一種城市軌道交通高架車站的型鋼混凝土柱及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及工程領域，尤其涉及一種應用于橋建合一的橋梁結構和房建結構上的城市軌道交通高架車站的型鋼混凝土柱及其制備方法。
【背景技術】
[0002]由于建筑空間規劃需求和外形限制，型鋼混凝土組合柱結構作為一種極具魅力的組合結構形式，與同等截面的鋼筋混凝土柱結構相比，其承載力和剛度有明顯的提高，并具備更好的延性，已經日益廣泛地應用于各類建筑結構中，為順應城市發展需求，確保結構安全，產生了很大的經濟、社會和環境效益。
[0003]現有的型鋼混凝土柱結構在橋建合一的橋梁結構和房建結構上的應用并不多見，且在承壓性能、變形能力、耐疲勞以及抗沖擊性上仍有很多不足。

【發明內容】

[0004]本發明所要解決的技術問題在于，提供一種城市軌道交通高架車站的型鋼混凝土柱及其制備方法，型鋼混凝土柱具有良好的承壓性能，變形能力強，耐疲勞，抗沖擊性能好；滿足結構安全和工程經濟，也涉及現場施工的可行性和工序安排。
[0005]為了解決上述技術問題，本發明的實施例提供了一種城市軌道交通高架車站的型鋼混凝土柱及其制備方法，包括以下步驟:準備鋼材或鋼板用以制備第一型鋼部，第一型鋼部包括第一腹板和分別連接在第一腹板相對兩端部的第一翼緣板；在第一腹板上開設供貫通用的多個孔位；對第一腹板和第一翼緣板進行定位焊，控制第一腹板拼接縫和第一翼緣板拼接縫之間的間距，以避免焊縫交叉和焊縫缺陷的集中，組立第一型鋼部；制備第二型鋼部以及第三型鋼部，第二型鋼部包括第二腹板和連接在第二腹板一端部的第二翼緣板，第三型鋼部包括第三腹板和連接在第三腹板一端部的第三翼緣板；組裝第二型鋼部以及第三型鋼部分別在第一型鋼部的第一翼緣板的相對兩側，形成十字形型鋼柱；在第一型鋼部、第二型鋼部以及第三型鋼部上分別焊接栓釘。
[0006]其中，第一型鋼部呈Η形，第二型鋼部以及第三型鋼部由相同的制備第一型鋼部的步驟得到的另一第一型鋼部經切割而成。
[0007]其中，準備鋼材或鋼板用以制備第一型鋼部的步驟包括:清理鋼材或鋼板上的鐵銹和油污、確認鋼材的型號規格和質量、對鋼板或鋼材進行拼接以及對拼接后的鋼板或鋼材進行切條的步驟。
[0008]其中，在第一腹板上開設供貫通用的多個孔位的步驟采用鉆模鉆孔的方式，其包括:鉆模由中碳鋼制成經淬火處理鑲在模板上，將數塊鋼板重疊起來，點焊固定，并用夾具夾緊進行同步鉆孔，用以提高鉆孔效率。
[0009]其中，對第一腹板和第一翼緣板進行定位焊的步驟中，使用較大的熱輸入進行定位焊，以防焊縫開裂；第一腹板拼接縫和第一翼緣板拼接縫之間的間距尺寸至少為200mm，并且焊接高度小于焊縫高度的2/3，用以使第一型鋼部在組立、焊接至運送的過程中不超過規定的變形量。
[0010]其中，對第一腹板和第一翼緣板進行定位焊的步驟中，還包括控制定位焊截面尺寸的步驟，用以使焊縫施焊后能夠全部重熔。
[0011]其中，制備第一型鋼部、第二型鋼部或第三型鋼部的步驟還包括對鋼材或鋼板進行矯直、矯平以及坡口開制的步驟。
[0012]其中，組裝第二型鋼部以及第三型鋼部分別在第一型鋼部的第一翼緣板的相對兩偵牝形成十字形型鋼柱的步驟之前還包括:清除焊接區域內的鐵銹、氧化皮、皮濺以及毛邊的步驟。
[0013]其中，組裝第二型鋼部以及第三型鋼部分別在第一型鋼部的第一翼緣板的相對兩偵牝形成十字形型鋼柱的步驟之后還包括以下步驟:檢查十字形型鋼柱是否產生變形，若發現變形，進行機械矯正或采用火焰矯正；其中:火焰矯正時，加熱溫度控制在650°C。
[0014]其中，還包括:超聲波探傷檢測的步驟，其中:確定焊縫內部存在超標缺陷時，根據缺陷的位置和深度，使用砂輪打磨或碳弧氣刨清除缺陷，焊補時在坡口內起弧，熄弧時填滿弧坑，焊縫長度大于100mm。
[0015]為解決上述技術問題，本發明還提供了另一種技術方案、一種城市軌道交通高架車站的型鋼混凝土柱，應用于橋建合一的橋梁結構和房建結構上，包括:型鋼柱、排布在型鋼柱外周的構造鋼筋和箍筋以及包覆在型鋼柱、構造鋼筋和箍筋外部的混凝土包覆體；型鋼柱包括:第一型鋼部、第二型鋼部以及第三型鋼部，第一型鋼部包括第一腹板和分別連接在第一腹板相對兩端部的第一翼緣板，第二型鋼部包括第二腹板和連接在第二腹板一端部的第二翼緣板，第三型鋼部包括第三腹板和連接在第三腹板一端部的第三翼緣板，其中:第二型鋼部的第二腹板和第三型鋼部的第三腹板分別連接第一型鋼部第一翼緣板的相對兩側；在第一型鋼部第一翼緣板的外側、第二型鋼部第二翼緣板的外側以及第三型鋼部第三翼緣板的外側上分別焊接有多個栓釘。
[0016]本發明所提供的城市軌道交通高架車站的型鋼混凝土柱及其制備方法，具有如下有益效果:
[0017]第一、通過第一型鋼部、第二型鋼部以及第三型鋼部組裝形成十字形型鋼柱，周邊配制鋼筋和箍筋的框架柱構件，具有良好的承壓性能，變形能力強，耐疲勞，抗沖擊性能好。
[0018]第二、在型鋼混凝土組合柱和框架橫梁相連接的梁柱節點位置設置連接套筒，以供框架橫梁的橫向主筋和縱向主筋穿過并能進行緊固，一方面能夠保證梁柱節點施工安全，降低施工風險，另一方面能夠提升施工效率，節省工期。
[0019]第三、型鋼混凝土組合柱和承臺通過柱腳結構相連接，可以保證型鋼混凝土組合柱的準確定位，能有效的承受城市軌道交通高架車站上部結構的自重和列車運動荷載，在抗震方面也有著良好性能。
[0020]第四、制備及施工方法合理，既能滿足結構安全和工程經濟，也涉及現場施工的可行性和工序安排。
【附圖說明】
[0021]為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0022]圖1是本發明實施例城市軌道交通高架車站的型鋼混凝土柱的立面結構示意圖。
[0023]圖2是本發明實施例城市軌道交通高架車站的型鋼混凝土柱的側面結構示意圖。
[0024]圖3是本發明實施例城市軌道交通高架車站的型鋼混凝土柱的型鋼柱的放大結構示意圖。
[0025]圖4是本發明實施例城市軌道交通高架車站的型鋼混凝土柱的配筋的斷面結構示意圖。
[0026]圖5是本發明實施例城市軌道交通高架車站的型鋼混凝土柱的梁柱節點的配筋構造示意圖。
[0027]圖6是本發明實施例城市軌道交通高架車站的型鋼混凝土柱如圖5所示A-A的截面結構示意圖。
[0028]圖7是本發明實施例城市軌道交通高架車站的型鋼混凝土柱如圖5所示B-B的截面結構示意圖。
[0029]圖8是本發明實施例城市軌道交通高架車站的型鋼混凝土柱的柱腳結構的放大結構示意圖。
[0030]圖9是本發明實施例城市軌道交通高架車站的型鋼混凝土柱如圖8所示C-C的截面結構示意圖。
[0031]圖10是本發明實施例城市軌道交通高架車站的型鋼混凝土柱如圖8所示D-D的截面結構示意圖。
[0032]圖11是本發明實施例城市軌道交通高架車站的型鋼混凝土柱如圖8所示E-E的截面結構示意圖。
【具體實施方式】
[0033]下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。
[0034]本發明公開了一種城市軌道交通高架車站的型鋼混凝土柱的制備方法，用以制備應用于橋建合一結構上的型鋼混凝土柱，包括以下步驟:
[0035]步驟S10，準備鋼材或鋼板用以制備第一型鋼部，第一型鋼部包括第一腹板和分別連接在第一腹板相對兩端部的第一翼緣板；
[0036]本實施例中，第一型鋼部呈Η形，準備鋼材或鋼板用以制備第一型鋼部的步驟包括:清理鋼材或鋼板上的鐵銹和油污、確認鋼材的型號規格和質量、對鋼板或鋼材進行拼接以及對拼接后的鋼板或鋼材進行切條的步驟。此外，對設計長度超出實際進料長度，須在下料前進行焊接的板材，一般不允許單條拼接，拼接鋼板必須整張鋼板按拼接長度拼接之后再切條。為了避免焊縫交叉和焊縫缺陷的集中，第一型鋼部的第一翼緣板拼接縫和第一腹板拼接縫的間距不應小于200mm。
[0037]步驟S20，在第一腹板上開設供貫通用的多個孔位；
[0038]本實施例中，型鋼混凝土組合柱和框架橫梁相連接的梁柱節點位置及型鋼混凝土組合柱和承臺相連接的柱腳結構部分的主筋和第一型鋼部的第一腹板位置沖突，需在第一腹板上開設孔徑以滿足鋼筋的貫通要求。由于設計要求第一型鋼部上孔徑較大，孔位較多，精度要