施工现场；步骤五，把内钢筒模块现场焊接成内钢筒，外钢筒模块现场焊接成外钢筒；步骤六，外钢筒和内钢筒之间的腔室内放置钢筋笼；步骤七，外钢筒和内钢筒之间的腔室内浇筑混凝土，或者用压力注浆管注入混凝土，把混凝土从底向上顶升浇筑，或者从上至下浇筑混凝土，并振捣；步骤八，养护混凝土到预定强度，使外钢筒、钢筋笼、混凝土和内钢筒形成整体；步骤九，重复步骤五至步骤八施工到顶部之后，施工顶部的盖板。采用上述技术方案所产生的有益效果在于：1、该桥墩的外钢管与内钢管通过竖向连接钢板连接到一起，构成钢管混凝土结构，可有效提高传统钢管混凝土的受力性能。混凝土处于核心，受到内钢管和外侧钢管所组成的空间钢管的极强约束作用，可以较大幅度提高内筒混凝土的抗压承载力；竖向连接板减少了钢板的支撑长度，可以有效提高钢管的受力性能。多个腔体有利于混凝土浇筑，有利于减少混凝土的收缩和徐变。巨柱变形小，应变小，承载力高。可以有效提升抗震、抗爆、抗船、汽车撞击能力。2、中部桥墩段内部腔体为空的，或者局部浇筑混凝土，可以有效减轻桥墩自重。同时有效保证抗爆、抗震能力。3、通过在内钢管内部有一个以上横隔板和/或纵向隔板，横隔板上开有洞口可以提升钢管混凝土桥墩的抗局部爆炸能力。4、桥墩顶部的内钢管顶部有盖板，盖板为带加劲肋的钢板，钢筋混凝土盖板，钢-混凝土组合盖板，或者钢-钢筋混凝土组合盖板，盖板可以带加劲肋梁。5、上述结构提升桥墩的整体性能，传递顶部传来的汽车或火车或地震传来的横向力，可以放置桥梁支座等防火、防爆上能力强，有多道防线，外层钢管失去承载力，内层钢管及钢筋混凝土仍然有较强的承载力。6、桥墩底部为外部混凝土或者外包钢筋混凝土，防止船舶/石头/汽车对桥墩主体结构的撞击、洪水冲刷，便于更换和维护。综上所述，本申请提供的桥墩结构及其形成的桥梁结构，可广泛应用于大型桥梁，尤其适用于我国西部地区山区的桥梁建设，其具有高抗震性能及抗爆性能，且施工便捷，相对于现有的桥梁技术造价低，施工效率高。除了上面所描述的目的，特征和优点之外，本专利技术具有的其他目的、特征、优点，将结合附图做进一步详细说明。附图说明图1是本专利技术的桥墩立面剖视图；图2是桥墩底部外周设置有保护圈的立面剖视图；图3是底部桥墩剖视图一；图4是底部桥墩剖视图二；图5是中部桥墩剖视图一；图6是上部桥墩剖视图一；图7是上部桥墩剖视图二；图8是上部桥墩剖视图三；图9是钢筋混凝土本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种桥墩，其特征在于：包括顺次连接的底部桥墩段，中部桥墩段及上部桥墩段；所述底部桥墩段、所述中部桥墩段、所述上部桥墩段均包括外包钢筒、内钢筒，所述外包钢筒套在所述内钢筒外，所述外包钢筒和所述内钢筒之间竖向钢板连接，所述竖向钢板将所述外包钢筒和所述内钢筒之间的空腔分隔为若干个腔室；所述腔室内填充有钢筋混凝土；其中，所述底部桥墩段的内钢筒内填充有素混凝土或钢筋混凝土；所述中部桥墩段的内钢筒中空；所述上部桥墩段的外包钢筒和所述内钢筒之间的空腔为中空、或空腔内全部填充素混凝土或钢筋混凝土，局部填充素混凝土或钢筋混凝土。

【技术特征摘要】
1.一种桥墩，其特征在于：包括顺次连接的底部桥墩段，中部桥墩段及上部桥墩段；所述底部桥墩段、所述中部桥墩段、所述上部桥墩段均包括外包钢筒、内钢筒，所述外包钢筒套在所述内钢筒外，所述外包钢筒和所述内钢筒之间竖向钢板连接，所述竖向钢板将所述外包钢筒和所述内钢筒之间的空腔分隔为若干个腔室；所述腔室内填充有钢筋混凝土；其中，所述底部桥墩段的内钢筒内填充有素混凝土或钢筋混凝土；所述中部桥墩段的内钢筒中空；所述上部桥墩段的外包钢筒和所述内钢筒之间的空腔为中空、或空腔内全部填充素混凝土或钢筋混凝土，局部填充素混凝土或钢筋混凝土。2.根据权利要求1所述的桥墩，其特征在于：还包括桥墩顶端，桥墩顶端包括外包钢筒和内钢筒，所述外包钢筒和所述内钢筒之间填充有素混凝土、钢筋混凝土或中空，顶部有横向钢板封堵，桥墩顶端的内钢筒顶部有盖板，所述盖板为带加劲肋的钢板，钢筋混凝土盖板，钢-混凝土组合盖板，或者钢-钢筋混凝土组合盖板，盖板设置有加劲肋梁。3.根据权利要求1所述的桥墩，其特征在于：所述底部桥墩段的外周设置有钢筋混凝土保护圈。4.根据权利要求1所述的桥墩，其特征在于：所述外包钢筒为若干个钢板围合而成或由型钢拼合而成。5.根据权利要求1所述的桥墩，其特征在于：所述内钢筒内部有至少一个横隔板和/或纵向隔板，横隔板上开有洞口。6.一种桥梁结构，包括台座，若干根连系梁，其特征在于，还包括权利要求1至5任意一项所述的桥墩，所述至少一个桥墩支撑在所述连系梁底部，两者之间刚性连接或者有弹性的隔震支座，当桥墩为两个及以上时，所述连系梁和所述桥墩之间形成横向框架。7.根据权利要求6所述的桥梁结构，其特征在于，所述连系梁为钢筋混凝土梁或、钢骨混凝土梁、钢梁或外包钢板混凝土梁。8.如权利要求6或7所述的一种桥梁结构，其特征在于：所述横向框架之间设置有屈曲约束支撑或者钢板剪力墙、约束钢板剪力墙。9.如权利要求6或7所述的一种桥梁结构，其特征在于：所述外包钢筒内壁、内钢筒内壁、竖向钢板、横隔板和/或纵向隔板上设置有抗剪栓钉。10.一种塔柱，包括顺次连接的底部塔柱段，中部塔柱段及上部塔柱段；所述底部塔柱段、所述中部塔柱段、所述上部塔柱段均包括外包钢筒和内钢筒，所述外包钢筒套在所述内钢筒外，所述外包钢筒和所述内钢筒之间竖向钢板连接，所述竖向钢板将所述外包钢筒和所述内钢筒之间的空腔分隔为若干个腔室；所...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚攀峰，
申请(专利权)人：姚攀峰，
类型：发明
国别省市：北京,11