一种组合桥墩及其制备方法

1.本发明涉及桥梁结构技术领域，具体而言，涉及一种组合桥墩及其制备方法。


背景技术：

2.相比于传统的钢筋混凝土结构，钢结构具有轻质高强、跨度大、可重复使用、良好的延性和工业化生产等优点，目前被广泛应用于土木工程行业中，尤其是在桥梁工程，不仅能够做出优美的桥梁造型，其施工周期短、质量可控的优势更加凸显，符合国家大力提倡的绿色环保可持续发展理念。但是，钢桥墩在近海环境使用时，因大气中的氯离子含量高，且氯离子具有较强的吸湿性和腐蚀性，进一步加快了钢材的腐蚀，导致钢材的强度降低，严重影响钢桥墩的承载力和耐久性。此外，现有钢桥墩的震害表明，钢桥墩在地震时易产生局部屈服和超低周疲劳破坏。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本发明的目的在于提供一种组合桥墩及其制备方法，以解决上述问题。
4.本发明采用了如下方案：
5.本技术提供了一种组合桥墩,包括有承台及连接于所述承台上的墩身；所述墩身包括有中空的钢管柱、套设于所述钢管柱外的外管、内嵌与所述钢管柱内的内管；所述钢管柱的外侧连接有多个外剪力钉；所述钢管柱的内侧面连接有多个内剪力钉；所述外管与所述钢管柱之间以及所述内管与所述钢管柱之间浇筑有橡胶混凝土。
6.进一步地，所述外管和所述内管为玻璃纤维增强树脂复合材料。
7.进一步地，所述承台的内部预设有连接钢板，所述钢管柱的底部向外延伸形成有固定板，所述固定板与所述连接钢板通过螺栓连接；所述承台内也浇筑有所述橡胶混凝土。
8.进一步地，所述钢管柱的外侧面与所述固定板之间设置有多个加劲肋。
9.进一步地，所述钢管柱的外侧四周还设置有多个耗能棒，所述耗能棒的一端连接于所述钢管柱外侧面，另一端连接于所述承台的连接钢板上。
10.进一步地，所述耗能棒的一端连接有钢块，通过所述钢块焊接于所述钢管柱的外侧面，另一端连接于所述固定板和所述连接钢板上。
11.进一步地，还包括有多个构造箍筋，所述构造箍筋箍设于所述耗能棒上。
12.本发明提供一种组合桥墩,通过在钢管柱的外侧和内侧设置有外管和内管，且在外管与钢管柱之间以及内管与钢管柱之间浇筑有橡胶混凝土；使其在近海的环境中使用时，避免了钢管柱暴露于大气中接触到氯离子，加快钢管柱的腐蚀，导致钢材的强度降低，进而影响钢桥墩的承载力和耐久性；同时浇筑的橡胶混凝土可以有效提高钢桥墩的耐疲劳和抗冲击等性能。
13.本发明还提供了一种组合桥墩的制备方法，包括如下步骤：
14.s1:墩身加工，加工内管以及外管，所述外管和所述内管为玻璃纤维增强树脂复合材料；将内剪力钉焊接至钢管柱的内侧面，外剪力钉焊接至所述钢管柱的外侧面；将耗能棒
两端焊接钢块，将一端所述钢块焊接于所述钢管柱的外侧面。承台施工，在施工地指定位置浇筑承台基础，并预埋用于连接墩身的钢板，在钢板上打好螺栓孔。
15.s2：将所述钢管柱以及耗能棒的另一端通过螺栓连接于所述承台的钢板上；并采用构造箍筋对耗能棒进行加固；将所述内管固设于所述钢管柱的内部，将所述外管套设于所述钢管柱的外部；绑扎承台的钢筋并支模。
16.s3：在所述内管和所述钢管柱之间及所述外管和所述钢管柱之间，以及承台内浇筑橡胶混凝土，并管养。
17.本发明提供的一种钢桥墩的制备方法，与传统的钢筋混凝土的桥墩相比，在钢管柱的内外侧设置复合材料的内管和外管并在其中浇筑橡胶混凝土，避免了钢管柱暴露于大气中接触到氯离子，加快钢管柱的腐蚀，导致钢材的强度降低，同时提高桥墩的延性，且通过耗能杆的设置，大大提高可桥墩的耗能能力，提高了桥墩的使用寿命；同时承台和墩身均可独立预先制作，再通过螺栓进行拼装连接固定，再进行浇筑橡胶混凝土；大大缩短了整个桥墩的施工工期。
附图说明
18.为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
19.图1是本发明实施例一种组合桥墩的结构示意图；
20.图2是图1中a-a的截面结构示意图；
21.图3是图1中b-b的截面结构示意图；
22.图标：内管1、橡胶混凝土2、钢管柱3、外管4、钢块5、耗能棒6、外剪力钉7-1、内剪力钉7-2、构造箍筋8、加劲肋9、连接钢板10、承台11
具体实施方式
23.为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
24.实施例
25.结合图1至图3所示，本实施例提供了一种组合桥墩,包括有承台11及连接于所述承台11上的墩身；所述墩身包括有中空的钢管柱3、套设于所述钢管柱3外的外管4、内嵌与所述钢管柱3内的内管1；所述钢管柱3的外侧连接有多个外剪力钉7-1；所述钢管柱3的内侧面连接有多个内剪力钉7-2；所述外管4与所述钢管柱3之间以及所述内管1与所述钢管柱3
之间浇筑有橡胶混凝土2。
26.在本实施例中，所述承台11作为桥墩的基础，需在指定的位置施工，承台11内预埋有连接钢板10，所述连接钢板10上设置有螺栓孔。所述钢管柱3为圆形的中空钢管，其整个圆周外侧面焊接有外剪力钉7-1，整个圆周的内侧面焊接有内剪力钉7-2；所述钢管柱3的底部向外延伸形成有整圈的固定板，所述固定板上设置有螺栓孔，所述钢管柱3的外侧面与所述固定板之间设置有多个加劲肋9，所述固定板与所述连接钢板10通过螺栓连接固定；所述加劲肋9能加强所述钢管柱3与底部固定板之间连接的强度，更好的保证所述固定板与所述连接钢板10之间的连接稳定。
27.在所述钢管柱3的外侧套设有圆形的外管4，在所述钢管柱3的内侧嵌入有圆形的内管1，所述内管1和所述外管4采用玻璃纤维增强树脂复合材料，其具有自重轻、抗腐蚀性能强和弹性好等优点；所述钢管柱3的外侧还设置有多个耗能棒6，所述耗能棒6的两端连接有钢块5，其一端通过所述钢块5焊接于所述钢管柱3的外侧面，另一端的所述钢块5通过螺栓连接于所述连接钢板10上；所述耗能棒6能能进一步提高桥墩的耗能能力，抵抗冲击，延长钢桥墩的使用寿命。
28.在所述外管4与所述钢管柱3之间以及所述内管1与所述钢管柱3之间浇筑橡胶混凝土2，所述承台11内浇筑有橡胶混凝土2；所述外剪力钉7-1和所述内剪力钉7-2可以增强所述钢管柱3与所述橡胶混凝土2之间的的界面连接。所述橡胶混凝土2是将废弃轮胎破碎后加入混凝土中而形成，其具有良好延性、耐疲劳、抗冲击等优点，可以有效解决钢桥墩耐久性、局部屈曲和超低周疲劳破坏等问题；同时利用废弃的轮胎也符合环保的理念。
29.进一步地，还包括有多个构造箍筋8，所述构造箍筋8箍设于所述耗能棒6上，用以对所述耗能棒6进一步加固，避免耗能棒6出现倾斜等问题导致耗能功能无法实现。
30.在本实施例中所述承台11内的连接钢板10可以在施工的指定地点进行预制，所述外管4和所述内管1在预制厂进行预加工，所述钢管柱3上的外剪力钉7-1和内剪力钉7-2以及耗能棒6均可在在预制厂进行加工焊接；再运送至施工现场进行组装拼接，将钢管柱3通过螺栓连接于所述承台11内的连接钢板10上，然后绑扎承台11的钢筋并支模，最后浇筑橡胶混凝土2，并管养，如此可大量节约现场加工的时间，提高施工效率。
31.本发明提供一种组合桥墩,通过在钢管柱3的外侧和内侧设置有外管4和内管1，且在外管4与钢管柱3之间以及内管1与钢管柱3之间浇筑有橡胶混凝土2；使其在近海的环境中使用时，避免了钢管柱3暴露于大气中接触到氯离子，加快钢管柱3的腐蚀，导致钢材的强度降低，进而影响钢桥墩的承载力和耐久性；同时浇筑的橡胶混凝土2可以有效提高钢桥墩的耐疲劳和抗冲击等性能。
32.本发明还提供了一种组合桥墩的制备方法，包括如下步骤：
33.s1:墩身加工，加工内管1以及外管4，所述外管4和所述内管1为玻璃纤维增强树脂复合材料；将内剪力钉7-2焊接至钢管柱3的内侧面，外剪力钉7-1焊接至所述钢管柱3的外侧面；将耗能棒6两端焊接钢块5，将一端所述钢块5焊接于所述钢管柱3的外侧面。承台11施工，在施工地指定位置浇筑承台11基础，并预埋用于连接墩身的钢板，在钢板上打好螺栓孔。
34.s2：将所述钢管柱3以及耗能棒6的另一端通过螺栓连接于所述承台11的钢板上；并采用构造箍筋8对耗能棒6进行加固；将所述内管1固设于所述钢管柱3的内部，将所述外
管4套设于所述钢管柱3的外部；绑扎承台11的钢筋并支模。
35.s3：在所述内管1和所述钢管柱3之间及所述外管4和所述钢管柱3之间，以及承台11内浇筑橡胶混凝土2，并管养。
36.本发明提供的一种钢桥墩的制备方法，与传统的钢筋混凝土的桥墩相比，在钢管柱3的内外侧设置复合材料的内管1和外管4并在其中浇筑橡胶混凝土2，避免了钢管柱3暴露于大气中接触到氯离子，加快钢管柱3的腐蚀，导致钢材的强度降低，同时提高桥墩的延性，且通过耗能杆的设置，大大提高可桥墩的耗能能力，提高了桥墩的使用寿命；同时承台11和墩身均可独立预先制作，再通过螺栓进行拼装连接固定，再进行浇筑橡胶混凝土2；大大缩短了整个桥墩的施工工期
37.以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。
38.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
39.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
40.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
41.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。