[发明专利]屈曲抑制圆端型钢管混凝土桥墩及与承台连接结构和方法

说明书

本发明公开了一种屈曲抑制圆端型钢管混凝土桥墩，包括由两块相同的冷弯成型的半圆形钢、两块平钢板采用对接焊缝焊接组成的圆端形钢管；其底部焊接有端板，端板沿横桥向两端各留1个锚栓孔；圆端形钢管内侧填充有混凝土，其下部设钢套箍，钢套箍与圆端形钢管之间添加Teflon涂层，可避免套箍受竖向轴力。钢套箍与承台上表面之间设有橡胶垫层，防止钢套箍由于挤压过早屈曲。桥墩与承台连接采用灌浆金属波纹套筒埋入式连接方法，桥墩与承台可满足工厂预制，现场装配，快速施工。本发明抗震性能好、横向刚度大，钢套箍可有效抑制底部钢管鼓曲，提高桥墩延性，且施工便捷，现场工作量和湿作业少，易修复，可应用于重大桥梁工程的桥墩结构使用。

技术领域

本发明涉及桥梁工程领域，尤其是涉及一种圆端形钢管混凝土桥墩。

背景技术

随着我国交通事业的发展，高速铁路、公路、跨海大桥等大量涌现。为保证桥梁结构的安全性，桥墩作为重要的承重构件，需具有较好的抗震性能。传统桥墩多采用钢筋混凝土桥墩，其承载力及延性较差，在强震作用下易发生破坏，修复困难。

近年来，钢管混凝土桥墩由于其良好的抗震性能及便捷的施工被应用于桥梁结构中。且由于桥梁横桥向刚度与顺桥向刚度差异大，在市政桥梁工程中，常将桥墩设计成圆端形截面以提高桥墩的横桥向刚度。因此圆端形钢管混凝土桥墩由于其横向刚度大，抗震性能好，在桥梁工程中有很好的应用前景。

国内外大量学者研究表明，钢管混凝土桥墩在地震作用时，墩底剪力和弯矩较大，其破坏模态为墩底钢管出现局部鼓曲，后鼓曲范围逐渐扩大，沿环向发展，最终由于混凝土压碎、钢管撕裂发生破坏。

目前，钢管混凝土桥墩与承台连接方式一般采用承压板连接和埋入式连接两种构造方法。其中承压板连接是指在钢管底端焊接端板，端板通过锚栓及锚固钢筋与承台连接，施工过程较为繁琐。埋入式连接是指钢管底端焊接端板，钢管下部与端板埋入承台内锚固，施工中多采用现浇式承台。为缩短桥梁施工工期，尽快开放交通，亟需提出一种可实现预制拼装的桥墩-承台连接方法，满足桥梁快速施工的需求。

可见，设计一种屈曲抑制圆端型钢管混凝土桥墩，及研究一种可实现快速施工的该桥墩与承台连接方法是亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明提出一种屈曲抑制圆端型钢管混凝土桥墩及与承台的连接结构和快速施工方法。所述屈曲抑制圆端型钢管混凝土桥墩其目的在于克服钢筋混凝土桥墩承载力低、延性差的缺点，充分利用钢管混凝土结构抗震性能好的优势，满足桥墩横桥向与顺桥向抗弯刚度差异大的需求，并通过底部加钢套箍以抑制桥墩底部钢管的屈曲，提高圆端形钢管混凝土桥墩延性，避免强震作用下桥墩结构的破坏。所述桥墩与承台连接快速施工方法为灌浆金属波纹套筒埋入式连接，其目的在于提出一种可应用于预制桥墩、预制承台连接锚固的施工方法，满足桥梁快速施工的需求。

为了解决上述技术问题，本发明提出的一种屈曲抑制圆端型钢管混凝土桥墩，包括圆端形钢管,所述圆端形钢管由两块相同的冷弯成型的半圆形钢、两块平钢板采用对接焊缝焊接组成；所述圆端形钢管的底部焊接有端板，所述端板与所述圆端形钢管之间采用角焊缝焊接；所述端板沿横桥向两端各留1个锚栓孔，所述圆端形钢管内侧填充有混凝土。

所述圆端形钢管的下部自内向外依次设有Teflon涂层和钢套箍，所述钢套箍的底部设有橡胶垫层。

所述钢套箍由两块卡箍抱合而成，两块卡箍之间用高强螺栓紧固。