一种钢-混凝土组合装配式桥梁排架墩体系制造技术

一种钢‑混凝土组合装配式桥梁排架墩体系，包括桩基础、桩基础上面的空心钢管混凝土双柱墩、双柱墩之间的工字钢横系梁、双柱墩顶端的钢盖梁、钢盖梁上表面的支座及支座上面的主梁。空心钢管混凝土双柱墩由内、外层圆形同轴的不锈钢管及夹层素混凝土组成，矮墩整体预制，高墩分下节段、中节段和上节段进行节段预制；钢盖梁由矩形截面的不锈钢管、体内预应力钢筋和素混凝土整体预制。预制墩柱与桩基础连接处局部现浇，各节段间局部嵌套，且各连接处都进行焊接及螺栓连接。本实用新型专利技术采用的是双柱式桥梁排架墩抗震体系，亦可用于多柱式排架墩体系。所述排架墩体系属于桥梁工程领域，施工便捷、绿色环保。

A bent pier system of steel-concrete composite assembled bridge

The utility model relates to a bent pier system of a steel \u2011 concrete composite assembled bridge, which comprises a pile foundation, a hollow steel tube concrete double column pier on the pile foundation, an I-steel transverse tie beam between the double column piers, a steel cap beam at the top of the double column pier, a support on the upper surface of the steel cap beam and a main beam on the support. The hollow concrete-filled steel tube double column pier is composed of inner and outer circular coaxial stainless steel pipes and sandwich plain concrete. The short pier is prefabricated as a whole, and the high pier is prefabricated in sections of lower section, middle section and upper section; the steel cover beam is prefabricated as a whole by stainless steel pipes with rectangular section, internal prestressed reinforcement and plain concrete. The connection between prefabricated pier column and pile foundation is locally cast-in-place, and each section is locally nested, and each connection is welded and bolted. The utility model adopts a double column bridge bent pier seismic system, and can also be used for a multi column bent pier system. The bent pier system belongs to the field of bridge engineering, with convenient construction and environmental protection.

【技术实现步骤摘要】
一种钢-混凝土组合装配式桥梁排架墩体系
本技术涉及桥梁结构体系，特别涉及一种新型的钢-混凝土组合装配式桥梁排架墩体系，属于桥梁工程领域。
技术介绍
现有桥梁排架墩结构体系，一般由直立于桩基础上的墩柱、固定在墩柱上方的盖梁和设置在墩柱之间的横系梁组成，且墩柱、盖梁和横系梁都为钢筋混凝土构件，这样的结构在地震中表现出了严重的震害问题，如混凝土压溃剥落、钢筋屈曲外露等，一般通过改善混凝土和钢筋的性能或者增大构件尺寸来提升排架墩结构的抗震能力，而很少通过对结构体系做出改进和优化来提高排架墩结构的抗震性能。传统的桥梁排架墩结构采用现场浇筑的施工方法，表现出施工速度慢、耗时费工、质量不佳、环境污染和结构抗震性能不足等问题。随着我国经济的快速发展，预制节段拼装技术在我国桥梁工程领域表现出了施工便捷、效率高、质量好、绿色环保等良好的发展前景，但目前主要应用于桥梁上部结构，在桥梁下部结构中的应用很少且技术有限。桥梁排架墩结构进行预制节段拼装时，预制墩柱与承台之间、预制墩柱与盖梁之间、预制墩柱与横系梁之间以及预制墩柱节段与节段之间如何连接，是影响预制节段拼装排架墩结构体系抗震性能的关键所在。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种钢-混凝土组合装配式桥梁排架墩体系。本技术是一种钢-混凝土组合装配式桥梁排架墩体系，包括：桩基础1、桩柱2、承台3、地系梁4、外环形钢板5、预留钢筋笼6、空心钢管混凝土双柱墩7、外钢管8、内钢管9、内环形钢板10、素混凝土11、钢盖梁12、预应力钢筋13、工字钢横系梁14、钢板挡块15、钢板垫石16、高强螺栓扣17、支座21、主梁22，桩基础1在桩柱2的基础上分两种情况：一种是有承台3无地系梁4，一种是有地系梁4无承台3；桩基础1、桩柱2、承台3、地系梁4均采用整体现浇形式进行现场浇筑；在桩柱2或承台3顶端均设置连接桩基础1顶端与空心钢管混凝土双柱墩7墩底的预留钢筋笼6；预留钢筋笼6由环形十字对称排放的预留主筋18分内外双层或多层同心布置，用环形箍筋19固定绑扎；预留钢筋笼6的直径在内钢管9的直径以内；预埋在桩柱2或承台3顶面以下的预留钢筋笼6下半段用十字交叉的构造钢筋20分上下多层固定在桩柱2或承台3中的主筋上，预留主筋18、环形箍筋19与构造钢筋20的各交点分别绑扎固定，与桩柱2轴线重合的预留主筋18绑扎在构造钢筋20的十字交点处；预留钢筋笼6在桩柱2或承台3顶面以上的上半段伸在内钢管9底部，内钢管9底部现场浇筑一定高度的素混凝土11，其上保持中空；空心钢管混凝土双柱墩7的两根墩柱均为整体预制或分节段预制拼装式墩柱，由外钢管8、内钢管9及夹层素混凝土11组成；外钢管8与内钢管9均是圆形截面，内钢管9内含于外钢管8，且两者的竖轴线重合，外钢管8与内钢管9之间灌注素混凝土11；采用焊接和高强螺栓扣17将空心钢管混凝土双柱墩7墩底外钢管8底端与桩柱2或承台3顶端预埋的外环形钢板5连接一起；空心钢管混凝土双柱墩7的两根墩柱有两种预制形式，一是矮墩墩柱采用无节段整体预制，二是高墩墩柱分为下节段7-1、中节段7-2和上节段7-3，其中，中节段7-2可视墩高情况再分为子节段；各节段除下节段7-1以外，中节段7-2、上节段7-3及各子节段的底端均预制成倒“凸”字形，凸出部分的外径等于内钢管9的直径；各节段之间采用嵌套、焊接及高强螺栓扣17连接；钢盖梁12由不锈钢的钢槽12-1、剪力钉12-2、顶板12-3、锚具12-4、钢板挡块15和钢板垫石16，以及预应力钢筋13和素混凝土11整体预制而成；其中，钢槽12-1由五块不锈钢板焊接而成，上面开口，横断面为矩形，在钢槽12-1底板上沿纵向布置钢板剪力钉12-2，顶板12-3为不锈钢板；预应力钢筋13布置在钢槽12-1内底部，两端通过锚具12-4分别锚固在钢盖梁12梁端外表面；钢盖梁12梁端上表面设置单层钢板挡块15；主梁支座位置处设置钢板垫石16）；整个结构体系为：在桩基础1顶端设置预留钢筋笼6，即预留钢筋笼6的下半段预埋于桩柱2或承台3中，上半段伸出桩柱2或承台3顶面；将采用整体预制或分节段预制好的空心钢管混凝土双柱墩7的两根墩柱分别与桩基础1拼装组合在一起；将预制好的钢盖梁12定在空心钢管混凝土双柱墩7墩顶；将工字钢横系梁14通过焊接的方式固定在空心钢管混凝土双柱墩7之间。本技术的有益之处是：能够解决传统桥梁排架墩结构存在诸多问题，通过对桥梁排架墩的结构体系及制作方式进行优化，以改善桥梁排架墩结构的诸多不足，提高其抗震能力。具有施工便捷、绿色环保、弯、抗剪及抗扭性能好的优点，可有效地提高桥梁排架墩结构的整体抗震性能，达到在大震中损伤较轻、满足应急运营或可修的设计目的。本技术可用于新建桥梁排架墩结构抗震设计或既有桥梁排架墩结构抗震加固。附图说明图1为本技术的桥梁双柱式排架墩结构体系整体示意图（单桩式），图2为本技术的桥梁双柱式排架墩结构体系整体示意图（群桩-承台式），图3为本技术的预制空心钢管混凝土双柱墩及其与单桩的局部连接构造图，图4为本技术的预制空心钢管混凝土双柱墩及其与承台的局部连接构造图，图5为本技术的空心钢管混凝土双柱墩墩柱的预制节段拼装示意图，图5是图6的俯视图，图6为本技术的空心钢管混凝土双柱墩墩柱的预制节段拼装示意图，图7为本技术的预制钢盖梁及其与墩柱局部连接构造图，图8为本技术的高强螺栓扣示意图。附图标记及对应名称为：1、桩基础；2、桩柱；3、承台；4、地系梁；5、环形钢板；6、预留钢筋笼；7、空心钢管混凝土双柱墩7-1、下节段；7-2、中节段；7-3、上节段）；8、外钢管；9、内钢管；10、环形钢板；11、素混凝土；12、钢盖梁（12-1、钢槽；12-2、剪力钉；12-3、顶板；12-4、锚具）；13、预应力钢筋；14、工字钢横系梁；15、钢板挡块；16、钢板垫石；17、高强螺栓扣；18、预留主筋；19、环形箍筋；20、构造钢筋；21、支座；22、主梁；23、桩柱主筋。具体实施方式如图1~图8所示，本技术是一种钢-混凝土组合装配式桥梁排架墩体系，包括：桩基础1、桩柱2、承台3、地系梁4、外环形钢板5、预留钢筋笼6、空心钢管混凝土双柱墩7、外钢管8、内钢管9、内环形钢板10、素混凝土11、钢盖梁12、预应力钢筋13、工字钢横系梁14、钢板挡块15、钢板垫石16、高强螺栓扣17、支座21、主梁22，桩基础1在桩柱2的基础上分两种情况：一种是有承台3无地系梁4，一种是有地系梁4无承台3；桩基础1、桩柱2、承台3、地系梁4均采用整体现浇形式进行现场浇筑；在桩柱2或承台3顶端均设置连接桩基础1顶端与空心钢管混凝土双柱墩7墩底的预留钢筋笼6；预留钢筋笼6由环形十字对称排放的预留主筋18分内外双层（或多层）同心布置，用环形箍筋19固定绑扎；预留钢筋笼6的直径在内钢管9的直径以内。预埋在桩柱2或承台3顶面以下的预留钢筋笼6下半段用十字交叉的构造钢筋20分上下多层固定在桩柱2或承台3中的主筋上，预留主筋18、环形箍筋19与构造钢筋20的各交点分别绑扎固定，与桩柱2轴线重合的预留主筋18绑扎在构造钢筋20的十字交点处。预留钢筋笼6在桩柱2或承台3顶面以上的上半段伸在内钢管9底部，内钢管9底部现场浇本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种钢‑混凝土组合装配式桥梁排架墩体系，包括：桩基础（1）、桩柱（2）、承台（3）、地系梁（4）、外环形钢板（5）、预留钢筋笼（6）、空心钢管混凝土双柱墩（7）、外钢管（8）、内钢管（9）、内环形钢板（10）、素混凝土（11）、钢盖梁（12）、预应力钢筋（13）、工字钢横系梁（14）、钢板挡块（15）、钢板垫石（16）、高强螺栓扣（17）、支座（21）、主梁（22），其特征在于：桩基础（1）在桩柱（2）的基础上分两种情况：一种是有承台（3）无地系梁（4），一种是有地系梁（4）无承台（3）；桩基础（1）、桩柱（2）、承台（3）、地系梁（4）均采用整体现浇形式进行现场浇筑；在桩柱（2）或承台（3）顶端均设置连接桩基础（1）顶端与空心钢管混凝土双柱墩（7）墩底的预留钢筋笼（6）；预留钢筋笼（6）由环形十字对称排放的预留主筋（18）分内外双层或多层同心布置，用环形箍筋（19）固定绑扎；预留钢筋笼（6）的直径在内钢管（9）的直径以内；预埋在桩柱（2）或承台（3）顶面以下的预留钢筋笼（6）下半段用十字交叉的构造钢筋（20）分上下多层固定在桩柱（2）或承台（3）中的主筋上，预留主筋（18）、环形箍筋（19）与构造钢筋（20）的各交点分别绑扎固定，与桩柱（2）轴线重合的预留主筋（18）绑扎在构造钢筋（20）的十字交点处；预留钢筋笼（6）在桩柱（2）或承台（3）顶面以上的上半段伸在内钢管（9）底部，内钢管（9）底部现场浇筑一定高度的素混凝土（11），其上保持中空；空心钢管混凝土双柱墩（7）的两根墩柱均为整体预制或分节段预制拼装式墩柱，由外钢管（8）、内钢管（9）及夹层素混凝土（11）组成；外钢管（8）与内钢管（9）均是圆形截面，内钢管（9）内含于外钢管（8），且两者的竖轴线重合，外钢管（8）与内钢管（9）之间灌注素混凝土（11）；采用焊接和高强螺栓扣（17）将空心钢管混凝土双柱墩（7）墩底外钢管（8）底端与桩柱（2）或承台（3）顶端预埋的外环形钢板（5）连接一起；空心钢管混凝土双柱墩（7）的两根墩柱有两种预制形式，一是矮墩墩柱采用无节段整体预制，二是高墩墩柱分为下节段（7‑1）、中节段（7‑2）和上节段（7‑3），其中，中节段（7‑2）可视墩高情况再分为子节段；各节段除下节段（7‑1）以外，中节段（7‑2）、上节段（7‑3）及各子节段的底端均预制成倒“凸”字形，凸出部分的外径等于内钢管（9）的直径；各节段之间采用嵌套、焊接及高强螺栓扣（17）连接；钢盖梁（12）由不锈钢的钢槽（12‑1）、剪力钉（12‑2）、顶板（12‑3）、锚具（12‑4）、钢板挡块（15）和钢板垫石（16），以及预应力钢筋（13）和素混凝土（11）整体预制而成；其中，钢槽（12‑1）由五块不锈钢板焊接而成，上面开口，横断面为矩形，在钢槽（12‑1）底板上沿纵向布置钢板剪力钉（12‑2），顶板（12‑3）为不锈钢板；预应力钢筋（13）布置在钢槽（12‑1）内底部，两端通过锚具（12‑4）分别锚固在钢盖梁（12）梁端外表面；钢盖梁（12）梁端上表面设置单层钢板挡块（15）；主梁支座位置处设置钢板垫石（16）；整个结构体系为：在桩基础（1）顶端设置预留钢筋笼（6），即预留钢筋笼（6）的下半段预埋于桩柱（2）或承台（3）中，上半段伸出桩柱（2）或承台（3）顶面；将采用整体预制或分节段预制好的空心钢管混凝土双柱墩（7）的两根墩柱分别与桩基础（1）拼装组合在一起；将预制好的钢盖梁（12）固定在空心钢管混凝土双柱墩（7）墩顶；将工字钢横系梁（14）通过焊接的方式固定在空心钢管混凝土双柱墩（7）之间。...

【技术特征摘要】
1.一种钢-混凝土组合装配式桥梁排架墩体系，包括：桩基础（1）、桩柱（2）、承台（3）、地系梁（4）、外环形钢板（5）、预留钢筋笼（6）、空心钢管混凝土双柱墩（7）、外钢管（8）、内钢管（9）、内环形钢板（10）、素混凝土（11）、钢盖梁（12）、预应力钢筋（13）、工字钢横系梁（14）、钢板挡块（15）、钢板垫石（16）、高强螺栓扣（17）、支座（21）、主梁（22），其特征在于：桩基础（1）在桩柱（2）的基础上分两种情况：一种是有承台（3）无地系梁（4），一种是有地系梁（4）无承台（3）；桩基础（1）、桩柱（2）、承台（3）、地系梁（4）均采用整体现浇形式进行现场浇筑；在桩柱（2）或承台（3）顶端均设置连接桩基础（1）顶端与空心钢管混凝土双柱墩（7）墩底的预留钢筋笼（6）；预留钢筋笼（6）由环形十字对称排放的预留主筋（18）分内外双层或多层同心布置，用环形箍筋（19）固定绑扎；预留钢筋笼（6）的直径在内钢管（9）的直径以内；预埋在桩柱（2）或承台（3）顶面以下的预留钢筋笼（6）下半段用十字交叉的构造钢筋（20）分上下多层固定在桩柱（2）或承台（3）中的主筋上，预留主筋（18）、环形箍筋（19）与构造钢筋（20）的各交点分别绑扎固定，与桩柱（2）轴线重合的预留主筋（18）绑扎在构造钢筋（20）的十字交点处；预留钢筋笼（6）在桩柱（2）或承台（3）顶面以上的上半段伸在内钢管（9）底部，内钢管（9）底部现场浇筑一定高度的素混凝土（11），其上保持中空；空心钢管混凝土双柱墩（7）的两根墩柱均为整体预制或分节段预制拼装式墩柱，由外钢管（8）、内钢管（9）及夹层素混凝土（11）组成；外钢管（8）与内钢管（9）均是圆形截面，内钢管（9）内含于外钢管（8），且两者的竖轴线重合，外钢管（8）与内钢管（9）之间灌注素混凝土（11）；采用焊接和高强螺栓扣（17）将空心钢管混凝土双柱墩（7）墩底外钢管（8）底端与桩柱（2）或承台（3）顶端预埋的外环形钢板（5）连接一起；空心钢管混凝土双柱墩（7）的两根墩柱有两种预制形式，一是矮墩墩柱采用无节段整体预制，二是高墩墩柱分为下节段（7-1）、中节段（7-2）和上节段（7-3），其中，中节段（7-2）可视墩高情况再分为子节段；各节段除下节段（7-1）以外，中节段（7-2）、上节段（7-3）及各子节段的底端均预制成倒“凸”字形，凸出部分的外径等于内钢管（9）的直径；各节段之间采用嵌套、焊接及高强螺栓扣（17）连接；钢盖梁（12）由不锈钢的钢槽（12-1）、剪力钉（12-2）、顶板（12-3）、锚具（12-4）、钢板挡块（15）和钢板垫石（16），以及预应力钢筋（13）和素混凝土（11）整体预制而成；其中，钢槽（12-1）由五块不锈钢板焊接而成，上面开口，横断面为矩形，在钢槽（12-1）底板上沿纵向布置钢板剪力钉（12-2），顶板（12-3）为不锈钢板；预应力钢筋（13）布置在钢槽（12-1）内底部，两端通过锚具（12-4）分别...

【专利技术属性】
技术研发人员：石岩，李军，秦洪果，钟正午，王玉玲，沈浩浩，马小科，
申请(专利权)人：兰州理工大学，
类型：新型
国别省市：甘肃,62