一种可摇摆的特大桥梁薄壁空心高墩制造技术

本实用新型专利技术提供了一种可摇摆的特大桥梁薄壁空心高墩，包括桥墩底座和桥墩柱，所述桥墩底座上形成有适于安装桥墩柱的加工凹槽，所述桥墩柱包括钢板层以及FRP层，其中，所述钢板层包括内钢板层和外钢板层，且在所述内钢板层和外钢板层之间浇灌有混凝土层，所述FRP层设置于所述外钢板层外侧，且在所述外钢板层和所述FRP层之间设置有橡胶层；所述加工凹槽内固定设置有横向钢板和纵向钢板，所述横向钢板与所述桥墩柱的底部固定连接，所述纵向钢板与所述桥墩柱伸入所述加工凹槽内的侧面之间连接设置有若干个预应力钢筋。通过本实用新型专利技术方案，可以有效提高特大桥桥梁的抗震和减震效果。果。果。

【技术实现步骤摘要】
一种可摇摆的特大桥梁薄壁空心高墩


[0001]本技术涉及桥梁工程
，具体而言，涉及一种可摇摆的特大桥梁薄壁空心高墩。

技术介绍

[0002]我国作为桥梁大国，同时也是世界上地震活动最活跃且地震灾害最大的国家之一，发展桥梁抗震和减隔震事业的重要性不言而喻。桥墩是桥梁结构的主要承重结构，将钢管混凝土结构用作桥梁的墩柱，其优越性主要表现在：(1)能够充分发挥钢管混凝土结构抗压强度大的优势；(2)施工便捷，速度快，具有工业化快速安装施工的优势；(3)耐火性能好，经济效益显著；(4)延性好，耗能性能好，抗震性能优越。随着工业技术的不断发展，纤维增强复合材料(Fiber Reinforced Polymer或Fiber Reinforced Plastic，简称FRP)已经发展成为继混凝土、钢材后的第三大建筑材料，其具有如下特点：(1)比强度高，比模量大；(2)材料性能具有可设计性；(3)抗腐蚀性和耐久性能好；(4)热膨胀系数与混凝土的相近。在FRP约束钢管混凝土构件中，外部FRP可为钢管提供有效约束，同时限制或延缓钢管向外的局部屈曲；核心混凝土受到钢管和FRP的双重约束，能够显著提高构件的受压承载力和极限变形；此外FRP的耐腐蚀性，能够解决钢管混凝土在恶劣环境下容易锈蚀的问题，进一步拓展钢管混凝土构件的应用范围。
[0003]经过多年的研究和实践，现行桥梁抗震设计规范基本能达到“小震不坏，中震可修，大震不倒”的抗震设防目标，但对于震后桥梁结构残余的交通能力和恢复能力仍然没有明确的量化标准。然而桥梁震后丧失交通功能所造成的交通中断严重影响灾后救援和灾区重建工作，间接带来的经济损失更是难以估计。因此，在地震作用下有效控制桥梁结构的地震损伤，缩短桥梁结构受损后的恢复时间，已成为现阶段桥梁结构抗震设计的追求目标。摇摆减震桥墩作为兼具良好抗震性能与震后自复位能力的新兴抗震体系，成为目前桥梁抗震领域的研究热点之一。传统的抗震桥梁主要针对桥梁的延性设计、减隔震进行设计，但是其无法阻断地震能量的传递，因此抗震持续性以及功效仍旧无法满足现有特大桥的需求。

技术实现思路

[0004]本技术公开了一种可摇摆的特大桥梁薄壁空心高墩，结构简单，旨在改善现有的特大桥中抗震桥梁结构抗摇摆能力和抗震效果不足的问题。
[0005]本技术采用了如下方案：
[0006]本申请提供了一种可摇摆的特大桥梁薄壁空心高墩，包括桥墩底座和桥墩柱，所述桥墩底座上形成有适于安装桥墩柱的加工凹槽，
[0007]所述桥墩柱包括钢板层以及FRP层，其中，所述钢板层包括内钢板层和外钢板层，且在所述内钢板层和外钢板层之间浇灌有混凝土层，所述FRP层设置于所述外钢板层外侧，且在所述外钢板层和所述FRP层之间设置有橡胶层；
[0008]所述加工凹槽内固定设置有横向钢板和纵向钢板，所述横向钢板与所述桥墩柱的
底部之间设置有连接件以实现固定连接，所述纵向钢板与所述桥墩柱伸入所述加工凹槽内的侧面之间连接设置有若干个预应力钢筋。
[0009]进一步地，所述横向钢板设置于所述加工凹槽的底面且所述桥墩底座之间设置有若干纵向钢筋，所述纵向钢板设置于所述加工凹槽的内侧面，且与所述桥墩底座之间设置有若干横向钢筋。
[0010]进一步地，所述纵向钢板通过所述横向钢筋连接在所述桥墩底座上，所述纵向钢板与所述FRP层之间浇灌有混凝土。
[0011]进一步地，所述预应力钢筋连接所述纵向钢板与所述FRP层，且所述预应力钢筋在靠近所述纵向钢板的一面以及靠近所述FRP层的一面上均设置有预紧螺帽。进一步地，所述内钢板层与所述外钢板层之间设置有钢管层。
[0012]进一步地，所述连接件为螺栓。
[0013]进一步地，所述内钢板层与所述外钢板层之间设置有钢管层。
[0014]进一步地，所述内钢板层内还设置有十字形加固板，所述十字形加固板的四端分别连接所述钢管层。
[0015]进一步地，所述桥墩柱顶部设置有顶层钢板，所述顶层钢板适于承接桥梁主体。
[0016]进一步地，所述橡胶层通过粘合树脂粘结在所述FRP层上。
[0017]本技术还提供了一种可摇摆的特大桥梁薄壁空心高墩的施工工艺，其步骤为：
[0018]S1：分别将横向钢板与纵向钢筋、纵向钢板与横向钢筋提前焊接；浇筑桥墩底座使其与横向钢板、纵向钢筋、纵向钢板和横向钢筋形成整体形成加工凹槽，并在桥墩底座与纵向钢板间预留供施工人员作业的空间，同时在所述横向钢板上插入螺栓；
[0019]S2：将钢板层与钢管层焊接至横向钢板上，并向上逐节焊接，最后在顶部焊接有顶层钢板；
[0020]S3：提前预制FRP层，预制完成后放置于横向钢板上；
[0021]S4：将橡胶层贴附在FRP层内侧，并在钢板层内浇筑混凝土，同时在纵向钢板与FRP层之间安装预应力钢筋，并通过螺栓锁紧，最后在纵向钢板与桥墩柱之间浇筑混凝土。
[0022]有益效果：
[0023]本技术中的摇摆减震设计重点在于断开墩底与承台处的连接，地震作用下墩底发生微小位移阻断地震能量的传递。具体地，本技术中混凝土层作为主要承载部分，通过钢板层和钢管层提供内部约束，使得混凝土层的承载力得到了第一次提高；设置橡胶层可以在受到混凝土层的横向变形影响而压缩，将压力均匀地传递给FRP层，FRP层的约束作用使得混凝土层的承载力得到了第二次提高，充分发挥了混凝土层的受压性能，同时橡胶层提供的缓冲作用，避免了FRP层的脆性破坏；当结构受到横向力作用时，底部的预应力钢筋首先发生变形，使得结构整体可左右轻微摆动，从而阻断地震能量的传递。
附图说明
[0024]图1为本实施例一种可摇摆的特大桥梁薄壁空心高墩的一种截面结构示意图。
[0025]图2为本实施例一种可摇摆的特大桥梁薄壁空心高墩的正立面图。
[0026]图3为本实施例一种可摇摆的特大桥梁薄壁空心高墩的另一种截面结构示意图。
[0027]图4为本实施例一种可摇摆的特大桥梁薄壁空心高墩的另一种截面结构示意图。
[0028]图5为本实施例一种可摇摆的特大桥梁薄壁空心高墩的施工流程图一。
[0029]图6为本实施例一种可摇摆的特大桥梁薄壁空心高墩的施工流程图二。
[0030]图7为本实施例一种可摇摆的特大桥梁薄壁空心高墩的施工流程图三。
[0031]图8为本实施例一种可摇摆的特大桥梁薄壁空心高墩的施工流程图四。
[0032]图标：横向钢板1；纵向钢筋2；纵向钢板3；横向钢筋4；桥墩底座5；加工凹槽51；螺栓6；钢板层7；内钢板层71；外钢板层72；钢管层8；顶部钢板9；FRP层10；预应力钢筋11；橡胶层12；预紧螺帽13；混凝土层14；桥墩柱15；十字形加固板16。
具体实施方式
[0033]实施例
[0034]结合图1至图2所示，本实施例提供了一种可摇摆的特大桥梁薄壁空心高墩，包括桥墩底座5和桥墩柱15，所述桥墩底座5上形本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可摇摆的特大桥梁薄壁空心高墩，包括桥墩底座和桥墩柱，所述桥墩底座上形成有适于安装桥墩柱的加工凹槽，其特征在于，所述桥墩柱包括钢板层以及FRP层，其中，所述钢板层包括内钢板层和外钢板层，且在所述内钢板层和外钢板层之间浇灌有混凝土层，所述FRP层设置于所述外钢板层外侧，且在所述外钢板层和所述FRP层之间设置有橡胶层；所述加工凹槽内固定设置有横向钢板和纵向钢板，所述横向钢板与所述桥墩柱的底部之间设置有连接件以实现固定连接，所述纵向钢板与所述桥墩柱伸入所述加工凹槽内的侧面之间连接设置有若干个预应力钢筋。2.根据权利要求1所述的可摇摆的特大桥梁薄壁空心高墩，其特征在于，所述横向钢板设置于所述加工凹槽的底面且所述桥墩底座之间设置有若干纵向钢筋，所述纵向钢板设置于所述加工凹槽的内侧面，且与所述桥墩底座之间设置有若干横向钢筋。3.根据权利要求2所述的可摇摆的特大桥梁薄壁空心高墩，其特征在于，所述纵向钢...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭永强，张小强，严丰佐，王爱爱，李海锋，宁西占，
申请(专利权)人：中交建筑集团东南建设有限公司，
类型：新型
国别省市：