[发明专利]一种H型钢-PHC组合桩与桥台柔性连接的构造及其施工方法

说明书

本发明涉及一种H型钢‑PHC组合桩与桥台柔性连接的构造，包括PHC管桩、法兰盘、螺栓、弹性外包、H型钢、钢垫板、剪力键及桥台，桥梁桩基上段为H型钢下段为PHC管桩的组合桩，H型钢通过焊接固定在法兰盘上，法兰盘通过螺栓与PHC管桩顶端实现纵轴向连接，H型钢外周包覆有弹性外包，H型钢顶部焊接有钢垫板，钢垫板上焊接有剪力键，组合桩通过钢垫板和剪力键与上部的桥台浇筑为一体。本发明充分利用桩在水平荷载作用下的受力特点，下部采用抗弯能力弱，抗压能力强的PHC管桩承担竖向荷载，上部采用抗弯能力强的H型钢主要承担水平变形，达到物尽其用、受力合理的效果。

技术领域

本发明涉及一种H型钢-PHC组合桩与桥台柔性连接的构造及其施工方法，涉及桥梁工程等领域。

背景技术

桥梁桩基深埋地下，打桩造成的桩基开裂会显著降低桩基的正常使用寿命且难以更换维修。且桩基在车辆荷载、温度荷载、地震荷载作用下不可避免的产生水平变形，在桥台与桩基连接处是极易损坏的部位，原因是桩基的水平变形能力差，桥台或承台对桩基的约束作用强而导致桩顶内力过大引起的局部破坏。对于整体式桥梁，在桥梁全长较长时，循环温度荷载会引起显著的桩土相互作用，桩基会产生不可忽视的温度应力。如何减小桥台或台对桩基的约束，减小桩侧土体对桩基的横向抗力，增加桩基的水平变形能力，改善桩基的受力成为亟待解决的问题。

发明内容

鉴于现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种H型钢-PHC组合桩与桥台柔性连接的构造及其施工方法。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种H型钢-PHC组合桩与桥台柔性连接的构造，包括PHC管桩、法兰盘、螺栓、弹性外包、H型钢、钢垫板、剪力键及桥台，桥梁桩基上段为H型钢下段为PHC管桩的组合桩，H型钢通过焊接固定在法兰盘上，法兰盘通过螺栓与PHC管桩顶端实现纵轴向连接，H型钢外周包覆有弹性外包，H型钢顶部焊接有钢垫板，钢垫板上焊接有剪力键，组合桩通过钢垫板和剪力键与上部的桥台浇筑为一体。

优选的，PHC管桩顶部预留有环形分布的螺孔。

优选的，法兰盘为圆形，厚度不小于两倍H型钢翼缘厚度，其直径与PHC管桩相等，且预留有与PHC管桩相对应的安装通孔。

优选的，H型钢翼缘宽度和腹板高度应小于法兰盘直径，以便布置安装通孔。

优选的，弹性外包内表面与H型钢贴合，外径与PHC管桩直径相等；弹性外包底部与螺栓顶部平齐，顶部与钢垫板底面平齐。

优选的，钢垫板为圆形，钢垫板厚度不应小于H型钢翼缘厚度，钢垫板直径为PHC管桩直径的1.2-1.5倍。

优选的，钢垫板上焊接有环形分布的剪力键，剪力键与传统剪力键的构造和材料一致，钢垫板与剪力键与桥台浇筑为整体。

优选的，H型钢嵌入桥台的长度不小于两倍翼缘宽度。

一种H型钢-PHC组合桩与桥台柔性连接的构造的施工方法，按以下步骤进行：步骤S1：将PHC管桩进行打桩施工，桩头冒出地表一定高度便于后续施工；步骤S2：将法兰盘定位并用螺栓锚固在PHC管桩顶部；步骤S3：将H型钢按设计位置定位并焊接在法兰盘上，并将钢垫板焊接在H型钢的顶部；步骤S4：将H型钢进行防水除锈处理，并将弹性外包包覆在H型钢外表面；步骤S5：将组合好的桩进行打桩施工，并将H型钢桩头预留一定高度，并将剪力键焊接在钢垫板上；步骤S6：在桩顶浇筑上部桥台，进行适当养护。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

（1）本发明充分利用桩在水平荷载作用下的受力特点，下部采用抗弯能力弱，抗压能力强的PHC管桩承担竖向荷载，上部采用抗弯能力强的H型钢主要承担水平变形，达到物尽其用且受力合理的效果。