[发明专利]一种桩基与桥台柔性连接结构及其施工方法

说明书

本发明涉及一种桩基与桥台柔性连接结构及其施工方法，包括桥梁桩基和桥台，桥梁桩基的上端具有伸入桥台内部的桩头，桩头为上大、下小的变截面结构，桩头的上端通过连接件与桥台相连接，桩头的外表面与桥台之间设置有弹性垫层。施工时包括如下步骤：（1）进行桥梁桩基与桩头的施工；（2）在桩头的顶面预埋至少一圈呈环形分布的连接钢筋；（3）在桩头的外表面铺设弹性垫层；（4）进行桥台的施工。变截面的桩头与桥台之间通过弹性垫层作用，能够吸收桥台相对转角和位移，减弱桥台对桥梁桩基的约束作用，从而减小桩顶弯矩，避免桩头与桥梁桩基出现损坏，提高结构的耐久性和抗震性能，整体结构设计简单、合理，施工方便。

技术领域：

本发明涉及一种桩基与桥台柔性连接结构及其施工方法。

背景技术：

对于整体式无缝桥梁，其桩基与桥台一般通过桩顶嵌入桥台实现刚性连接，桥台对桩基的约束作用很大。当桥梁在车辆荷载作用和地震作用下主梁和桥台发生转角和位移时，桥台带动桩基一起运动，并将绝大部分弯矩和剪力传递到桩基，桩基与桥台连接部位在复杂的压、弯、剪作用下会出现混凝土破坏现象。桩基不仅要承受上部结构自重和活载等引起的竖向荷载，还要承受地震、温度作用等引起的水平荷载。此外，桩基的刚度远小于桥台，桥台在温度作用下产生循坏的水平位移时，桩基与桥台同步运动，使得桩在桥台连接处混凝土产生较大的应力，极易使混凝土出现裂缝，从而降低桩的水平承载能力。

针对整体式无缝桥中刚性连接的桩基和桥台，桩基与桥台连接段混凝土破坏以及桩基损坏现象，如何采取有效的连接方式成为亟待解决的问题。

发明内容：

本发明针对上述现有技术存在的问题做出改进，即本发明所要解决的技术问题是提供一种桩基与桥台柔性连接结构及其施工方法，不仅结构合理、新颖，而且施工方便。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种桩基与桥台柔性连接结构，包括桥梁桩基和位于桥梁桩基上方的桥台，所述桥梁桩基的上端具有伸入桥台内部的桩头，所述桩头为上大、下小的变截面结构，桩头的上端通过连接件与桥台相连接，桩头的外表面与桥台之间设置有弹性垫层。

进一步的，所述桥台的下端设有与桩头的外形相适应的并用以容置桩头的凹部，所述凹部的内表面与桩头的外表面之间设有弹性垫层。

进一步的，所述桩头的顶面与底面相平行。

进一步的，所述桩头的侧边与桩头的竖直轴线的夹角为30°~45°。

进一步的，所述桩头的底面与桥台的底面相齐平，桩头的高度为桥梁桩基桩径的1~2倍。

进一步的，所述连接件包括至少一圈呈环形分布在桩头顶面的连接钢筋，所述连接钢筋与桥台浇筑为一体。

进一步的，所述连接钢筋的上下两端分别设有连接弯钩。

进一步的，所述弹性垫层由柔性材料制成，弹性垫层的厚度为桥梁桩基桩径的1/8～1/5。

进一步的，所述桥梁桩基的截面为圆形或矩形；所述桩头为圆台状或棱台状。

本发明采用的另一种技术方案是：一种桩基与桥台柔性连接结构的施工方法，包含如下步骤：

步骤S1：进行桥梁桩基与桩头的施工并养护；

步骤S2：在桩头的顶面预埋至少一圈呈环形分布的连接钢筋；

步骤S3：在桩头的外表面铺设弹性垫层；

步骤S4：进行桥台的施工并养护，使得桥台与连接钢筋浇筑为一体。

与现有技术相比，本发明具有以下效果：本发明中变截面的桩头与桥台之间通过弹性垫层作用，能够吸收桥台相对转角和位移，减弱桥台对桥梁桩基的约束作用，从而减小桩顶弯矩，避免桩头与桥梁桩基出现损坏，提高结构的耐久性和抗震性能，整体结构设计简单、合理，施工方便。