一种自复位圆钢管约束钢筋混凝土桥墩的外包式柱脚节点制造技术

本发明专利技术公开了一种自复位圆钢管约束钢筋混凝土桥墩的外包式柱脚节点，包括柱圆钢管、SMA棒材、去粘结层、基础和外包钢筋混凝土层。柱圆钢管下端设置有基础，柱钢筋笼设置到柱圆钢管内，柱钢筋笼的纵筋通过套筒与SMA棒材连接，SMA棒材上套设有去粘结层，SMA棒材通过套筒与基础预埋纵筋连接。外包钢筋混凝土层包裹在柱圆钢管的外表面，外包钢筋混凝土层内的外包钢筋笼的下端预埋到基础内。SMA棒材传力明确，震后变形可恢复，便于震后救灾工作开展。钢管可为核心混凝土提供约束作用，提高核心混凝土强度和变形能力。外包钢筋混凝土层可局部提高柱脚处承载力和刚度，防止水渗入腐蚀钢管，且可作为防撞层，地震作用下损伤后仅需局部替换外包层混凝土。

A kind of external column base joint of reinforced concrete pier restrained by self restoring circular steel tube

【技术实现步骤摘要】
一种自复位圆钢管约束钢筋混凝土桥墩的外包式柱脚节点
本专利技术涉及建筑结构领域，具体涉及一种自复位圆钢管约束钢筋混凝土桥墩的外包式柱脚节点。
技术介绍
桥梁系统是交通运输体系的重要组成部分，对于国家经济发展具有重要意义，尤其在地震作用下，桥梁需保证其运输功能，协助救灾和灾后重建工作的展开。桥墩作为重要耗能构件，应具备良好的耗能能力。钢管混凝土桥墩具有承载力高、延性好、耐火性能优异等优势。但其柱脚节点施工较复杂，采用端承式柱脚时端板较厚、焊接量大、安装精度要求较高，节点刚度不易满足刚性节点要求；埋入式柱脚时其埋置深度较大，增大了施工难度，且埋置钢管会影响基础钢筋的布置。此外，地震作用下，柱脚节点会产生残余变形，修复较困难，且损伤较大时会影响桥梁正常使用。鉴于此，需要一种受力可靠、构造简单、便于修复的柱脚节点。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种构造简单、传力可靠、可实现桥墩柱的自复位和可修复功能的外包式柱脚节点。为实现本专利技术目的而采用的技术方案是这样的，一种自复位圆钢管约束钢筋混凝土桥墩的外包式柱脚节点，包括柱圆钢管、柱钢筋笼、SMA棒材、去粘结层、基础和外包钢筋混凝土层。所述柱钢筋笼、SMA棒材和去粘结层均设置在柱圆钢管内，柱钢筋笼的截面呈圆形。所述柱钢筋笼包括若干柱纵筋Ⅰ、若干柱箍筋和两根柱纵筋Ⅱ，两根柱纵筋Ⅱ之间的距离与柱钢筋笼的直径相等。每根所述柱纵筋Ⅰ的下端通过套筒Ⅰ与SMA棒材连接，每根SMA棒材上套设有去粘结层。所述柱圆钢管的下方设置有基础，基础内预埋有基础预埋钢筋笼，基础预埋钢筋笼包括若干基础预埋纵筋和若干基础预埋箍筋。若干所述基础预埋纵筋伸出基础的上表面。每根所述SMA棒材的下端通过套筒Ⅰ与基础预埋纵筋连接。每根所述柱纵筋Ⅱ通过套筒Ⅱ与基础预埋纵筋连接。所述柱圆钢管内填充有柱混凝土Ⅰ和柱混凝土Ⅱ，柱混凝土Ⅱ的上端与柱混凝土Ⅰ连接，下端与基础的上表面连接。所述柱钢筋笼的下端、若干套筒Ⅰ、两个套筒Ⅱ、若干去粘结层和基础预埋钢筋笼的上端均位于柱混凝土Ⅱ内。所述外包钢筋混凝土层包裹在柱圆钢管的外表面，外包钢筋混凝土层内设置有外包钢筋笼，外包钢筋笼包括若干外包层纵筋和若干外包层箍筋，若干外包层纵筋的下端预埋到基础内。一种自复位圆钢管约束钢筋混凝土桥墩的外包式柱脚节点，包括柱圆钢管、柱钢筋笼、SMA棒材、去粘结层和基础。所述柱钢筋笼、SMA棒材和去粘结层均设置在柱圆钢管内，柱钢筋笼包括若干柱纵筋Ⅰ和若干柱箍筋。每根所述柱纵筋Ⅰ的下端通过套筒Ⅰ与SMA棒材连接，每根SMA棒材上套设有去粘结层。所述柱圆钢管的下方设置有基础，基础内预埋有基础预埋钢筋笼，基础预埋钢筋笼包括若干基础预埋纵筋和若干基础预埋箍筋。若干所述基础预埋纵筋伸出基础的上表面。每根所述SMA棒材的下端通过套筒Ⅰ与基础预埋纵筋连接。所述柱圆钢管内填充有柱混凝土Ⅰ和柱混凝土Ⅱ，柱混凝土Ⅱ的上端与柱混凝土Ⅰ连接，下端与基础的上表面连接。所述柱钢筋笼的下端、若干套筒Ⅰ、若干去粘结层和基础预埋钢筋笼的上端均位于柱混凝土Ⅱ内。所述外包钢筋混凝土层包裹在柱圆钢管的外表面，外包钢筋混凝土层，外包钢筋混凝土层内部设置有外包钢筋笼，外包钢筋笼包括若干外包层纵筋和若干外包层箍筋，若干外包层纵筋的下端预埋到基础内。进一步，所述柱混凝土Ⅱ为塑性铰区的混凝土，柱混凝土Ⅱ为普通混凝土或ECC。进一步，所述柱圆钢管的外径为D，所述柱混凝土Ⅱ的高度为D，D＞0。所述SMA棒材的长度为L，0.2D≤L≤0.5D。所述SMA棒材单根轴拉承载力大于等于单根柱纵筋Ⅰ的轴拉承载力。进一步，所述柱圆钢管与外包钢筋混凝土层接触的外壁上设置有若干钢筋环箍或若干栓钉剪力连接件。进一步，所述柱纵筋Ⅰ的下端、柱纵筋Ⅱ的下端、SMA棒材的两端和基础预埋纵筋的上端均进行了套丝处理。所述套筒Ⅰ为机械套筒，套筒Ⅱ为机械套筒或灌浆套筒。进一步，所述去粘结层为橡胶软管、沥青涂层或PVC管。进一步，所述基础预埋箍筋在靠近基础上表面的区域进行了加密布置。进一步，所述外包钢筋混凝土层的高度大于等于1.5D，外包钢筋混凝土层的厚度大于等于120mm。所述外包层纵筋和外包层箍筋分别满足混凝土桥墩抗震最小配筋率和配箍率要求。本专利技术的有益效果在于：1.柱脚区域SMA棒材可有效传递节点区轴力和弯矩，地震后变形可恢复，有利于震后救灾工作的开展；2.钢管约束钢筋混凝土桥墩力学性能良好，钢管约束作用可提高混凝土承载力和变形能力，合理设计时，地震作用下可利用外包钢筋混凝土层和其顶部钢管混凝土协同耗能，外包混凝土层破坏后仅需局部替换混凝土即可正常使用；3.钢管约束钢筋混凝土桥墩外包式柱脚钢管在基础顶断开，钢管无需埋入基础，利用纵筋传递节点区荷载，避免了钢管埋深大和基础钢筋布置困难的问题；4.钢筋混凝土外包层可局部提高柱脚处承载力和刚度，且可作为防撞层使用。此外，柱脚处钢管外置钢筋混凝土外包层，解决了水渗入导致钢管锈蚀的问题；5.SMA棒材和ECC材料仅局部设置在柱脚节点处，不仅保证了节点力学性能,还保证了经济性；6.本专利技术中柱脚节点构造简单，无需现场焊接，可适应装配化施工。附图说明图1为一种自复位圆钢管约束钢筋混凝土桥墩的外包式柱脚节点的示意图；图2为柱纵筋Ⅰ与基础预埋纵筋连接示意图；图3为柱纵筋Ⅱ与基础预埋纵筋连接示意图；图4为实施例1中的一种自复位圆钢管约束钢筋混凝土桥墩的外包式柱脚节点的A-A剖视图；图5为实施例1中的一种自复位圆钢管约束钢筋混凝土桥墩的外包式柱脚节点的B-B剖视图；图6为实施例1中的一种自复位圆钢管约束钢筋混凝土桥墩的外包式柱脚节点的C-C剖视图；图7为实施例1中的一种自复位圆钢管约束钢筋混凝土桥墩的外包式柱脚节点的D-D剖视图；图8为E-E剖视图；图9为实施例2中柱纵筋Ⅰ与基础预埋纵筋连接处的截面图。图中：柱圆钢管1、柱钢筋笼2、柱纵筋Ⅰ201、柱箍筋202、柱纵筋Ⅱ203、SMA棒材3、去粘结层4、基础5、基础预埋钢筋笼501、基础预埋纵筋5011、基础预埋箍筋5012、套筒Ⅰ6、柱混凝土Ⅰ8、柱混凝土Ⅱ9、套筒Ⅱ10、外包钢筋混凝土层11、外包钢筋笼1101、外包层纵筋11011和外包层箍筋11012。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术作进一步说明，但不应该理解为本专利技术上述主题范围仅限于下述实施例。在不脱离本专利技术上述技术思想的情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段，做出各种替换和变更，均应包括在本专利技术的保护范围内。实施例1：本实施例公开了一种自复位圆钢管约束钢筋混凝土桥墩的外包式柱脚节点，包括柱圆钢管1、柱钢筋笼2、SMA棒材3、去粘结层4、基础5和外包钢筋混凝土层11。所述柱钢筋笼2、SMA棒材3和去粘结层4均设置在柱圆钢管1内，柱本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自复位圆钢管约束钢筋混凝土桥墩的外包式柱脚节点，其特征在于：包括所述柱圆钢管(1)、柱钢筋笼(2)、SMA棒材(3)、去粘结层(4)、基础(5)和外包钢筋混凝土层(11)；/n所述柱钢筋笼(2)、SMA棒材(3)和去粘结层(4)均设置在柱圆钢管(1)内，柱钢筋笼(2)的截面呈圆形；所述柱钢筋笼(2)包括若干柱纵筋Ⅰ(201)、若干柱箍筋(202)和两根柱纵筋Ⅱ(203)，两根柱纵筋Ⅱ(203)之间的距离与柱钢筋笼(2)的直径相等；/n每根所述柱纵筋Ⅰ(201)的下端通过套筒Ⅰ(6)与SMA棒材(3)连接，每根SMA棒材(3)上套设有去粘结层(4)；/n所述柱圆钢管(1)的下方设置有基础(5)，基础(5)内预埋有基础预埋钢筋笼(501)，基础预埋钢筋笼(501)包括若干基础预埋纵筋(5011)和若干基础预埋箍筋(5012)；若干所述基础预埋纵筋(5011)伸出基础(5)的上表面；/n每根所述SMA棒材(3)的下端通过套筒Ⅰ(6)与基础预埋纵筋(5011)连接；每根所述柱纵筋Ⅱ(203)通过套筒Ⅱ(10)与基础预埋纵筋(5011)连接；/n所述柱圆钢管(1)内填充有柱混凝土Ⅰ(8)和柱混凝土Ⅱ(9)，柱混凝土Ⅱ(9)的上端与柱混凝土Ⅰ(8)连接，下端与基础(5)的上表面连接；所述柱钢筋笼(2)的下端、若干套筒Ⅰ(6)、两个套筒Ⅱ(10)、若干去粘结层(4)和基础预埋钢筋笼(501)的上端均位于柱混凝土Ⅱ(9)内；/n所述外包钢筋混凝土层(11)包裹在柱圆钢管(1)的外表面，外包钢筋混凝土层(11)内设置有外包钢筋笼(1101)，外包钢筋笼(1101)包括若干外包层纵筋(11011)和若干外包层箍筋(11012)，若干外包层纵筋(11011)的下端预埋到基础(5)内。/n...

【技术特征摘要】
1.一种自复位圆钢管约束钢筋混凝土桥墩的外包式柱脚节点，其特征在于：包括所述柱圆钢管(1)、柱钢筋笼(2)、SMA棒材(3)、去粘结层(4)、基础(5)和外包钢筋混凝土层(11)；
所述柱钢筋笼(2)、SMA棒材(3)和去粘结层(4)均设置在柱圆钢管(1)内，柱钢筋笼(2)的截面呈圆形；所述柱钢筋笼(2)包括若干柱纵筋Ⅰ(201)、若干柱箍筋(202)和两根柱纵筋Ⅱ(203)，两根柱纵筋Ⅱ(203)之间的距离与柱钢筋笼(2)的直径相等；
每根所述柱纵筋Ⅰ(201)的下端通过套筒Ⅰ(6)与SMA棒材(3)连接，每根SMA棒材(3)上套设有去粘结层(4)；
所述柱圆钢管(1)的下方设置有基础(5)，基础(5)内预埋有基础预埋钢筋笼(501)，基础预埋钢筋笼(501)包括若干基础预埋纵筋(5011)和若干基础预埋箍筋(5012)；若干所述基础预埋纵筋(5011)伸出基础(5)的上表面；
每根所述SMA棒材(3)的下端通过套筒Ⅰ(6)与基础预埋纵筋(5011)连接；每根所述柱纵筋Ⅱ(203)通过套筒Ⅱ(10)与基础预埋纵筋(5011)连接；
所述柱圆钢管(1)内填充有柱混凝土Ⅰ(8)和柱混凝土Ⅱ(9)，柱混凝土Ⅱ(9)的上端与柱混凝土Ⅰ(8)连接，下端与基础(5)的上表面连接；所述柱钢筋笼(2)的下端、若干套筒Ⅰ(6)、两个套筒Ⅱ(10)、若干去粘结层(4)和基础预埋钢筋笼(501)的上端均位于柱混凝土Ⅱ(9)内；
所述外包钢筋混凝土层(11)包裹在柱圆钢管(1)的外表面，外包钢筋混凝土层(11)内设置有外包钢筋笼(1101)，外包钢筋笼(1101)包括若干外包层纵筋(11011)和若干外包层箍筋(11012)，若干外包层纵筋(11011)的下端预埋到基础(5)内。


2.一种自复位圆钢管约束钢筋混凝土桥墩的外包式柱脚节点，其特征在于：包括柱圆钢管(1)、柱钢筋笼(2)、SMA棒材(3)、去粘结层(4)和基础(5)；
所述柱钢筋笼(2)、SMA棒材(3)和去粘结层(4)均设置在柱圆钢管(1)内，柱钢筋笼(2)包括若干柱纵筋Ⅰ(201)和若干柱箍筋(202)；
每根所述柱纵筋Ⅰ(201)的下端通过套筒Ⅰ(6)与SMA棒材(3)连接，每根SMA棒材(3)上套设有去粘结层(4)；
所述柱圆钢管(1)的下方设置有基础(5)，基础(5)内预埋有基础预埋钢筋笼(501)，基础预埋钢筋笼(501)包括若干基础预埋纵筋(5011)和若干基础预埋箍筋(5012)；若干所述基础预埋纵筋(5011)伸出基础(5)的上表面；
每根所述SMA棒材(3)的下端通过套筒Ⅰ(6)与基础预埋纵筋(5011)...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘界鹏，周绪红，许天祥，尹廷华，王宣鼎，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：重庆;50