[发明专利]采用不抗拔-抗剪限位的节段式钢管混凝土桥墩及施工方法

说明书

技术领域

本发明属于桥梁工程领域，涉及一种不抗拔-抗剪限位连接件，具体涉及一种采用不抗拔-抗剪限位的节段式钢管混凝土桥墩及施工方法。

背景技术

城市、公路、列车乃至高速铁路交通的迅猛发展以及日益进步的经济发展水平，都对桥梁结构的力学性能和设计方案提出了更高的要求。在桥梁结构中，桥墩的力学性能显得尤为重要。

常规基于延性设计的钢管混凝土桥墩主要着眼于确保在遭遇极端荷载的情形下的桥梁安全，其力学性能优异，延性变形能力强，能够充分发挥钢材与混凝土材料的承载能力，因此钢管混凝土桥墩正逐渐在桥梁工程中崭露头角。然而在实际工程应用中，整体设计的钢管混凝土桥墩还有以下不足：（a）通常需要在现场拼接钢管，焊接工艺要求高，焊接质量难以保证；（b）通常混凝土的一次浇筑量较大，浇筑质量难以保证，且泵送混凝土能力要求高；（c）整体的钢管混凝土桥墩在地震或者其他荷载作用下一旦损伤破坏，通常需要全桥墩拆除修复，带来不必要的经济浪费；（4）施工不灵活，施工周期长。

节段拼装技术具有良好的经济性和施工便利性，可以推广到钢管混凝土桥墩。然而简单的对钢管混凝土桥墩进行节段拼装，会引入新的技术问题，例如在桥墩节段之间缺乏相应的抗剪机制，剪力无法有效传递等，目前仍缺乏成熟的解决方案，这就制约了节段式钢管混凝土桥墩的工程应用和推广。

发明内容

为了解决上述现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种采用不抗拔-抗剪限位的节段式钢管混凝土桥墩及施工方法，本发明构造简单，施工灵活方便，取材便利，实用可靠，经济性能突出，解决现有节段式桥墩技术中没有合理抗剪连接，限制了节段式桥墩应用的技术问题。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种采用不抗拔-抗剪限位的节段式钢管混凝土桥墩，包括多个钢管混凝土节段5依次拼接形成桥墩整体，其特征在于：还包括设置在相邻钢管混凝土节段5接缝处的不抗拔-抗剪限位连接件1，所述不抗拔-抗剪限位连接件1包括抗剪钢板芯2、焊接在抗剪钢板芯2两端的纵向限位放大端3、以及粘结在纵向限位放大端3处的软质发泡填充物4。不抗拔-抗剪限位连接件1用于有效连接相邻的钢管混凝土节段5，在提供有效剪力传递的同时，允许桥墩节段沿着桥墩墩身轴线方向自由地发生一定张开，形成节段接缝开合机制。不抗拔-抗剪限位连接件1伸入两端桥墩节段内部的端部设置有纵向限位放大端3，通常可以采用焊接的端部限位钢板予以实现；纵向限位放大端3上粘有软质发泡填充物4，能在混凝土浇筑成型后，形成一定的空间，允许纵向限位放大端3发生一定的自由移动，从而实现桥墩节段接缝的自由开合机制；当变形较大时，纵向限位放大端3就会与混凝土接触被卡紧，从而实现纵向的有效限位。在相邻的节段接缝处，提供了抗剪钢板芯2，实现了桥墩节段之间的有效剪力传递，避免剪切错位，可以安全可靠，简洁方便地形成桥墩整体。

所述的钢管混凝土节段5包括钢管6以及浇注在钢管6间的核心约束混凝土7。

所述的钢管混凝土节段5还包括焊接在钢管6两端的钢管节段端部肋板8。钢管混凝土节段5与整体式钢管混凝土桥墩相比，钢管混凝土节段5不需要考虑在基础中的锚固深度，而是作为一个现场施工的元件，能够逐节段施工，灵活方便；对施工场地要求较低，施工难度较小。在钢管6上可以选择性地设置钢管节段端部肋板8，采用焊接连接，增强局部承压能力，改善钢管6端部位置的约束刚度，改善该部位对混凝土的约束效果。

上述所述的一种采用不抗拔-抗剪限位的节段式钢管混凝土桥墩的施工方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤1：加工不抗拔-抗剪限位连接件1，具体包括如下步骤：

1）制作抗剪钢板芯2，在工厂或者现场焊接形成抗剪钢板芯2；

2）安装纵向限位放大端3，在工厂或者现场将纵向限位放大端3可靠地焊接于抗剪钢板芯2的两端；

3）在纵向限位放大端3的纵向上下端粘上软质发泡填充物4；

步骤2：加工混凝土桥墩，具体包括如下步骤：

1）对桥台结构按照规范进行设计配筋，同时预埋不抗拔-抗剪限位连接件1，不抗拔-抗剪限位连接件1下半部埋在桥台中，上半部露出；

2）在已经预埋好的不抗拔-抗剪限位连接件1的两端位置放置钢管6，钢管6上端再放置不抗拔-抗剪限位连接件1，使不抗拔-抗剪限位连接件1上半部露出，在钢管6间浇筑核心约束混凝土7，形成钢管混凝土节段(5)，完成一个桥墩节段的施工；

3）重复步骤2完成所有钢管混凝土节段5的施工，最后一个钢管混凝土节段5不需要安装上部的不抗拔-抗剪限位连接件1。