[发明专利]自复位中空夹层钢管混凝土节段拼装桥墩

说明书

本发明涉及一种自复位中空夹层钢管混凝土节段拼装桥墩，包括现浇钢筋混凝土承台、无粘结预应力筋和预制钢筋混凝土盖梁，现浇钢筋混凝土承台和预制钢筋混凝土盖梁在纵向轴线位置分别预埋有波纹管和波纹管。在现浇钢筋混凝土承台和预制钢筋混凝土盖梁之间还设置有预制中空夹层钢管混凝土墩身底节段、顶节段以及部分无粘结纵筋，所述的中空夹层钢管混凝土墩身底节段和顶节段均包括截面圆心重合的内层钢管和外层钢管，内层钢管和外层钢管之间浇筑混凝土夹层，墩身底节段的混凝土夹层预埋有用于穿过无粘结纵筋的纵向PVC管；部分无粘结纵筋自上而下包括三部分：自承台顶面向上的外伸部分、位于承台上部的无粘结段和在承台中的预埋部分。

技术领域

本发明涉及桥梁工程技术领域，具体涉及一种自复位中空夹层钢管混凝土节段拼装桥墩。

背景技术

我国桥梁上部结构建造中已较多使用预制拼装技术，大大提高了现场施工效率和构件质量，但下部结构建造仍主要以人工绑扎、现场浇筑为主，存在施工周期长、环境干扰大的弊端。而预制节段拼装桥墩为解决上述问题提供了有效途径。采用后张无粘结预应力筋连接的预制节段拼装桥墩，其后张预应力为桥墩提供自复位能力，可显著减小桥墩的残余位移和损伤，提高桥墩震后功能可恢复性。

中空夹层钢管混凝土柱与钢筋混凝土柱和实心钢管混凝土柱相比，具有抗弯刚度大、自重轻和防火性能好等特点。其内、外双层钢管在充当模板的同时，能够替代纵筋和箍筋，具有简化施工流程的优势。此外，内层钢管在有效防止空心截面内壁混凝土压碎的同时，可为夹层混凝土提供良好的约束效应，从而有效提高节段拼装桥墩的延性性能。

目前，已有发明将中空夹层钢管混凝土柱作为桥墩墩身结构形式，但中空夹层钢管混凝土墩身整体现浇或整体预制对吊装和拼接提出更高要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种适用于公路桥梁建设中的自复位中空夹层钢管混凝土节段拼装桥墩结构形式。该桥墩的预制墩身节段刚度大、延性好、自重轻，预制过程无需钢筋绑扎和模板支护，运输方便，拼装简单，加快了桥梁施工进度；后张无粘结预应力筋连接方式可靠，并为桥墩提供自复位能力，提高了桥墩震后功能可恢复性。技术方案如下：

一种自复位中空夹层钢管混凝土节段拼装桥墩，包括现浇钢筋混凝土承台1、无粘结预应力筋6和预制钢筋混凝土盖梁4，所述的现浇钢筋混凝土承台1和预制钢筋混凝土盖梁4在纵向轴线位置分别预埋有波纹管7和波纹管8，其特征在于，在所述的现浇钢筋混凝土承台1和预制钢筋混凝土盖梁4之间还设置有预制中空夹层钢管混凝土墩身底节段2、顶节段3以及部分无粘结纵筋5，所述的中空夹层钢管混凝土墩身底节段2和顶节段3均包括截面圆心重合的内层钢管10和外层钢管11，内层钢管10和外层钢管11之间浇筑混凝土夹层12，墩身底节段2的混凝土夹层12预埋有用于穿过无粘结纵筋5的纵向PVC管9；部分无粘结纵筋5自上而下包括三部分：自承台顶面向上的外伸部分14、位于承台上部的无粘结段15和在承台中的预埋部分16，部分无粘结纵筋5的自承台顶面向上的外伸部分14位于纵向PVC管9内，位于承台上部的无粘结段15在拼装前已经经过无粘结预处理；

所述的预制中空夹层钢管混凝土墩身底节段2通过预埋的PVC管9穿过自承台顶面向上预留的部分无粘结纵筋5后拼装在现浇钢筋混凝土承台1顶面上，将高强灌浆料自上而下注入PVC管9中；预制中空夹层钢管混凝土墩身底节段2全部灌浆完成后，将所述的顶节段3置于墩身底节段2顶面，所述的预制钢筋混凝土盖梁4置于墩身顶节段3顶面，预制中空夹层钢管混凝土墩身底节段2、顶节段3和盖梁4纵向轴线共线；所述的预应力筋6沿纵向轴线方向依次穿过承台1预埋的波纹管7、墩身底节段2、顶节段3及盖梁4预埋的波纹管8，张拉预应力筋6并通过锚具13将现浇钢筋混凝土承台1、预制中空夹层钢管混凝土墩身底节段2和顶节段3、预制钢筋混凝土盖梁4连接为一体。

进一步地，所述预制中空夹层钢管混凝土墩身底节段2和顶节段3分别由一个及以上节段组成，底节段2和顶节段3数量根据工程的实际墩高和墩身截面尺寸做出相应变化。