CN106758789A - 高速铁路钢‑混凝土组合桥墩及其施工方法 - Google Patents

高速铁路钢‑混凝土组合桥墩及其施工方法 Download PDF

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薛照钧
文望青
严爱国
向大峰
杨利卫
张宪国
彭文成
林文泉
赵志军
王希
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Abstract

本发明公开了一种高速铁路钢‑混凝土组合桥墩及其施工方法，包括混凝土承台、预埋在混凝土承台内与其垂直固定连接的柱脚钢管、设置在柱脚钢管上方与其同轴焊接的墩柱钢管、以及设置在墩柱钢管上方与其同轴焊接的墩帽钢管；所述柱脚钢管的顶端伸出混凝土承台的顶端面，所述柱脚钢管、墩柱钢管、以及墩帽钢管内均填充有混凝土。本发明的高速铁路钢‑混合组合桥墩满足高速铁路刚度、承载力需求，桥墩尺寸较小，外观简洁美观，减小了对道路运营的干扰，综合效益更高。

Description

高速铁路钢-混凝土组合桥墩及其施工方法
技术领域
本发明属于桥墩的技术领域，具体地指一种高速铁路钢-混凝土组合桥墩及其施工方法。
背景技术
随着高速铁路与城市交通的发展，在城市中修建高速铁路桥墩的情况越来越多，新修线路难免与既有城市交通线路相交，由此带来的跨线问题就要求桥墩结构，既要满足高速铁路运营所需求的承载力和刚度，又能将对既有交通线路的干扰降至最低。
与普通铁路相比，高速铁路对结构刚度、变形、基础沉降等有更高要求。目前高速铁路桥墩均采用混凝土桥墩，然而混凝土桥墩圬工量大，外形粗大笨重，增大了地基负荷，特别是当桥墩较高时，地基承载力较低时尤为不利。此外，混凝土桥墩施工过程中需要立模、拆模，这样给既有道路带来很大的干扰。
发明内容
本发明的目的就是要提供一种承载力大、施工便捷、造价低的高速铁路钢-混凝土组合桥墩，此外还提供了一种施工效率高、施工周期短的高速铁路钢-混凝土组合桥墩施工方法。
为实现上述目的，本发明所设计的一种高速铁路钢-混凝土组合桥墩，包括混凝土承台、预埋在混凝土承台内与其垂直固定连接的柱脚钢管、设置在柱脚钢管上方与其同轴焊接的墩柱钢管、以及设置在墩柱钢管上方与其同轴焊接的墩帽钢管；所述柱脚钢管的顶端伸出混凝土承台的顶端面，所述柱脚钢管、墩柱钢管、以及墩帽钢管内均填充有混凝土。
进一步地，所述混凝土承台内还预埋有用于固定柱脚钢管底部的锚栓组件，所述锚栓组件包括若干个沿竖向布置的锚栓、用于固定锚栓的固定支架、以及套设在锚栓上端与其螺纹连接的螺帽，所述锚栓与固定支架垂直固定连接。
进一步地，所述柱脚钢管的外壁上设置有与其垂直固定连接的横向加劲板，所述柱脚钢管的管内沿其内壁周向间隔设置有若干块柱脚加强板，所述柱脚加强板与柱脚钢管的内壁垂直固定连接，所述柱脚钢管的中部留有用于供混凝土通过的第一通道。
进一步地，所述墩柱钢管的管内沿其内壁周向间隔设置有若干块墩柱加劲板，所述墩柱加劲板与墩柱钢管的内壁垂直固定连接，所述墩柱钢管的中部留有用于供混凝土通过的第二通道。
进一步地，所述墩帽钢管的管内沿其内壁周向间隔设置有若干块墩帽加固板，所述墩帽加固板与墩帽钢管的内壁垂直固定连接，所述墩帽钢管的中部留有用于供混凝土通过的第三通道。
进一步地，所述柱脚钢管的底部设置有与其垂直焊接的柱脚底板，所述柱脚钢管的外壁底部与柱脚底板之间设置有柱脚加劲板，所述柱脚加劲板沿柱脚钢管的外壁周向间隔布置。
进一步地，所述柱脚钢管的外周还设置与其外壁垂直焊接的剪力钉。
进一步地，所述横向加劲板为呈工字型的加劲板，所述横向加劲板的工字型端面与柱脚钢管的外壁垂直固定连接，所述横向加劲板的上下端面均垂直焊接有剪力钉。
本发明提供的高速铁路钢-混凝土组合桥墩的施工方法，包括如下步骤：
1)分两层浇筑混凝土承台，先浇筑第一层混凝土承台，在第一层混凝土承台内预埋若干个沿竖向布置的锚栓、以及与锚栓垂直固定连接的固定支架；
2)将柱脚钢管的柱脚底板垂直穿过锚栓，通过螺帽锁紧固定连接；
3)在第一层混凝土承台上方浇筑第二层混凝土承台，柱脚钢管的顶端伸出第二层混凝土承台的顶端面；
4)在柱脚钢管的顶端同轴焊接墩柱钢管，再在墩柱钢管的顶端同轴焊接墩帽钢管；
5)向柱脚钢管、墩柱钢管、以及墩帽钢管内从上至下泵送混凝土，完成施工。
进一步地，所述第一层混凝土承台与第二层混凝土承台的高度之比为1：2。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：
其一，本发明的高速铁路钢-混凝土组合桥墩与现有的混凝土桥墩相比，承载力高、刚度大、施工便捷、延性较好等特点，而且其尺寸较小，适用于城市道路立交复杂，施工场地狭小工点；特别是在一些高烈度区的桥墩，采用-混凝土组合桥墩可显著增强延展性，增强桥墩抗震能力。
其二，本发明的钢-混凝土组合桥墩满足高速铁路刚度、承载力的要求，柱脚钢管、墩柱钢管、墩帽钢管可以兼做受力和模板，不需要立模拆模，既减少了施工量，又能将对既有交通的干扰降至最低，综合效应好。
其三，本发明的柱脚钢管、墩柱钢管、墩帽钢管内合理设置有柱脚加强板、墩柱加劲板、墩帽加固板，从而加强了桥墩的牢固性，满足高速铁路刚度、承载力需求。
附图说明
图1为本发明高速铁路钢-混凝土组合桥墩的结构示意图；
图2为图1中柱脚钢管的放大结构示意图；
图3为图2中沿A-A方向的放大结构示意图；
其中：1-混凝土承台、1.1-第一层混凝土承台、1.2-第二层混凝土承台、2-柱脚钢管、3-墩柱钢管、4-墩帽钢管、5-锚栓组件、6-锚栓、7-固定支架、8-螺帽、9-横向加劲板、10-柱脚加强板、11-第一通道、12-墩柱加劲板、13-第二通道、14-墩帽加固板、15-第三通道、16-柱脚底板、17-柱脚加劲板、18-剪力钉。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
如图1～3所示，本实施例的一种高速铁路钢-混凝土组合桥墩，包括混凝土承台1、预埋在混凝土承台1内与其垂直固定连接的柱脚钢管2、设置在柱脚钢管2上方与其同轴焊接的墩柱钢管3、以及设置在墩柱钢管3上方与其同轴焊接的墩帽钢管4；柱脚钢管2的顶端伸出混凝土承台1的顶端面，柱脚钢管2、墩柱钢管3、以及墩帽钢管4内均填充有混凝土。混凝土承台1内还预埋有用于固定柱脚钢管2底部的锚栓组件5，锚栓组件5包括若干个沿竖向布置的锚栓6、用于固定锚栓6的固定支架7、以及套设在锚栓6上端与其螺纹连接的螺帽8，锚栓6与固定支架7垂直固定连接。
柱脚钢管2的外壁上设置有与其垂直固定连接的横向加劲板9，柱脚钢管2的管内沿其内壁周向间隔设置有若干块柱脚加强板10，柱脚加强板10与柱脚钢管2的内壁垂直固定连接，柱脚钢管2的中部留有用于供混凝土通过的第一通道11。墩柱钢管3的管内沿其内壁周向间隔设置有若干块墩柱加劲板12，墩柱加劲板12与墩柱钢管3的内壁垂直固定连接，墩柱钢管3的中部留有用于供混凝土通过的第二通道13。墩帽钢管4的管内沿其内壁周向间隔设置有若干块墩帽加固板14，墩帽加固板14与墩帽钢管4的内壁垂直固定连接，墩帽钢管4的中部留有用于供混凝土通过的第三通道15。
柱脚钢管2的底部设置有与其垂直焊接的柱脚底板16，柱脚钢管2的外壁底部与柱脚底板16之间设置有柱脚加劲板17，柱脚加劲板17沿柱脚钢管2的外壁周向间隔布置。柱脚钢管2的外周还设置与其外壁垂直焊接的剪力钉18。横向加劲板9为呈工字型的加劲板，横向加劲板9的工字型端面与柱脚钢管2的外壁垂直固定连接，横向加劲板9的上下端面均垂直焊接有剪力钉18。
本发明高速铁路钢-混凝土组合桥墩的施工方法，包括如下步骤：
1)分两层浇筑混凝土承台1，先浇筑第一层混凝土承台1.1，在第一层混凝土承台1.1内预埋若干个沿竖向布置的锚栓6、以及与锚栓6垂直固定连接的固定支架7；
2)将柱脚钢管2的柱脚底板16垂直穿过锚栓6，通过螺帽8锁紧固定连接；
3)在第一层混凝土承台1.1上方浇筑第二层混凝土承台1.2，第一层混凝土承台1.1与第二层混凝土承台1.2的高度之比为1：2，柱脚钢管2的顶端伸出第二层混凝土承台1.2的顶端面；
4)在柱脚钢管2的顶端同轴焊接墩柱钢管3，再在墩柱钢管3的顶端同轴焊接墩帽钢管4；
5)向柱脚钢管2、墩柱钢管3、以及墩帽钢管4内从上至下泵送混凝土，完成施工。
以上，仅为本发明的具体实施方式，应当指出，任何熟悉本领域的技术人员在本发明所揭示的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种高速铁路钢-混凝土组合桥墩，其特征在于：包括混凝土承台(1)、预埋在混凝土承台(1)内与其垂直固定连接的柱脚钢管(2)、设置在柱脚钢管(2)上方与其同轴焊接的墩柱钢管(3)、以及设置在墩柱钢管(3)上方与其同轴焊接的墩帽钢管(4)；所述柱脚钢管(2)的顶端伸出混凝土承台(1)的顶端面，所述柱脚钢管(2)、墩柱钢管(3)、以及墩帽钢管(4)内均填充有混凝土。
2.根据权利要求1所述的高速铁路钢-混凝土组合桥墩，其特征在于：所述混凝土承台(1)内还预埋有用于固定柱脚钢管(2)底部的锚栓组件(5)，所述锚栓组件(5)包括若干个沿竖向布置的锚栓(6)、用于固定锚栓(6)的固定支架(7)、以及套设在锚栓(6)上端与其螺纹连接的螺帽(8)，所述锚栓(6)与固定支架(7)垂直固定连接。
3.根据权利要求2所述的高速铁路钢-混凝土组合桥墩，其特征在于：所述柱脚钢管(2)的外壁上设置有与其垂直固定连接的横向加劲板(9)，所述柱脚钢管(2)的管内沿其内壁周向间隔设置有若干块柱脚加强板(10)，所述柱脚加强板(10)与柱脚钢管(2)的内壁垂直固定连接，所述柱脚钢管(2)的中部留有用于供混凝土通过的第一通道(11)。
4.根据权利要求3所述的高速铁路钢-混凝土组合桥墩，其特征在于：所述墩柱钢管(3)的管内沿其内壁周向间隔设置有若干块墩柱加劲板(12)，所述墩柱加劲板(12)与墩柱钢管(3)的内壁垂直固定连接，所述墩柱钢管(3)的中部留有用于供混凝土通过的第二通道(13)。
5.根据权利要求4所述的高速铁路钢-混凝土组合桥墩，其特征在于：所述墩帽钢管(4)的管内沿其内壁周向间隔设置有若干块墩帽加固板(14)，所述墩帽加固板(14)与墩帽钢管(4)的内壁垂直固定连接，所述墩帽钢管(4)的中部留有用于供混凝土通过的第三通道(15)。
6.根据权利要求5所述的高速铁路钢-混凝土组合桥墩，其特征在于：所述柱脚钢管(2)的底部设置有与其垂直焊接的柱脚底板(16)，所述柱脚钢管(2)的外壁底部与柱脚底板(16)之间设置有柱脚加劲板(17)，所述柱脚加劲板(17)沿柱脚钢管(2)的外壁周向间隔布置。
7.根据权利要求6所述的高速铁路钢-混凝土组合桥墩，其特征在于：所述柱脚钢管(2)的外周还设置与其外壁垂直焊接的剪力钉(18)。
8.根据权利要求7所述的高速铁路钢-混凝土组合桥墩，其特征在于：所述横向加劲板(9)为呈工字型的加劲板，所述横向加劲板(9)的工字型端面与柱脚钢管(2)的外壁垂直固定连接，所述横向加劲板(9)的上下端面均垂直焊接有剪力钉(18)。
9.一种权利要求8所述的高速铁路钢-混凝土组合桥墩的施工方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)分两层浇筑混凝土承台(1)，先浇筑第一层混凝土承台(1.1)，在第一层混凝土承台(1.1)内预埋若干个沿竖向布置的锚栓(6)、以及与锚栓(6)垂直固定连接的固定支架(7)；
2)将柱脚钢管(2)的柱脚底板(16)垂直穿过锚栓(6)，通过螺帽(8)锁紧固定连接；
3)在第一层混凝土承台(1.1)上方浇筑第二层混凝土承台(1.2)，柱脚钢管(2)的顶端伸出第二层混凝土承台(1.2)的顶端面；
4)在柱脚钢管(2)的顶端同轴焊接墩柱钢管(3)，再在墩柱钢管(3)的顶端同轴焊接墩帽钢管(4)；
5)向柱脚钢管(2)、墩柱钢管(3)、以及墩帽钢管(4)内从上至下泵送混凝土，完成施工。
10.根据权利要求9所述的高速铁路钢-混凝土组合桥墩的施工方法，其特征在于，所述第一层混凝土承台(1.1)与第二层混凝土承台(1.2)的高度之比为1：2。
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