一種鋼構與混凝土組合的高墩結構的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于橋梁工程技術領域，具體涉及一種鋼構與混凝土組合的高墩結構。
【背景技術】
[0002]近20年的地震災害經驗表明，隨著城市現代化的發展，交通網絡在整個城市生命線抗震防災系統中越來越重要。而橋梁作為交通網絡上一個重要的環節，在震后救援或者災后重建工作中都扮演者極其重要的角色。歷次的地震災害都表明，橋梁一旦遭到破壞，會嚴重阻礙整個災后救援工作的進行，同時也會衍生出更大的次生災害，造成更大的生命財產損失，因此橋墩應具有足夠的強度、穩定性以及抗震性能，才能保證橋梁的安全性、耐久性和正常使用。
[0003]高墩是橋梁將上部結構作用力順暢地傳遞到下部結構的關鍵受力結構。隨著橋梁的跨徑日益增大，高墩的受力趨于復雜，這就要求高墩有更加合理的構造形式。高墩結構按材料分主要有混凝土高墩、鋼高墩。混凝土高墩自重較大，施工期間還需架設臨時鋼結構支撐；鋼高墩加工拼裝方便，同時加快施工進度，但造價較高。
[0004]傳統的鋼筋混凝土橋墩由于自重大，延性差，材質不均勻等缺點導致其抗震性能較差，在地震中極易發生破壞，且其震后損傷檢測鑒定及加固處理較為困難。為了提高橋墩的抗震性能，已開始采用普通鋼材制作的鋼橋墩作為橋梁的下部支撐結構。與傳統的鋼筋混凝土橋墩相比，鋼橋墩不僅具有良好的抗震性能和強度，還具有自重輕、占地面積小、現場施工快捷、震后可快速修復補強等顯著優點，在發達國家城市高架橋、高速公路橋梁以及人行天橋等領域得到了廣泛的應用；同時，在探索新的橋墩結構形式過程中，箱形鋼橋墩在兩個主軸方向均有較好的抗彎性能，且比圓鋼管橋墩加工制作簡便，在實際工程中應用更為普遍。但是，因箱形鋼橋墩的壁厚較薄，在地震中箱形鋼橋墩的根部壁板易發生局部屈曲變形，且箱形鋼橋墩的應力易集中在各角部焊縫處，造成箱形鋼橋墩各角部易撕裂，致使箱形鋼橋墩的抗震性能急劇惡化。
【發明內容】
[0005]針對現有技術所存在的上述技術問題，本實用新型提供了一種鋼構與混凝土組合的高墩結構，通過適當增加混凝土高墩截面內用以支撐模板和固定鋼筋的鋼構用量，并加以合理布置，從而更好地發揮鋼構與混凝土的組合作用，提高高墩的承載性能和施工便利性。
[0006]一種鋼構與混凝土組合的高墩結構，包括混凝土高墩，所述的混凝土高墩內設置有自下而上貫通的鋼構，所述的鋼構與混凝土高墩之間設有連接件；
[0007]所述的鋼構為由若干豎向弦桿、橫向聯系桿以及斜向聯系桿相互連接組成的格構式鋼構；相鄰平行的豎向弦桿和橫向聯系桿所圍成的矩形框架對角線方向上設置所述的斜向聯系桿，所述的豎向弦桿的腹板上設置開孔。
[0008]所述的混凝土高墩的截面為中空箱型。
[0009]所述的豎向弦桿有兩種形式，位于中間的豎向弦桿采用H型鋼，位于拐角處的豎向弦桿采用角鋼；所述的橫向聯系桿和斜向聯系桿采用角鋼或條形鋼。
[0010]所述的連接件布置于豎向弦桿上，其可以為焊釘、焊接的開孔板、豎向弦桿的開孔或型鋼外包裹螺旋筋。在豎向弦桿上設置連接件能夠保證鋼構與鋼筋混凝土墩柱間協同工作。
[0011]所述的鋼構上設有三道箍筋，每一道包括沿豎直方向間隔設置的多排箍筋，其中:第一道箍筋設于鋼構的外圍；第二道箍筋設于鋼構中間，其穿過豎向弦桿腹板上的開孔并作為連接件的一部分；第三道箍筋設于鋼構的內邊緣。
[0012]所述的箍筋在鋼構拐角處設計為圓弧光滑過渡。
[0013]所述的鋼構外圍沿周長方向分隔設置有多根縱筋，但作受力的縱筋配筋率顯著低于同等受力條件下普通混凝土墩柱。
[0014]本實用新型具有以下有益效果:
[0015](I)本實用新型鋼構-混凝土組合高墩結構在成橋狀態下，混凝土墩主要承擔高墩內豎向分力，鋼構協助混凝土承擔截面內彎矩，混凝土包裹在鋼構外側能夠增大鋼構結構的穩定性。
[0016](2)本實用新型在鋼構與混凝土間設置的連接件，能確保兩者間能夠傳遞剪力，保證協同工作。
[0017](3)本實用新型鋼構在混凝土墩柱內布置時，承擔了大部分的截面抗彎作用，減小鋼筋混凝土高墩截面中的主筋配筋量。截面內僅需配置構造鋼筋和連接輔助鋼筋，起到防止混凝土開裂，限制混凝土裂縫寬度，并保證鋼構與混凝土之間的共同作用。
[0018](4)本實用新型鋼構-混凝土組合高墩，原本作為施工臨時勁性骨架的部分可以通過合理構造加以利用，無需拆除，減少了施工工序，簡化了設計過程。
[0019](5)采用本實用新型可以減少高墩施工時臨時鋼結構的用量，增大模板的周轉量，達到加快施工進度，提供施工便利，節省施工費用。
【附圖說明】
[0020]圖1為本實用新型的結構示意圖。
[0021]圖2為鋼構的局部結構示意圖。
[0022]圖3為鋼構上箍筋的布置示意圖。
【具體實施方式】
[0023]為了更為具體地描述本實用新型，下面結合附圖及【具體實施方式】對本實用新型的技術方案進行詳細說明。
[0024]如圖1所示，本實用新型鋼構-混凝土組合高墩結構，主體結構主要包括混凝土墩柱I及其內設置的鋼構2。在混凝土高墩I內部設置自下而上貫通的鋼構2，在鋼構2、混凝土高墩I之間設置有連接件，其中混凝土墩柱I與普通的鋼筋混凝土墩柱截面類似，主要以中空箱型截面為主。
[0025]為防止鋼構銹蝕，鋼構2完全容納于混凝土墩柱中，且鋼構2與混凝土邊緣離開一定距離，此距離大小應至少能夠容納1-2排鋼筋的位置及控制保護層厚度要求，以便布置外側箍筋，但此距離也不宜過大，以充分提高鋼構本身的慣性矩。
[0026]圖2為鋼構-混凝土組合高墩結構鋼構部分構造圖，為了表示清楚鋼構的具體形成方式和最終結構布置，僅取了鋼構2中具有代表型的一個基本單元，其余部分可以按此類推進行擴展。
[0027]該基本單元由豎向弦桿5?6、橫向聯系桿7和斜向聯系桿8組成，豎向弦桿5?6位于豎直平面內，為鋼構的主要受力構件；橫向聯系桿7平行于地面、垂直于豎向弦桿5?6，兩端與豎向弦桿焊接；斜向聯系桿8位于兩個相鄰橫向聯系桿7間并焊接在兩個相鄰豎向弦桿5?6上，形成一個基本鋼構單元，鋼構2的其余部分均可通過此形式進行擴展而成。
[0028]鋼構2中豎向弦桿有兩種形式，位于中間的豎向中弦桿5采用H型鋼，位于交點處的豎向邊弦桿6采用角鋼，焊接在豎向弦桿上的橫向聯系桿7和斜向聯系桿8均采用角鋼。鋼構上設置開孔51，可穿過鋼筋再澆筑上混凝土形成開孔板連接件；連接件形式多樣，可以為焊釘、焊接開孔板、構件開孔、螺旋鋼筋等。
[0029]如圖3所示，本實施方式的鋼構-混凝土組合高墩結構的內外均配置有鋼筋，協助混凝土墩柱受力，包括縱向受力鋼筋3和箍筋41?43，分別沿著高墩結構的豎直方向、環繞高墩結構橫截面的周長上均勻間隔布置。
[0030]鋼構2與混凝土外邊緣布置一道箍筋41 ;穿越鋼構H型鋼豎向弦桿腹板開孔51也布置一道箍筋42，此箍筋42同時作為連接件的一部分；在鋼構2與混凝土內邊緣間的也設置一道箍筋43。箍筋41?43間距與鋼構豎向弦桿連接件間距基本相同，箍筋41?42在轉角處應圓弧光滑過渡。
[0031]上述的對構造的描述是為便于該技術領域的普通技術人員能理解和應用本實用新型。熟悉本領域技術的人員顯然可以容易地對這些構造做出各種修改，并把在此說明的一般原理應用到其他實施例中而不必經過創造性的勞動。因此，本實用新型不限于這里的實施例，本領域技術人員根據本實用新型的揭示，對于本實用新型做出的改進和修改都應該在本實用新型的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種鋼構與混凝土組合的高墩結構，包括混凝土高墩；其特征在于:所述的混凝土高墩內設置有自下而上貫通的鋼構，所述的鋼構與混凝土高墩之間設有連接件； 所述的鋼構為由若干豎向弦桿、橫向聯系桿以及斜向聯系桿相互連接組成的格構式鋼構；相鄰平行的豎向弦桿和橫向聯系桿所圍成的矩形框架對角線方向上設置所述的斜向聯系桿，所述的豎向弦桿的腹板上設置開孔。
2.根據權利要求1所述的高墩結構，其特征在于:所述的混凝土高墩的截面為中空箱型。
3.根據權利要求1所述的高墩結構，其特征在于:所述的豎向弦桿有兩種形式，位于中間的豎向弦桿采用H型鋼，位于拐角處的豎向弦桿采用角鋼；所述的橫向聯系桿和斜向聯系桿采用角鋼或條形鋼。
4.根據權利要求1所述的高墩結構，其特征在于:所述的連接件布置于豎向弦桿上，其為焊釘、焊接的開孔板、豎向弦桿的開孔或型鋼外包裹螺旋筋。
5.根據權利要求1所述的高墩結構，其特征在于:所述的鋼構上設有三道箍筋，每一道包括沿豎直方向間隔設置的多排箍筋，其中:第一道箍筋設于鋼構的外圍；第二道箍筋設于鋼構中間，其穿過豎向弦桿腹板上的開孔并作為連接件的一部分；第三道箍筋設于鋼構的內邊緣。
6.根據權利要求5所述的高墩結構，其特征在于:所述的箍筋在鋼構拐角處設計為圓弧光滑過渡。
7.根據權利要求1所述的高墩結構，其特征在于:所述的鋼構外圍沿周長方向分隔設置有多根縱筋。
【專利摘要】本實用新型公開了一種鋼構與混凝土組合的高墩結構，包括混凝土高墩；混凝土高墩內設置有自下而上貫通的鋼構，鋼構與混凝土高墩之間設有連接件；鋼構為由若干豎向弦桿、橫向聯系桿以及斜向聯系桿相互連接組成的格構式鋼構；豎向弦桿的腹板上設置開孔。本實用新型高墩結構在成橋狀態下，混凝土墩主要承擔高墩內豎向分力，鋼構協助混凝土承擔截面內彎矩，混凝土包裹在鋼構外側能夠增大鋼構結構的穩定性；在鋼構與混凝土間設置的連接件，能確保兩者間能夠傳遞剪力，保證協同工作；截面內僅需配置構造鋼筋和連接輔助鋼筋，起到防止混凝土開裂，限制混凝土裂縫寬度，并保證鋼構與混凝土之間的共同作用。
【IPC分類】E01D101-26, E01D101-30, E01D19-02
【公開號】CN204266114
【申請號】CN201420673170
【發明人】雷波, 王昌將, 劉玉擎, 張仁根
【申請人】浙江省交通規劃設計研究院
【公開日】2015年4月15日
【申請日】2014年11月12日