长联、大跨连续结构桥人字型超高空心墩制造技术

长联、大跨连续结构桥人字型超高空心墩，在确保结构整体安全性的前提下，可大幅度地节约桥墩圬工量和显著降低工程造价。它包括墩体和与之固结的承台(30)，所述墩体的下段(20)由两条支腿(21、22)构成，其顶部与墩体的上段(10)交汇，形成正面投影呈人字型的墩体；两条支腿(21、22)下端分别与承台固结；所述墩体的上段(10)和支腿(21、22、)采用空心截面。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及桥墩，特别涉及一种应用于高速铁路长联、大跨连续结构桥的人字型超高空心墩。
技术介绍
随着交通运输事业的飞速发展，跨越江河、峡谷的大跨度桥梁必然大量涌现。我国西部地区铁路建设由于极其复杂的地质、地貌特征，各种不良地质和陡坡峡谷层出不穷，大跨长联结构和超高桥墩将不可避免。国内目前最大墩高的铁路桥梁是宜万线的渡口河大桥，设计速度160km/h，主桥为 (72+128+72)m的双线预应力混凝上连续刚构桥，最高主墩U8m，采用扫帚形空心墩；最大跨度铁路刚构桥是襄渝线的牛角坪大桥，主桥为(100+192+100)m预应力混凝上连续刚构桥，最高主墩99m，也采用扫帚形空心墩。国内典型的公路大跨连续刚构桥有，湖北沪蓉西高速公路龙潭河大桥最高主墩178m，双壁墩，其主桥为(106+3 X 200+106) m五跨预应力混凝土连续刚构；双河口大桥最高主墩166m，其主桥为90+2 X 170+90曲线连续刚构。由于受横向刚度的限制，墩高大于IOOm左右的铁路连续刚构高桥墩一般采用空心高墩(扫帚形墩)， 横向放坡，纵向放坡或不放坡。这种空心高墩造型单调，形式简单，仅在桥墩承载安全性和使用性能加以考虑，混凝土用量大。如李子沟大桥主跨U8m，107m高的主墩混凝土用量达 8300m3 ；渡口河大桥主跨U8m，128m高主墩混凝土用量达16600m3，牛角坪大桥主跨192m， 99m高主墩混凝土用量达14895m3，对于主跨IMm，139m高主墩混凝土用量将达22800m3以上。由此可见，随着速度及大跨高墩墩高的增加，采用传统设计的扫帚形空心高墩结构型式，为满足高速行车时桥梁的动力性能，墩身混凝土用量将成几何级数增大，工程造价将随之大幅度增加。因此，提供一种结构安全、造价经济、整体美观的超高空心墩，对提高铁路桥梁的跨越能力，推动我国铁路桥梁建设事业的发展，有着非常重要的意义。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种适用于高速铁路的长联、大跨连续结构桥人字型超高空心墩，在确保结构整体安全性的前提下，可大幅度地节约桥墩圬工量和显著降低工程造价。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案如下本专利技术长联、大跨连续结构桥人字型超高空心墩，包括墩体和与之固结的承台，其特征是所述墩体的下段由两条支腿构成，其顶部与墩体的上段交汇，形成正面投影呈人字型的墩体；两条支腿下端分别与承台固结；所述墩体的上段和支腿采用空心截面。本专利技术的有益效果是，结构创新，结构外形协调，刚度分配适应墩高变化对桥墩刚度要求，受力合理，传力明确；安全可靠，计算结果表明在施工阶段以及成桥运营阶段结构整体安全性可以得到完全保证；施工可行，经济合理，在确保结构纵、横向刚度情况下，节约桥墩圬工量50%以上，因此能显著降低工程造价；墩型美观，外形宏伟、线条连续流畅、比例与尺度协调、富有韵律，与深谷地形交相辉映，景观效果极佳，可充分体现桥梁的美学原理。附图说明本说明书包括如下七幅附图图1是本专利技术长联、大跨连续结构桥人字型超高空心墩横断面构造示意图；图2是本专利技术长联、大跨连续结构桥人字型超高空心墩横断面构造示意图；图3是图1中1-1截面构造示意图；图4是图1中2-2、3_3截面构造示意图；图5是图1中4-4截面构造示意图；图6是图1中5-5截面构造示意图；图7是本专利技术长联、大跨连续结构桥超高空心墩一实施例顺桥向立面构造示意图。图中示出构件、部位名称及所对应的标记上段10，下段20，支腿21，支腿22，过人通道23 ；整体式承台30，承台31，承台32，系梁33 ；主墩#22、#23、#24、#25、#26、#27、#28、 #29，边墩 #21、#30。具体实施例方式下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。参照图1，本专利技术长联、大跨连续结构桥人字型超高空心墩，包括墩体和与之固结的承台30。所述墩体的下段20由两条支腿21、22构成，其顶部与墩体的上段10交汇，形成正面投影呈人字型的墩体。两条支腿21、22下端分别与承台30固结；所述墩体的上段10 和支腿21、22、采用空心截面。参照图3，所述上段10采用横向圆弧面矩形空心截面，与传统空心墩截面类似。参照图5和图6，所述支腿21、22采用横向圆弧面矩形空心截面，但支腿坡度由于刚度及美观等要求，可采用流线变化型式。参照图4，所述上段10与两条支腿21、22交汇处的岔道部内设置有将上段10空心截面与支腿21、22空心截面连通的过人通道23。参照图1，超高空心墩的基础属大体积钢筋混凝土结构，承台受较大水平拉力，所述承台30宜采用整体式承台或带有系杆的分离式承台，或者采用如图2示出的带系梁的分离式承台，两条支腿21、22的下端分别与位于等高面上的两个承台31、32固结，两个承台31、32之间设置与其固结的系梁33，系梁33内设置预应力筋。人字型墩与A型墩相比，没有支腿之间的横向系梁，其优点主要体现在①避免了系梁对桥墩爬模施工的阻挠，施工方便；②因超静定次数降低12次，人字型墩支腿受温差变化影响显著减小，受力性能更优，工程造价更省；③结构外形更简洁、流畅，传力更明确。 计算表明，除非人字型墩整体稳定不满足要求，对一般超百米高墩而言，通过对人字型墩设计参数进行优化，均能满足结构静动力特性要求，突破了 A型墩必须设置横系梁以增强桥墩稳定的不足，在优化了超高墩的受力性能基础上，进一步降低了超高墩的工程数量和施工费用，提高了经济合理性。实施例表明，人字型墩较扫帚墩至少降低工程数量50%以上，而A型墩约为30%左右，证明人字型墩的经济优越性。本专利技术长联、大跨连续结构桥人字型超高空心墩具有结构创新、安全可靠、施工可行、经济合理和墩型美观的特点。申请人将其成功地运用于新建渝利铁路的桥梁设计中。渝利铁路为时速200公里客货共线铁路，长联大跨高桥众多，其中新桥双线特大桥主桥为全线联长最长、超百米高墩最多的预应力混凝土刚构连续组合梁桥。参照图6，该桥为 (52+7X96+52)m刚构连续组合桥，主墩#22、#23、#24以及#29墩顶设置纵向活动支座，主墩#25 #28墩高依次为107. 5m、116m、108m和l(Mm，取消墩顶支座、采用墩梁刚接。边墩 #21、#30墩顶设置伸缩缝、缝宽分别为30cm和23cm。超百米高墩4个，最大墩高116m，建成后将成为目前国内外同等级铁路中桥梁超百米高墩最多、联长最长的桥例。该桥若采用扫帚型空心高墩设计，4个超百米高墩的砼用量将达40000m3，采用本专利技术超高人字型墩后 4个超百米高墩的砼用量为24733m3，节省砼用量达50%以上，大幅度地降低了桥墩工程造价。以上所述只是用图解说明本专利技术长联、大跨连续结构桥人字型超高空心墩的一些原理，并非是要将本本专利技术局限在所示和所述的具体结构和适用范围内，故凡是所有可能被利用的相应修改以及等同物，均属于本专利技术所申请的专利范围。权利要求1.长联、大跨连续结构桥人字型超高空心墩，包括墩体和与之固结的承台(30)，其特征是所述墩体的下段00)由两条支腿(21、2幻构成，其顶部与墩体的上段(10)交汇， 形成正面投影呈人字型的墩体；两条支腿(21、2幻下端分别与承台固结；所述墩体的上段 (10)和支腿01、22、)采用空心截面。2.如权利要求1所述长联、大跨连续结构桥本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．长联、大跨连续结构桥人字型超高空心墩，包括墩体和与之固结的承台（３０），其特征是：所述墩体的下段（２０）由两条支腿（２１、２２）构成，其顶部与墩体的上段（１０）交汇，形成正面投影呈人字型的墩体；两条支腿（２１、２２）下端分别与承台固结；所述墩体的上段（１０）和支腿（２１、２２、）采用空心截面。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈思孝，李锐，陈克坚，吴再新，钟亚伟，辛跃辉，鄢勇，袁明，
申请(专利权)人：中铁二院工程集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：90