一種下部采用鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)的橋塔或橋墩的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種下部采用鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)的橋塔或橋墩，包括上部的混凝土結(jié)構(gòu)、下部的鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)以及底部的混凝土承臺。鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)的橫截面為中空的圓形、矩形或圓端矩形等，其外部為鋼板、內(nèi)部為混凝土結(jié)構(gòu)，二者之間通過外部鋼板內(nèi)側(cè)的抗剪連接件連接。下部鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)埋入底部混凝土承臺內(nèi)部一定深度，二者通過下部鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)內(nèi)部混凝土結(jié)構(gòu)中的豎向鋼筋、以及外部鋼板內(nèi)側(cè)和外側(cè)的抗剪連接件進行連接。下部鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)內(nèi)部混凝土結(jié)構(gòu)中的豎向鋼筋伸入上部混凝土結(jié)構(gòu)中，實現(xiàn)二者的可靠連接。本發(fā)明具有經(jīng)濟性好、承載能力高、抗震性能好、施工方便等特點，在橋梁結(jié)構(gòu)領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。
【專利說明】一種下部采用鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)的橋塔或橋墩
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于橋梁工程【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種下部采用鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)的橋塔或橋墩。
【背景技術(shù)】
[0002]作為橋梁的重要承重構(gòu)件，橋塔或橋墩承受著汽車、溫度、強震、大風等荷載作用，這種結(jié)構(gòu)的特點是其下部結(jié)構(gòu)承受巨大的內(nèi)力，迫切需要研究能夠同時減輕結(jié)構(gòu)自重、提高結(jié)構(gòu)尤其是下部結(jié)構(gòu)承載能力的新型結(jié)構(gòu)型式。
[0003]混凝土結(jié)構(gòu)的橋塔或橋墩是一種常見結(jié)構(gòu)形式，如蘇通大橋、西堠門大橋、法國諾曼底大橋、丹麥大海帶東橋、韓國李舜臣大橋等大跨徑斜拉橋和懸索橋的橋塔均選用混凝土結(jié)構(gòu)。由于混凝土材料自身的性能特點，混凝土結(jié)構(gòu)橋塔或橋墩具有就地取材、成本低、結(jié)構(gòu)阻尼高、剛度大等優(yōu)點，但其自重大、延性差。
[0004]鋼結(jié)構(gòu)的橋塔或橋墩也是一種常見結(jié)構(gòu)形式，如南京長江三橋、日本多多羅大橋、明石海峽大橋、美國奧克蘭海灣大橋等大跨徑斜拉橋和懸索橋的橋塔均選用鋼結(jié)構(gòu)。鋼結(jié)構(gòu)橋塔的自重輕、延性好，但其成本高、結(jié)構(gòu)剛度較小、阻尼較低。
[0005]鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)通過鋼與混凝土的有效連接，能夠充分發(fā)揮兩種材料的優(yōu)點，近年來在高層建筑中作為柱子或在大跨度拱橋中作為拱肋已有了較多成功的應(yīng)用。但是，鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)在橋塔或橋墩中的應(yīng)用還較少，研究經(jīng)濟性好、承載能力高、施工方便的新型橋塔或橋墩結(jié)構(gòu)具有迫切的需求。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006](一 )要解決的技術(shù)問題
[0007]本發(fā)明的目的在于提供一種經(jīng)濟性好、承載能力高、抗震性能好、施工方便的下部采用鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)的橋塔或橋墩，使其在保留混凝土橋塔或橋墩原有優(yōu)勢的基礎(chǔ)上，通過下部采用鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)，提高橋塔或橋墩下部結(jié)構(gòu)的承載能力和延性，從而獲得更好的力學性能、施工性能和經(jīng)濟效益。
[0008]( 二 )技術(shù)方案
[0009]為達到上述目的，本發(fā)明提供了一種下部采用鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)的橋塔或橋墩，該橋塔或橋墩包括上部的混凝土結(jié)構(gòu)1、下部的鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)2以及底部的混凝土承臺3。
[0010]上述方案中，所述鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)2的橫截面為中空的圓形、矩形或圓端矩形，其外部為鋼板4，內(nèi)部為混凝土結(jié)構(gòu)5，外部鋼板4和內(nèi)部混凝土結(jié)構(gòu)5之間通過于外部鋼板4內(nèi)側(cè)布置的焊釘連接件6與開孔板連接件7進行連接。
[0011]上述方案中，所述外部鋼板4作為永久模板，施工結(jié)束后不予拆除。
[0012]上述方案中，所述開孔板連接件7是在條形鋼板上設(shè)置I排、2排或多排孔，然后將其垂直焊接于外部鋼板4上，并在孔中設(shè)置貫通鋼筋8的連接裝置。[0013]上述方案中，所述鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)2埋入混凝土承臺3內(nèi)部一定的深度，二者通過在鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)2內(nèi)部混凝土結(jié)構(gòu)5中的已有豎向鋼筋9、以及外部鋼板4內(nèi)側(cè)和外側(cè)上布置的焊釘連接件6與開孔板連接件7進行連接。
[0014]上述方案中，在所述鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)2埋入混凝土承臺3內(nèi)部的下部，外部鋼板4上設(shè)孔，并將混凝土承臺水平縱橫向鋼筋10穿過所設(shè)孔，保證二者的可靠連接；鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)2內(nèi)部混凝土結(jié)構(gòu)5中的已有豎向鋼筋9深入混凝土承臺3內(nèi)部，與混凝土承臺3內(nèi)部水平縱橫向鋼筋10形成可靠連接。。
[0015]上述方案中，所述鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)2與混凝土結(jié)構(gòu)I連接處，在鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)2上部一定高度范圍內(nèi)，內(nèi)部混凝土結(jié)構(gòu)5的四周外側(cè)新增豎向鋼筋11，新增豎向鋼筋11與外部鋼板4內(nèi)側(cè)布置的焊釘連接件6與開孔板連接件7進行連接。
[0016]上述方案中，所述鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)2內(nèi)部混凝土結(jié)構(gòu)5的新增豎向鋼筋11和已有豎向鋼筋9貫通深入混凝土結(jié)構(gòu)I中，實現(xiàn)二者的可靠連接。
[0017](三)有益效果
[0018]本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)的主要優(yōu)點為:
[0019]1、本發(fā)明提供的下部采用鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)的橋塔或橋墩，具有良好的力學性能和經(jīng)濟性能，能夠充分發(fā)揮鋼和混凝土兩種材料的性能，提高橋塔或橋墩受力最大區(qū)域——下部結(jié)構(gòu)的承載能力和延性，經(jīng)濟性好、承載能力高、抗震性能好。
[0020]2、本發(fā)明提供的下部采用鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)的橋塔或橋墩，具有優(yōu)越的施工性能，鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)的外部鋼板直接作為施工過程中的模板，施工過程中不用拆模板，方便施工。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0021]圖1為本發(fā)明提供的下部采用鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)的橋塔或橋墩的示意圖；
[0022]圖2為圖1中下部鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)的外部鋼板與內(nèi)部混凝土結(jié)構(gòu)連接時，采用豎向開孔板連接件時的平面和立面示意圖；
[0023]圖3為圖1中下部鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)的外部鋼板與內(nèi)部混凝土結(jié)構(gòu)連接時，采用橫向開孔板連接件時的平面和立面示意圖；
[0024]圖4為圖1中下部鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)與底部混凝土承臺連接的示意圖；
[0025]圖5為圖1中下部鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)與上部混凝土結(jié)構(gòu)連接的示意圖。
[0026]圖中:1-混凝土結(jié)構(gòu)；2_鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)；3_混凝土承臺；4_外部鋼板；5_內(nèi)部混凝土結(jié)構(gòu)；6_焊釘連接件；7_開孔板連接件；8_貫通鋼筋；9_已有豎向鋼筋；10_水平縱橫向鋼筋；11-新增豎向鋼筋。
【具體實施方式】
[0027]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合具體實施例，并參照附圖，對本發(fā)明進ー步詳細說明。
[0028]請參見圖1?圖3所示，為本發(fā)明提供的下部采用鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)的橋塔或橋墩的示意圖，該橋塔或橋墩包括:上部的混凝土結(jié)構(gòu)1、下部的鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)2以及底部的混凝土承臺3。[0029]鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)2的橫截面為中空的圓形、矩形或圓端矩形，其外部為鋼板4，內(nèi)部為混凝土結(jié)構(gòu)5，外部鋼板4和內(nèi)部混凝土結(jié)構(gòu)5之間通過于外部鋼板4內(nèi)側(cè)布置的焊釘連接件6與開孔板連接件7進行可靠連接。外部鋼板4作為永久模板，施工結(jié)束后不予拆除。開孔板連接件7可以是在條形鋼板上設(shè)置I排、2排或多排孔，然后將其垂直焊接于外部鋼板4上，并在孔中設(shè)置貫通鋼筋8的連接裝置。
[0030]請參見圖4所示，鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)2埋入混凝土承臺3內(nèi)部一定的深度，二者通過在鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)2內(nèi)部混凝土結(jié)構(gòu)5中的已有豎向鋼筋9、以及外部鋼板4內(nèi)側(cè)和外側(cè)上布置的焊釘連接件6與開孔板連接件7進行可靠連接。在鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)2埋入混凝土承臺3內(nèi)部的下部，外部鋼板4上可以設(shè)孔，并將混凝土承臺水平縱橫向鋼筋10穿過所設(shè)孔，保證二者的可靠連接；同時，鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)2內(nèi)部混凝土結(jié)構(gòu)5中的已有豎向鋼筋9深入混凝土承臺3內(nèi)部，與混凝土承臺3內(nèi)部水平縱橫向鋼筋10形成可靠連接。
[0031]請參見圖5所示，鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)2與混凝土結(jié)構(gòu)I連接處，在鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)2上部一定高度范圍內(nèi)，內(nèi)部混凝土結(jié)構(gòu)5的四周外側(cè)新增豎向鋼筋11，新增豎向鋼筋11與外部鋼板4內(nèi)側(cè)布置的焊釘連接件6與開孔板連接件7進行可靠連接。鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)2內(nèi)部混凝土結(jié)構(gòu)5的新增豎向鋼筋11和已有豎向鋼筋9貫通深入混凝土結(jié)構(gòu)I中，實現(xiàn)二者的可靠連接。
[0032]以上所述的具體實施例，對本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.ー種下部采用鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)的橋塔或橋墩，其特征在于，該橋塔或橋墩包括上部的混凝土結(jié)構(gòu)(I)、下部的鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)(2)以及底部的混凝土承臺(3)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的下部采用鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)的橋塔或橋墩，其特征在于，所述鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)(2)的橫截面為中空的圓形、矩形或圓端矩形，其外部為鋼板(4)，內(nèi)部為混凝土結(jié)構(gòu)(5)，外部鋼板(4)和內(nèi)部混凝土結(jié)構(gòu)(5)之間通過于外部鋼板(4)內(nèi)側(cè)布置的焊釘連接件(6)與開孔板連接件(7)進行連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的下部采用鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)的橋塔或橋墩，其特征在于，所述外部鋼板(4)作為永久模板，施工結(jié)束后不予拆除。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的下部采用鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)的橋塔或橋墩，其特征在于，所述開孔板連接件(7)是在條形鋼板上設(shè)置I排、2排或多排孔，然后將其垂直焊接于外部鋼板(4)上，并在孔中設(shè)置貫通鋼筋(8)的連接裝置。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的下部采用鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)的橋塔或橋墩，其特征在于，所述鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)(2)埋入混凝土承臺(3)內(nèi)部一定的深度，二者通過在鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)⑵內(nèi)部混凝土結(jié)構(gòu)(5)中的已有豎向鋼筋(9)、以及外部鋼板⑷內(nèi)側(cè)和外側(cè)上布置的焊釘連接件(6)與開孔板連接件(7)進行連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的下部采用鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)的橋塔或橋墩，其特征在干，在所述鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)(2)埋入混凝土承臺(3)內(nèi)部的下部，外部鋼板(4)上設(shè)孔，并將混凝土承臺水平縱橫向鋼筋(10)穿過所設(shè)孔，保證二者的可靠連接；鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)⑵內(nèi)部混凝土結(jié)構(gòu)(5)中的已有豎向鋼筋(9)深入混凝土承臺(3)內(nèi)部，與混凝土承臺⑶內(nèi)部水平縱橫向鋼筋(10)形成可靠連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的下部采用鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)的橋塔或橋墩，其特征在于，所述鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)(2)與混凝土結(jié)構(gòu)(I)連接處，在鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)(2)上部一定高度范圍內(nèi)，內(nèi)部混凝土結(jié)構(gòu)(5)的四周外側(cè)新增豎向鋼筋(11)，新增豎向鋼筋(11)與外部鋼板(4)內(nèi)側(cè)布置的焊釘連接件(6)與開孔板連接件(7)進行連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的下部采用鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)的橋塔或橋墩，其特征在干，所述鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)⑵內(nèi)部混凝土結(jié)構(gòu)(5)的新增豎向鋼筋(11)和已有豎向鋼筋(9)貫通深入混凝土結(jié)構(gòu)(I)中，實現(xiàn)二者的可靠連接。
【文檔編號】E01D19/02GK103452040SQ201310429876
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2013年9月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月18日
【發(fā)明者】張喜剛, 劉高, 唐亮, 高原, 吳文明, 郭瑞, 李毅 申請人:中交公路長大橋建設(shè)國家工程研究中心有限公司