專利名稱：一種環(huán)保型鋼橋墩減震結(jié)構(gòu)形式的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是橋梁工程中的鋼橋墩減震結(jié)構(gòu)形式，具體指箱形截面和圓形截面 2種截面形式的鋼橋墩結(jié)構(gòu)，屬于橋梁工程中鋼橋墩技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
鋼材具有強度大、材質(zhì)均勻、塑性及韌性良好和可焊性好等諸多優(yōu)點。與傳統(tǒng)的鋼 筋混凝土橋墩相比，鋼橋墩更具有輕質(zhì)美觀、施工便捷、施工工期短、占地面積小以及易于 進行災后性能恢復和維修加固等特點。在鋼橋墩根部填充混凝土，提高了鋼橋墩的剛度，可 以有效控制鋼橋墩截面產(chǎn)生局部屈曲。鋼橋墩結(jié)構(gòu)的以上特性，使其被廣泛應用于橋梁工 程中。目前關(guān)于鋼橋墩結(jié)構(gòu)的研究報道中所述的技術(shù)，存在以下不足。(1)針對未填充混凝土的鋼橋墩，其延性變形能力良好，強度和剛度不足。鋼材具 有良好的延性性能，故鋼橋墩具有很強的延性變形能力。橋墩的受力特性決定其根部承受 較大彎矩，而鋼橋墩截面壁厚較薄，易產(chǎn)生局部屈曲。(2)針對填充普通混凝土的鋼橋墩，其強度和剛度大，變形能力不足?；炷辆哂?很強的抗壓強度，填充混凝土后，鋼橋墩整體剛度顯著提高，根部不易產(chǎn)生局部屈曲，但是 由于剛度過大，延性變形能力不足，易產(chǎn)生脆性破壞。(3)經(jīng)濟性和減震性能不能兼?zhèn)?。單一的提高鋼橋墩的剛度和強度，比如加大鋼?墩的壁厚、增加加勁肋的數(shù)量、增大加勁肋的尺寸，減震性能提高有限，而用鋼量卻明顯提 升，經(jīng)濟成本顯著提高。(4)加勁肋制作施工繁瑣。在鋼橋墩截面設置加勁肋可以有效的避免其產(chǎn)生局部 屈曲，但是由于對加勁肋設置沒有形成程序化的操作流程，導致其制作施工過程比較復雜，
費時費工。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明就所要解決的技術(shù)問題是針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足提出了一種環(huán)保型鋼 橋墩減震結(jié)構(gòu)形式，由根部隔室、橫隔板、縱向加勁肋、橫向加勁肋、低彈模混凝土五個部分 組成，鋼橋墩截面形狀分箱形截面和圓形截面2種。其特征在于縱向加勁肋、橫向加勁 肋交錯焊接在鋼橋墩根部隔室內(nèi)，增大縱向加勁肋的剛度比可以提高鋼橋墩的塑性變形能 力，橫向加勁肋則可以有效減小縱向加勁肋的長細比。對于箱形截面鋼橋墩，同一邊橫向加 勁肋之間采用螺栓連接，兩邊交界處橫向加勁肋采用焊接連接，使其具有良好的整體性；對 于圓形截面鋼橋墩，橫向加勁肋之間采用焊接連接，縱向加勁肋和橫向加勁肋之間采用螺 栓連接，保證縱向加勁肋的連續(xù)性。施工過程中，向鋼橋墩根部隔室內(nèi)填充低彈?；炷林?1/8 1/4橋墩高度，使用橫隔板對低彈?；炷帘砻孢M行焊接密封，低彈?；炷敛捎孟?膠混凝土等材料，橡膠混凝土的橡膠粒徑采用80目、60目兩種，橡膠摻量為5% 7%。在 鋼橋墩根部設置縱向加勁肋和橫向加勁肋以及填充低彈?；炷量梢杂行У目刂其摌蚨?根部產(chǎn)生局部屈曲，又可使鋼橋墩發(fā)揮良好的位移延性，使鋼橋墩具有良好的減震性能。該技術(shù)現(xiàn)場安裝便利，施工快速、全程可使用流程化工藝操作，方便實際施工中使用。為了研究本環(huán)保型鋼橋墩減震結(jié)構(gòu)形式的減震性能，針對填充低彈?；炷敛⒃O 置縱向加勁肋和橫向加勁肋的鋼橋墩試件進行數(shù)值計算研究。研究顯示橡膠混凝土的橡 膠粒徑采用80目、60目兩種，橡膠摻量為5% 7%時，其強度始終可保持75%以上，彈性 模量下降25%左右；截面設置縱向加勁肋和橫向加勁肋的鋼橋墩在模擬地震力的反復荷 載作用下的滯回曲線飽滿、延性變形能力大、具有很強的耗能能力。研究結(jié)果表明，本環(huán)保 型鋼橋墩減震結(jié)構(gòu)形式完全能夠滿足設計要求，顯示出良好的減震效果。本發(fā)明優(yōu)點(1)結(jié)構(gòu)構(gòu)造簡單。環(huán)保型鋼橋墩減震結(jié)構(gòu)形式由根部隔室、橫隔板、橫向加勁肋、 縱向加勁肋、低彈模混凝土五個部分組成。結(jié)構(gòu)形式明確簡潔，連接設置合理，具有較好的 整體性。(3)塑性變形能力強。采用橡膠混凝土作為填充材料對鋼橋墩進行混凝土填充，完 全可以滿足鋼橋墩的強度和剛度要求，又可以使鋼橋墩獲得更大的塑性變形能力，在地震 荷載作用下，體現(xiàn)出較好的位移延性。(4)環(huán)保性能突出，可以解決廢橡膠處理的難題。使用橡膠混凝土作為填充物與使 用普通混凝土作為填充物相比，可節(jié)省大量的水泥，因而能降低工程造價。同時還可以就地 取材，利用起當?shù)氐膹U橡膠，起到很好的環(huán)保作用。(2)現(xiàn)場施工便利，流程化操作，施工快速。鋼橋墩減震結(jié)構(gòu)的各部件，包括加勁肋 和橫隔板均采用模塊化生產(chǎn)，在工廠內(nèi)制作完成后運至現(xiàn)場安裝，所需橡膠混凝土，按照給 定的橡膠混凝土的配合比，現(xiàn)場配制后填充至鋼橋墩根部。


圖1、環(huán)保型鋼橋墩減震結(jié)構(gòu)形式立面2、環(huán)保型鋼橋墩減震結(jié)構(gòu)形式截面中1根部隔室、2橫隔板、3縱向加勁肋、4橫向加勁肋、5低彈?；炷?、(a)箱 型截面、(b)圓形截面
具體實施例方式本發(fā)明環(huán)保型鋼橋墩減震結(jié)構(gòu)形式由根部隔室⑴、橫隔板(2)、縱向加勁肋(3)、 橫向加勁肋(4)、低彈?；炷?5)五個部分組成。圖1為環(huán)保型鋼橋墩減震結(jié)構(gòu)形式立 面圖。其主要特征如下縱向加勁肋(3)、橫向加勁肋(4)交錯焊接在鋼橋墩根部隔室(1) 內(nèi)。施工過程中，向鋼橋墩根部隔室⑴內(nèi)填充低彈?；炷?5)至1/8 1/4橋墩高度， 使用橫隔板(2)對低彈?；炷?5)表面進行焊接密封，低彈?；炷敛捎孟鹉z混凝土等 材料，橡膠混凝土的橡膠粒徑采用80目、60目兩種，橡膠摻量為5% 7%。圖2為環(huán)保型鋼橋墩減震結(jié)構(gòu)形式截面圖。其主要特征如下對于箱形截面鋼橋 墩，分別在箱型截面的4邊內(nèi)側(cè)每一邊等間隔焊接4條縱向加勁肋(3)，隨后焊接橫向加勁 肋(4)，每一邊的橫向加勁肋(4)使用2片鋼板螺栓連接組成，兩邊交界處橫向加勁肋(4) 采用焊接連接。對于圓形截面鋼橋墩，在圓形截面的內(nèi)側(cè)等間距焊接12條縱向加勁肋(3)， 隨后焊接橫向加勁肋(4)，橫向加勁肋(4)之間采用焊接連接，縱向加勁肋(3)和橫向加勁肋(4)之間采用螺栓連接。
權(quán)利要求
一種環(huán)保型鋼橋墩減震結(jié)構(gòu)形式，其特征在于由根部隔室(1)、橫隔板(2)、縱向加勁肋(3)、橫向加勁肋(4)、低彈?；炷?5)五個部分組成，截面形狀分箱形截面和圓形截面2種，縱向加勁肋(3)、橫向加勁肋(4)交錯焊接在根部隔室(1)內(nèi)，并使用低彈?；炷?5)填充根部隔室(1)，橫隔板(2)用以密封低彈模混凝土(5)表面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)保型鋼橋墩減震結(jié)構(gòu)形式，其特征在于所述根部隔室(1) 設置高度為1/8 1/4橋墩高度，且使用焊接橫隔板(2)隔斷。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)保型鋼橋墩減震結(jié)構(gòu)形式，其特征在于所述低彈?；炷?土(5)采用橡膠混凝土，橡膠粒徑采用80目、60目兩種，橡膠摻量為5% 7%。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種環(huán)保型鋼橋墩減震結(jié)構(gòu)形式，由根部隔室、橫隔板、縱向加勁肋、橫向加勁肋、低彈?；炷廖鍌€部分組成，鋼橋墩截面形狀分箱形截面和圓形截面2種。其特征在于縱向加勁肋、橫向加勁肋交錯焊接在鋼橋墩根部隔室內(nèi)，向隔室內(nèi)填充低彈?；炷?，使用橫隔板對低彈模混凝土表面進行焊接密封，低彈?；炷敛捎孟鹉z混凝土等材料。在鋼橋墩根部設置縱向加勁肋和橫向加勁肋以及填充低彈?；炷量梢杂行У目刂其摌蚨崭慨a(chǎn)生局部屈曲，又可使鋼橋墩發(fā)揮良好的位移延性，使鋼橋墩具有良好的減震性能。該技術(shù)現(xiàn)場安裝便利，施工快速，全程可使用流程化工藝操作，方便實際工程中使用。
文檔編號E04B1/98GK101892627SQ20101023274
公開日2010年11月24日 申請日期2010年7月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月21日
發(fā)明者劉漢龍, 吉伯海, 徐聲亮, 陳冬華 申請人:河海大學