[实用新型]屈曲抑制圆端型钢管混凝土桥墩及与承台连接结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及桥梁工程领域，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。

实用新型内容

本实用新型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。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，本实用新型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。

本实用新型屈曲抑制圆端型钢管混凝土桥墩与承台的连接结构，承台是钢筋混凝土承台，所述钢筋混凝土承台的中央位置处设有用于埋置屈曲抑制圆端型钢管混凝土桥墩的槽，所述槽的深度为桥墩埋置深度，所述槽的侧壁由与钢筋混凝土承台嵌固的金属波纹套筒构成，所述屈曲抑制圆端型钢管混凝土桥墩通过预埋螺栓与所述钢筋混凝土承台临时固定；所述金属波纹套筒的水平投影的内轮廓与所述屈曲抑制圆端型钢管混凝土桥墩的水平投影的外轮廓是相似性，所述屈曲抑制圆端型钢管混凝土桥墩的水平投影的外轮廓小于所述金属波纹套筒的水平投影的内轮廓，所述屈曲抑制圆端型钢管混凝土桥墩与所述金属波纹套筒之间填充有纤维增强水泥。

所述橡胶垫层嵌在所述钢套箍的底面与所述纤维增强水泥的上平面之间。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1.充分利用钢材与混凝土材料的性能，圆端形钢管对混凝土起约束作用，可以提高混凝土抗压强度及延性。而混凝土材料可抑制钢管向内部屈曲。

2.地震作用下，圆端形钢管混凝土底部钢管易出现向外的局部鼓曲，混凝土开裂，鼓曲处由于疲劳易出现钢管的断裂，导致桥墩破坏。本实用新型增加底部钢套箍可有效抑制钢管向外局部鼓曲，提高桥墩延性，防止桥墩破坏引起的桥梁倒塌。

3.现有桥墩形式震后修复困难，本实用新型若在强震作用下桥墩底部钢套箍发生严重变形，可直接卸载钢套箍更换新的钢套箍，使震后修复更加便捷。

本实用新型该桥墩与承台连接的快速施工方法，与现有桥墩施工方法相比，施工简便，现场工作量和湿作业少，可实现预制桥墩、承台的连接，且连接节点具有较好的抗震性能。施工过程中无需支模，有利于缩短工期，具有良好的经济效益。

附图说明

图1是本实用新型屈曲抑制圆端型钢管混凝土桥墩及承台俯视图；