专利名称：桥墩钢-混凝土组合结构抱柱梁的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种抱柱梁，尤其是一种桥墩钢一混凝土组合结构抱柱梁，属于土木 工程桥梁工程改造领域。
背景技术：
随着我国交通运输事业的迅猛发展，交通工具的运营能力也日益提高，其运营高 度也相应增加，这使得目前相当一部分跨线桥梁的净高无法满足桥下线路正常运营的需 要。因此，为确保跨线桥梁的安全以及桥下线路的运营功能，必须提高该部分桥梁的桥下净 高，桥梁整体同步顶升技术就是在这一背景下应运而生的新型施工技术。
抱柱梁是指围绕在原柱周围、通过界面连接力与原柱固结的梁系，是一种桥梁整 体顶升改造中常用的反力系统。所谓顶升反力系统，是指支承并传递顶升力，推动桥跨上部 结构整体抬高的结构，是桥梁整体顶升施工的核心结构。因此，顶升反力系统应具备以下几 个特点(1)具有足够的强度，以承受并传递巨大的顶升反力；(2)具有足够的刚度，避免其变形对上部结构内力分布的影响；(3)尽量保持原桥整体性，以减少对其各个构件的影响。
抱柱梁结构不仅满足上述要求，而且结构简单，布置灵活，很好地解决了桥梁整体 顶升施工期间托换位置困难的问题。对于大部分不具备上述功能结构的桥梁而言，抱柱梁 结构是其顶升反力系统的首选。因此，目前抱柱梁结构应用十分广泛。
抱柱梁结构依靠梁柱界面的连接力承受顶升作用反力，大量试验及工程实践表 明，梁柱的界面连接力与其接触面积成正比。当界面周长较小时，只能通过增大抱柱梁结 构高度以确保其界面连接承载力。这使得桥梁需要具备足够的空间以满足抱柱梁布置的需 要。
桥梁整体同步顶升技术作为一门新兴的施工技术，还有很多方面需要改 进和提高，抱柱梁结构也不例外。目前普遍采用的混凝土抱柱梁的具体做法为①凿除桥墩抱住梁设置区域的混凝土保护层；②植筋并绑扎抱住梁钢筋；③支模并浇注混凝土 ；④混凝土养护。该抱柱梁形式具有以下几点不足(1)制作工序多，施工周期长混凝土抱柱梁的制作需要经历“原桥墩凿毛一钢筋绑扎一支模一混凝土浇注一混凝土 养护一拆除”等一系列施工步骤，施工工序繁多，不便于快速施工。此外混凝土需要相当一 段时间方能达到预期强度，延长了施工时间；(2)拆除难度大，环境影响差当桥梁完成顶升改造后，考虑到景观效应，必须将抱柱梁拆除。然而混凝土抱柱梁存 在混凝土标号较高，强度大，拆除作业空间有限，施工过程中易对原桥梁结构造成影响等困 难，故拆除工作难度较大。此外，混凝土抱住梁在拆除过程中不可避免地产生不可回收的建筑垃圾以及噪音，对周边的环境不友好。
(3)新老混凝土界面摩擦力低混凝土抱住梁通过与原桥墩之间的新、旧混凝土摩擦抵抗施工阶段的顶升作用力。华 南理工大学通过大量的实验得出这种摩擦力与接触面积、摩擦系数的数学关系
权利要求
1.一种桥墩钢-混凝土组合结构抱柱梁，其特征在于包括中心抱柱梁结构、环向分布 在中心抱柱梁结构外围的复数个千斤顶托架结构，相邻的两千斤顶托架结构之间通过支撑 结构连接成一体，其中所述中心抱柱梁结构，包括中心钢箍、剪力键、中心抱柱梁连接板、中心抱柱梁加劲肋 以及拼接板，所述中心钢箍通过拼接板拼接而成，且该中心钢箍内壁面布置环状剪力键，同 时所述中心钢箍的外围等间距地环向分布中心抱柱梁连接板，所述中心抱柱梁连接板与中 心钢箍焊接连接，且中心抱柱梁连接板的靠近上下端面位置处开设预应力孔道，而其中间 区域则开设连接螺纹孔，该预应力孔道内安装预应力筋，同时中心抱柱梁连接板预应力孔 道的两侧设置预应力加劲筋；所述千斤顶托架结构，包括钢管混凝土圆柱以及钢管连接板，所述钢管连接板焊接在 钢管混凝土圆柱上，且钢管连接板开设有与中心抱柱梁连接板对应的连接螺纹孔；所述中心抱柱梁结构和千斤顶托架结构通过在钢管连接板和中心抱柱梁连接板上对 应开设的连接螺纹孔内安装螺纹紧固件连接成一体。
2.根据权利要求1所述桥墩钢-混凝土组合结构抱柱梁，其特征在于所述支撑结构 包括水平刚性支撑件和交叉柔性支撑件，所述水平刚性支撑件采用角钢制成，所述交叉柔 性支撑件采用两根螺纹圆钢拉杆交叉制成，每一根螺纹圆钢拉杆的中部设置花篮螺丝；所 述钢管混凝土圆柱的上下两端面分别安装支撑连接件，相邻的两钢管混凝土圆柱通过在两 者的支撑连接件上安装支撑结构连接成一体。
3.根据权利要求1所述桥墩钢-混凝土组合结构抱柱梁，其特征在于所述拼接连接 板厚度比中心抱柱梁连接板大，且拼接板包括锚固拼接板和非锚固拼接板，所述锚固拼接 板通过螺纹紧固件与钢管连接板连接，所述预应力筋锚固在锚固拼接板上，且锚固拼接板 上预应力筋的锚固端两侧设置预应力加劲筋，所述非锚固拼接板通过螺纹紧固件与钢管连 接板连接，且预应力筋穿过非锚固拼接板放置。
4.根据权利要求1所述桥墩钢-混凝土组合结构抱柱梁，其特征在于每个钢管混凝 土圆柱外缘平行设置两组钢管连接板，两组钢管连接板之间的间距与中心抱柱梁连接板厚 度相当，所述中心抱柱梁连接板置于两组钢管连接板之间。
5.根据权利要求1所述桥墩钢-混凝土组合结构抱柱梁，其特征在于所述中心抱柱 梁结构为中心对称结构，该中心抱柱梁结构包括两基本单元，且该两个基本单元关于中心 抱柱梁结构的对称轴对称；另外，所述千斤顶托架结构按中心对称的方式布置。
6.根据权利要求1所述桥墩钢-混凝土组合结构抱柱梁，其特征在于所述预应力筋 为环向预应力筋，同时各中心抱柱梁连接板、拼接板上所开设的预应力孔道按照螺旋线的 线形要求予以布置。
7.根据权利要求6所述桥墩钢-混凝土组合结构抱柱梁，其特征在于环向预应力钢 筋采用特制钢绞线，且该环向预应力钢筋一端采用叉耳式压接锚具，另一端则采用外螺纹 式压接锚具。
全文摘要
本发明公开了一种桥墩钢-混凝土组合结构抱柱梁，包括中心抱柱梁结构、环向分布在中心抱柱梁结构外围的复数个千斤顶托架结构，相邻的两千斤顶托架结构之间通过支撑结构连接成一体，其中所述中心抱柱梁结构，包括中心钢箍、剪力键、中心抱柱梁连接板、中心抱柱梁加劲肋以及拼接板，所述千斤顶托架结构，包括钢管混凝土圆柱以及钢管连接板，所述中心抱柱梁结构和千斤顶托架结构通过在钢管连接板和中心抱柱梁连接板上对应开设的连接螺纹孔内安装螺纹紧固件连接成一体。因此，焊接工序少，制作成本低；安装拆除方便，施工工期短；墩梁接触界面连接力大；局部承压性能卓越，整体稳定性良好；连接可靠度高，施工安全性强；经济性好，适用范围广。
文档编号E01D19/02GK102041785SQ20101056039
公开日2011年5月4日 申请日期2010年11月26日 优先权日2010年11月26日
发明者吉伯海, 徐声亮, 汤修华, 章宇强, 袁爱民 申请人:河海大学, 浙江省港航管理局