專利名稱：一種端部增設剪力釘的scs鋼管混凝土橋墩的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種鋼管混凝土橋墩，尤其是涉及一種端部增設剪力釘的SCS鋼管混凝土橋墩。
背景技術：
鋼管混凝土是指在鋼管中填充混凝土后形成的結構。鋼和混凝土兩種材料相互彌補彼此的弱點，充分發揮彼此的長處，使鋼管混凝土具有很高的承載力，有優良的力學性能。現如今，鋼管混凝土結構在海洋平臺與大跨、重載、輕型橋梁等結構中有著越來越廣泛的應用，且所采用的鋼管混凝土結構主要有圓形、方形和矩形三種截面形式。但是，目前所使用的鋼管混凝土結構普遍存在結構自重大的缺陷，因而在很大程度上限制了鋼管混凝土結構的發展應用。在鋼管內布設開孔加勁肋(簡稱PBL加勁肋)后，不僅提高了核心混凝土的抗壓強度，增強了鋼管管壁的穩定性；同時開孔加勁肋充當了剪力件的作用，使鋼管與混凝土連成整體，提高了鋼與混凝土的組合作用。但實際使用時，鋼管屈曲的早晚與PBL加勁肋的剛度有直接關系，因而不易控制，且所施工成型的鋼管混凝土橋墩自重很大。另外，由于常年經受動荷載作用，橋墩的頂部及底部所受影響最大，極易發生鋼管的局部屈曲，最終導致橋墩結構的破壞。而橋墩結構的中間部位穩定性較好，不易發生局部屈曲。綜上，需對現如今所采用鋼管混凝土橋墩的結構進行相應改進。

發明內容
本發明所要解決的技術問題在于針對上述現有技術中的不足，提供一種端部增設剪力釘的SCS鋼管混凝土橋墩，其結構簡單、設計合理、施工方便且施工成本較低、力學性能優良、使用效果好，能有效解決現有鋼管混凝土橋墩存在的自重大、外側鋼管與其內部混凝土之間的連接性能差、外側鋼管對內部混凝土的套箍作用小、上下端部易發生曲彎等問題。為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是一種端部增設剪力釘的SCS鋼管混凝土橋墩，其特征在于包括外鋼管、套裝于外鋼管內部的內鋼管、布設于外鋼管頂端與內鋼管頂端之間的頂端抗剪結構、布設于外鋼管底端與內鋼管底端之間的底端抗剪結構和待所述頂端抗剪結構與所述底端抗剪結構均布設完成后由填充于外鋼管與內鋼管之間空腔內的混凝土澆筑成型的混凝土結構，所述內鋼管為圓形鋼管且其布設于外鋼管的內側中部；所述外鋼管和內鋼管呈同軸布設；所述外鋼管為外鋼管一或外鋼管二，所述外鋼管一的橫截面形狀為圓形，且所述外鋼管二的橫截面形狀為長方形或正多邊形；所述外鋼管一內側壁上所設置的頂端抗剪結構和底端抗剪結構分別為頂端抗剪結構一和底端抗剪結構一，且所述外鋼管二內側壁上所設置的頂端抗剪結構和底端抗剪結構分別為頂端抗剪結構二和底端抗剪結構二；
所述頂端抗剪結構一包括多個沿圓周方向布設在所述外鋼管內側壁上的頂端剪力釘組一，且多個所述頂端剪力釘組一的布設方向均與外鋼管和內鋼管的中心軸線方向一致；所述底端抗剪結構一包括多個沿圓周方向布設在所述外鋼管內側壁上的底端剪力釘組一，且多個所述底端剪力釘組一的布設方向均與外鋼管和內鋼管的中心軸線方向一致；所述頂端抗剪結構二包括多個分別布設于外鋼管多個內側壁上的頂端抗剪單元，每一個所述頂端抗剪單元均包括一個頂端剪力釘組二或多個呈平行布設的頂端剪力釘組二，所述頂端剪力釘組二的布設方向與外鋼管和內鋼管的中心軸線方向一致，所述外鋼管各內側壁上所設置頂端抗剪單元的數量不大于I個，且所述頂端抗剪單元的總數量不大于外鋼管的側壁數量；所述底端抗剪結構二包括多個分別布設于外鋼管各內側壁上的底端抗剪單元，每一個所述底端抗剪單元均包括一個底端剪力釘組二或多個呈平行布設的底端剪力釘組二，所述底端剪力釘組二的布設方向與外鋼管和內鋼管的中心軸線方向一致，所述外鋼管各內側壁上所設置底端抗剪單元的數量不大于I個，且所述底端抗剪單元的總數量不大于外鋼管的側壁數量；每一個所述頂端抗剪單元和每一個所述底端抗剪單元均布設在所述外鋼管的各內側壁中部；每一個所述頂端剪力釘組一、每一個所述底端剪力釘組一、每一個所述頂端剪力釘組二和每一個所述底端剪力釘組二均包括沿外鋼管的中心軸線由上至下布設的多個剪力釘，每一個所述剪力釘均與外鋼管的中心軸線呈垂直布設，且每一個所述剪力釘均與其所布設位置處外鋼管的內側壁呈垂直布設；所述頂端抗剪結構一、所述底端抗剪結構一、所述頂端抗剪結構二和所述底端抗剪結構二均與混凝土結構緊固連接為一體；所述外鋼管和內鋼管的縱向長度均相同，且二者的頂底端均相平齊。上述一種端部增設剪力釘的SCS鋼管混凝土橋墩，其特征是每一個所述剪力釘的長度均小于其所布設位置處外鋼管和內鋼管之間的間距。上述一種端部增設剪力釘的SCS鋼管混凝土橋墩，其特征是所述內鋼管的外徑為O 102mm O2000mm,所述外鋼管和內鋼管的壁厚均為4mm 66mm,且Al : A2=l :(0. 6 0. 8)，其中Al=al+bl，al為外鋼管的橫截面積且bl為外鋼管內側中空部的橫截面積，A2=ji *r2且r為內鋼管的外徑。上述一種端部增設剪力釘的SCS鋼管混凝土橋墩，其特征是多個所述頂端剪力釘組一和多個所述底端剪力釘組一中所包括剪力釘的數量以及各剪力釘的結構和尺寸均相同，多個所述頂端剪力釘組二和多個所述底端剪力釘組二中所包括剪力釘的數量以及各剪力釘一的結構和尺寸均相同。上述一種端部增設剪力釘的SCS鋼管混凝土橋墩，其特征是多個所述頂端剪力釘組一和多個所述底端剪力釘組一均沿內鋼管的圓周方向進行布設；所述頂端抗剪結構一中所包括所述頂端剪力釘組一的數量與所述底端抗剪結構一中所包括所述底端剪力釘組一的數量相同，且多個所述底端剪力釘組一分別布設在多個所述頂端剪力釘組一的正下方；所述頂端抗剪結構二中所包括所述頂端剪力釘組二的數量與所述底端抗剪結構二中所包括所述底端剪力釘組二的數量相同，且多個所述底端剪力釘組二分別布設在多個所述頂端剪力釘組二的正下方。上述一種端部增設剪力釘的SCS鋼管混凝土橋墩，其特征是多個所述剪力釘由上至下呈均勻布設。上述一種端部增設剪力釘的SCS鋼管混凝土橋墩，其特征是每一個所述剪力釘
的長度，均為其所布設位置處外鋼管和內鋼管之間間距的(！ ~I)。
4 2上述一種端部增設剪力釘的SCS鋼管混凝土橋墩，其特征是所述頂端抗剪結構一、所述底端抗剪結構一、所述頂端抗剪結構二和所述底端抗剪結構二的縱向長度均為Im 1. 5m。上述一種端部增設剪力釘的SCS鋼管混凝土橋墩，其特征是所述頂端抗剪結構一中所包括頂端剪力釘組一的數量和所述底端抗剪結構一中所包括底端剪力釘組一的數量均為4個 12個，每一個所述頂端抗剪單元中所包括頂端剪力釘組二的數量和每一個所述底端抗剪單元中所包括底端剪力釘組二的數量均為I個 4個。 上述一種端部增設剪力釘的SCS鋼管混凝土橋墩，其特征是所述混凝土結構為碳纖維混凝土結構。本發明與現有技術相比具有以下優點1、結構簡單、設計合理且施工成本較低。2、結構輕盈且抗震與抗扭性能良好。3、施工方便且使用效果好，所施工成型的SCS鋼管混凝柱形結構件的力學性能好且結構輕盈，內外兩層鋼管之間通過所澆注的混凝土連接成為一個整體。實際使用時，本發明能充分改善鋼管混凝土結構自重大等缺陷，其利用外鋼管較大的截面積來提供較大的截面抗扭與抗彎慣性矩，利用內鋼管有效減小混凝土體積來減輕自重，并且夾層混凝土處于三向受壓狀態并將內外鋼管連成整體。因而，本發明能充分發揮鋼管混凝土節點所具有的形式簡單、易于施工等優點，截面的相對慣性矩較大，抗震、抗扭性能好，能有效克服鋼管與其內部混凝土之間的連接性能差、外側鋼管對內部混凝土的套箍作用小等缺點，本發明利用內置的圓鋼管增強對混凝土的套箍作用，并利用內鋼管有效混凝土體積來減輕自重的目的。4、內外鋼管之間所澆注的混凝土既可以采用普通混凝土，也可以采用碳纖維混凝土。并且，所采用的碳纖維混凝土中所添加碳纖維的含量為質量百分含量在0. 6%左右，可將混凝土的抗拉強度和抗拉延性分別提高30%和25%。碳纖維是由碳纖維長絲經過短切機械切制而成，長度一般以mm為單位，外形為一定長度的絨須，具有輕質、高強、高模、耐腐蝕、導電、屏蔽性能好、吸波性高等特點，且具有分散均勻，喂料方式多樣，工藝簡單的優點。混凝土中加入適量的短切碳纖維，可以提高混凝土的抗拉強度、抗強度和抗沖擊性能，降低干縮，改善耐磨性能，且這種混凝土較普通混凝土質量輕，具有一定的隔熱性能和減震性能。與內鋼管內部以及內鋼管與外鋼管之間形成的空間內均填滿混凝土的鋼管混凝土結構相比，本發明能充分利用內置圓鋼管的強度。5、所采用的剪力釘組對整個鋼管混凝土結構起加強套箍作用，能有效防止外鋼管的局部屈曲，即防止外鋼管和混凝土脫離，剪力釘焊在外鋼管上并深埋入澆筑成型的混凝土結構內部，因而所起的抗剪作用非常明顯。也就是說，所采用的剪力釘組能有效增強外鋼管的面外穩定性，并相應大幅度增強結構抗剪能力，同時將整個鋼管混凝土結構的各組成部分緊密連成整。所設置的剪力釘組不僅提高了核心混凝土的抗壓強度，增強管壁的穩定性；同時剪力釘組也充當了剪力件的作用，使鋼管與混凝土連成整體，提高了鋼與混凝土的組合作用。本發明在橋墩的上下端部利用剪力釘組增強外鋼管的面外穩定性，并相應大幅度增強結構抗剪能力，同時將整個鋼管混凝土橋墩的各組成部分緊密連成整體。所設置的抗剪結構不僅提高了核心混凝土的抗壓強度，增強管壁的穩定性；同時開孔加勁肋充當了剪力件的作用，使鋼管與混凝土連成整體，提高了鋼與混凝土的組合作用。并且，本發明的可操作性強，能有效解決現如今鋼管的曲彎時間因與開孔加勁肋剛度有關系而導致的不易控制的難題。綜上所述，本發明結構簡單、設計合理、施工方便且施工成本較低、力學性能優良、使用效果好，能有效解決現有鋼管混凝土橋墩存在的自重大、外側鋼管與其內部混凝土之間的連接性能差、外側鋼管對內部混凝土的套箍作用小、上下端部易發生曲彎等多種問題。下面通過附圖和實施例，對本發明的技術方案做進一步的詳細描述。


圖1為本發明實施例1的結構示意圖。圖2為本發明實施例1的內部結構示意圖。圖3為本發明實施例1中頂端剪力釘組一與底端剪力釘組一的布設狀態示意圖。圖4為本發明實施例2中頂端剪力釘組一與底端剪力釘組一的布設狀態示意圖。圖5為本發明實施例3中頂端剪力釘組一與底端剪力釘組一的布設狀態示意圖。圖6為本發明實施例8的結構示意圖。圖7為本發明實施例8的內部結構示意圖。圖8為本發明實施例8中頂端剪力釘組二與底端剪力釘組二的布設狀態示意圖。圖9為本發明實施例9中頂端剪力釘組二與底端剪力釘組二的布設狀態示意圖。圖10為本發明實施例10中頂端剪力釘組二與底端剪力釘組二的布設狀態示意圖。圖11為本發明實施例15中頂端剪力釘組二與底端剪力釘組二的布設狀態示意圖。圖12為本發明實施例16中頂端剪力釘組二與底端剪力釘組二的布設狀態示意圖。圖13為本發明實施例17中頂端剪力釘組二與底端剪力釘組二的布設狀態示意圖。圖14為本發明實施例18中頂端剪力釘組二與底端剪力釘組二的布設狀態示意圖。附圖標記說明I一夕卜鋼管；2—內鋼管；3—到力釘；4 一混凝土結構。
具體實施例方式實施例1
如圖1、圖2及圖3所示，本發明包括外鋼管1、套裝于外鋼管I內部的內鋼管2、布設于外鋼管I頂端與內鋼管2頂端之間的頂端抗剪結構、布設于外鋼管I底端與內鋼管2底端之間的底端抗剪結構和待所述頂端抗剪結構與所述底端抗剪結構均布設完成后由填充于外鋼管I與內鋼管2之間空腔內的混凝土澆筑成型的混凝土結構4，所述內鋼管2為圓形鋼管且其布設于外鋼管I的內側中部。所述外鋼管I和內鋼管2呈同軸布設。所述外鋼管I為外鋼管一，所述外鋼管一的橫截面形狀為圓形；所述外鋼管一內側壁上所設置的頂端抗剪結構和底端抗剪結構分別為頂端抗剪結構一和底端抗剪結構一。所述頂端抗剪結構一包括多個沿圓周方向布設在所述外鋼管I內側壁上的頂端剪力釘組一，且多個所述頂端剪力釘組一的布設方向均與外鋼管I和內鋼管2的中心軸線方向一致；所述底端抗剪結構一包括多個沿圓周方向布設在所述外鋼管I內側壁上的底端剪力釘組一，且多個所述底端剪力釘組一的布設方向均與外鋼管I和內鋼管2的中心軸線方向一致。
每一個所述頂端剪力釘組一和每一個所述底端剪力釘組一均包括沿外鋼管I的中心軸線由上至下布設的多個剪力釘3，每一個所述剪力釘3均與外鋼管I的中心軸線呈垂直布設，且每一個所述剪力釘3均與其所布設位置處外鋼管I的內側壁呈垂直布設。所述頂端抗剪結構一和所述底端抗剪結構一均與混凝土結構4緊固連接為一體；所述外鋼管I和內鋼管2的縱向長度均相同，且二者的頂底端均相平齊。本實施例中，多個所述頂端剪力釘組一和多個所述底端剪力釘組一的數量均為12個。實際加工時，可根據具體需要，將多個所述頂端剪力釘組一和多個所述底端剪力釘組一的數量，分別在4個 12個的范圍內進行相應調整。本實施例中，所述剪力釘3的直徑為12_ 24_。并且，每一個剪力釘3均安裝固定在外鋼管I的內側壁上。實際加工時，所述內鋼管2的外徑為O 102mm O 2000mm，所述外鋼管I和內鋼管2的壁厚均為4mm 66_，且Al A2=l (0. 6 0. 8)，其中Al=al+bl，al為外鋼管I的橫截面積且bl為外鋼管I內側中空部的橫截面積，A2= *r2且r為內鋼管2的外徑。本實施例中，所述內鋼管2的外徑為0200mm且其壁厚為15mm。實際使用時，可根據具體需要，將所述內鋼管2的外徑在0102mm O 2000mm的范圍內進行相應調整，并將內鋼管2的壁厚在4mm 66mm的范圍內進行相應調整。本實施例中，Al A2=l 0.7。實際使用時，可根據具體需要，將Al A2的比例值在1: (0.6 0.8)的范圍內進行相應調整。本實施例中，所述混凝土結構4為碳纖維混凝土結構。實際加工時，Al= R2且其優選為4m2 10m2，其中R為外鋼管I的外徑，且所述外鋼管I和內鋼管2的壁厚均優選為18mm 25mm。本實施例中，Al=6m2，所述外鋼管I的壁厚為20mm。實際使用時，可根據具體需要將Al在4m2 IOm2的范圍內進行相應調整，并將外鋼管I的壁厚在4mm 66mm的范圍內進行相應調整。本實施例中，所述頂端抗剪結構一和所述底端抗剪結構一的縱向長度均為Im 1. 5m。
實施例2如圖4所示，本實施例中，與實施例1不同的是所述外鋼管I的橫截面為圓形，Al A2=l 0. 6，所述外鋼管I和內鋼管2的壁厚均為25mm，Al=IOm2 ;多個所述頂端剪力釘組一和多個所述底端剪力釘組一的數量均為6個。本實施例中，其余部分的結構和連接關系均與實施例1相同。實施例3如圖5所示，本實施例中，與實施例1不同的是所述外鋼管I的橫截面為正六邊形，Al A2=l 0. 8，所述外鋼管I和內鋼管2的壁厚均為25mm，Al=IOm2 ;多個所述頂端剪力釘組一和多個所述底端剪力釘組一的數量均為4個。
本實施例中，其余部分的結構和連接關系均與實施例1相同。實施例4本實施例中，與實施例1不同的是每一個所述剪力釘3的長度，均為其所布設位
置處外鋼管I和內鋼管2之間間距的I;所述內鋼管2的外徑為O 102mm，所述外鋼管I和
4
內鋼管2的壁厚均為4mm，Al=4m2。本實施例中，其余部分的結構和連接關系均與實施例1相同。實施例5本實施例中，與實施例1不同的是每一個所述剪力釘3的長度，均為其所布設位置處外鋼管I和內鋼管2之間間距的I;所述內鋼管2的外徑為O 1000mm，所述外鋼管I和內鋼管2的壁厚均為40mm，Al=8m2。本實施例中，其余部分的結構和連接關系均與實施例1相同。實施例6本實施例中，與實施例1不同的是每一個所述剪力釘3的長度，均為其所布設位置處外鋼管I和內鋼管2之間間距的I;所述內鋼管2的外徑為02000mm，所述外鋼管I和內鋼管2的壁厚均為66mm，Al=10m2。本實施例中，其余部分的結構和連接關系均與實施例1相同。實施例7本實施例中，與實施例1不同的是每一個所述剪力釘3的長度，均為其所布設位置處外鋼管I和內鋼管2之間間距的I;所述內鋼管2的外徑為02000mm，所述外鋼管I和內鋼管2的壁厚均為100mm，Al=10m2。本實施例中，其余部分的結構和連接關系均與實施例1相同。實施例8如圖6、圖7及圖8所示，本實施例中，與實施例1不同的是所述外鋼管I為外鋼管二，且所述外鋼管二的橫截面為正方形；所述外鋼管二內側壁上所設置的頂端抗剪結構和底端抗剪結構分別為頂端抗剪結構二和底端抗剪結構二；所述頂端抗剪結構二包括多個分別布設于外鋼管I多個內側壁上的頂端抗剪單元，每一個所述頂端抗剪單元均包括一個頂端剪力釘組二或多個呈平行布設的頂端剪力釘組二，所述頂端剪力釘組二的布設方向與外鋼管I和內鋼管2的中心軸線方向一致，所述外鋼管I各內側壁上所設置頂端抗剪單元的數量不大于I個，且所述頂端抗剪單元的總數量不大于外鋼管I的側壁數量；所述底端抗剪結構二包括多個分別布設于外鋼管I各內側壁上的底端抗剪單元，每一個所述底端抗剪單元均包括一個底端剪力釘組二或多個呈平行布設的底端剪力釘組二，所述底端剪力釘組二的布設方向與外鋼管I和內鋼管2的中心軸線方向一致，所述外鋼管I各內側壁上所設置底端抗剪單元的數量不大于I個，且所述底端抗剪單元的總數量不大于外鋼管I 的側壁數量；每一個所述頂端抗剪單元和每一個所述底端抗剪單元均布設在所述外鋼管I的各內側壁中部。每一個所述頂端剪力釘組二和每一個所述底端剪力釘組二均包括沿外鋼管I的中心軸線由上至下布設的多個剪力釘3，每一個所述剪力釘3均與外鋼管I的中心軸線呈垂直布設，且每一個所述剪力釘3均與其所布設位置處外鋼管I的內側壁呈垂直布設；所述頂端抗剪結構二和所述底端抗剪結構二均與混凝土結構4緊固連接為一體；所述外鋼管I和內鋼管2的縱向長度均相同，且二者的頂底端均相平齊。實際加工時，每一個所述剪力釘3的長度均小于其所布設位置處外鋼管I和內鋼管2之間的間距。具體加工時，每一個所述剪力釘3的長度，均為其所布設位置處外鋼管I
和內鋼管2之間間距的(4 ~ 4 )。
42本實施例中，每一個所述剪力釘3的長度，均為其所布設位置處外鋼管I和內鋼管2之間間距的I。本實施例中，所述頂端抗剪結構二中所包括所述頂端剪力釘組二的數量與所述底端抗剪結構二中所包括所述底端剪力釘組二的數量相同，且多個所述底端剪力釘組二分別布設在多個所述頂端剪力釘組二的正下方。多個所述頂端剪力釘組二和多個所述底端剪力釘組二中所包括剪力釘3的數量以及各剪力釘一 3的結構和尺寸均相同。實際加工時，多個所述剪力釘3由上至下呈均勻布設。本實施例中，Al A2=l 0. 8，所述外鋼管I和內鋼管2的壁厚均為25mm，Al=D2=IOm2,其中D為所述外鋼管I的外側壁邊長；所述底端抗剪結構二的縱向長度均為Im 1. 5m ;所述頂端抗剪結構二和所述底端抗剪單元的數量均為4個，且每一個所述頂端抗剪單元中所包括頂端剪力釘組二的數量和每一個所述底端抗剪單元中所包括底端剪力釘組二的數量均為3個。實際使用時，所述外鋼管I的橫截面也可以為長方形或其它正多邊形。本實施例中，其余部分的結構和連接關系均與實施例1相同。實施例9如圖9所示,本實施例中，與實施例8不同的是每一個所述頂端抗剪單元中所包括頂端剪力釘組二的數量和每一個所述底端抗剪單元中所包括底端剪力釘組二的數量均為4個；Al A2=l 0.6，所述外鋼管I和內鋼管2的壁厚均為25mm，Al=IOm2。本實施例中，其余部分的結構和連接關系均與實施例8相同。實施例10如圖10所示,本實施例中，與實施例8不同的是每一個所述頂端抗剪單元中所包括頂端剪力釘組二的數量和每一個所述底端抗剪單元中所包括底端剪力釘組二的數量均為2個。本實施例中，其余部分的結構和連接關系均與實施例8相同。實施例11本實施例中，與實施例8不同的是每一個所述剪力釘3的長度，均為其所布設位
置處外鋼管I和內鋼管2之間間距的所述內鋼管2的外徑為O 102mm，所述外鋼管I和 4
內鋼管2的壁厚均為4mm，Al=4m2。本實施例中，其余部分的結構和連接關系均與實施例8相同。實施例12本實施例中，與實施例8不同的是每一個所述剪力釘3的長度，均為其所布設位置處外鋼管I和內鋼管2之間間距的I;所述內鋼管2的外徑為O 1000mm，所述外鋼管I和內鋼管2的壁厚均為40mm，Al=8m2。本實施例中，其余部分的結構和連接關系均與實施例8相同。實施例13本實施例中，與實施例8不同的是每一個所述剪力釘3的長度，均為其所布設位
置處外鋼管I和內鋼管2之間間距的I;所述內鋼管2的外徑為02000mm，所述外鋼管I和
3
內鋼管2的壁厚均為66mm，Al=10m2。本實施例中，其余部分的結構和連接關系均與實施例8相同。實施例14本實施例中，與實施例8不同的是每一個所述剪力釘3的長度，均為其所布設位置處外鋼管I和內鋼管2之間間距的I;所述內鋼管2的外徑為02000mm，所述外鋼管I和內鋼管2的壁厚均為100mm，Al=10m2。本實施例中，其余部分的結構和連接關系均與實施例8相同。實施例15如圖11所示，本實施例中，與實施例8不同的是所述外鋼管I的橫截面為正十六邊形，所述外鋼管I內側中空部的橫截面為正十六邊形孔，且Al=所述外鋼管I的橫截面積+所述正十六邊形孔的橫截面積；Al A2=l 0.8，所述外鋼管I和內鋼管2的壁厚均為25mm, Al=IOm2 ;所述頂端抗剪結構二和所述底端抗剪單元的數量均為16個,且每一個所述頂端抗剪單元中所包括頂端剪力釘組二的數量和每一個所述底端抗剪單元中所包括底端剪力釘組二的數量均為I個，且每一個所述頂端剪力釘組二和每一個所述底端剪力釘組二均固定在外鋼管I的各側壁中部。本實施例中，其余部分的結構和連接關系均與實施例8相同。實施例16如圖12所示，本實施例中，與實施例8不同的是所述外鋼管I的橫截面為正六邊形，所述外鋼管I內側中空部的橫截面為正六邊形孔，且Al=所述外鋼管I的橫截面積+所述正六邊形孔的橫截面積；所述頂端抗剪結構二和所述底端抗剪單元的數量均為6個，每一個所述頂端抗剪單元中所包括頂端剪力釘組二的數量和每一個所述底端抗剪單元中所包括底端剪力釘組二的數量均為I個，且每一個所述頂端剪力釘組二和每一個所述底端剪力釘組二均固定在外鋼管I的各側壁中部。本實施例中，其余部分的結構和連接關系均與實施例8相同。實施例17如圖13所示，本實施例中，與實施例8不同的是所述外鋼管I的橫截面為正八邊形，所述外鋼管I內側中空部的橫截面為正八邊形孔，且Al=所述外鋼管I的橫截面積+所述正八邊形孔的橫截面積；所述頂端抗剪結構二和所述底端抗剪單元的數量均為8個，每一個所述頂端抗剪單元中所包括頂端剪力釘組二的數量和每一個所述底端抗剪單元中所包括底端剪力釘組二的數量均為I個，且每一個所述頂端剪力釘組二和每一個所述底端剪力釘組二均固定在外鋼管I的各側壁中部。本實施例中，其余部分的結構和連接關系均與實施例8相同。實施例18如圖14所示，本實施例中，與實施例17不同的是所述頂端抗剪結構二和所述底端抗剪單元的數量均為4個，每一個所述頂端抗剪單元中所包括頂端剪力釘組二的數量和每一個所述底端抗剪單元中所包括底端剪力釘組二的數量均為I個，且每一個所述頂端剪力釘組二和每一個所述底端剪力釘組二均固定在外鋼管I的各側壁中部。本實施例中，其余部分的結構和連接關系均與實施例17相同。以上所述，僅是本發明的較佳實施例，并非對本發明作任何限制，凡是根據本發明技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、變更以及等效結構變化，均仍屬于本發明技術方案的保護范圍內。
權利要求
1.一種端部增設剪力釘的SCS鋼管混凝土橋墩，其特征在于包括外鋼管(I)、套裝于外鋼管(I)內部的內鋼管(2)、布設于外鋼管(I)頂端與內鋼管(2)頂端之間的頂端抗剪結構、布設于外鋼管(I)底端與內鋼管(2)底端之間的底端抗剪結構和待所述頂端抗剪結構與所述底端抗剪結構均布設完成后由填充于外鋼管(I)與內鋼管(2)之間空腔內的混凝土澆筑成型的混凝土結構(4)，所述內鋼管(2)為圓形鋼管且其布設于外鋼管(I)的內側中部；所述外鋼管(I)和內鋼管(2)呈同軸布設；所述外鋼管(I)為外鋼管一或外鋼管二，所述外鋼管一的橫截面形狀為圓形，且所述外鋼管二的橫截面形狀為長方形或正多邊形；所述外鋼管一內側壁上所設置的頂端抗剪結構和底端抗剪結構分別為頂端抗剪結構一和底端抗剪結構一，且所述外鋼管二內側壁上所設置的頂端抗剪結構和底端抗剪結構分別為頂端抗剪結構二和底端抗剪結構二；所述頂端抗剪結構一包括多個沿圓周方向布設在所述外鋼管(I)內側壁上的頂端剪力釘組一，且多個所述頂端剪力釘組一的布設方向均與外鋼管(I)和內鋼管(2)的中心軸線方向一致；所述底端抗剪結構一包括多個沿圓周方向布設在所述外鋼管(I)內側壁上的底端剪力釘組一，且多個所述底端剪力釘組一的布設方向均與外鋼管(I)和內鋼管(2)的中心軸線方向一致；所述頂端抗剪結構二包括多個分別布設于外鋼管(I)多個內側壁上的頂端抗剪單元， 每一個所述頂端抗剪單元均包括一個頂端剪力釘組二或多個呈平行布設的頂端剪力釘組二，所述頂端剪力釘組二的布設方向與外鋼管(I)和內鋼管(2 )的中心軸線方向一致，所述外鋼管(I)各內側壁上所設置頂端抗剪單元的數量不大于I個，且所述頂端抗剪單元的總數量不大于外鋼管(I)的側壁數量；所述底端抗剪結構二包括多個分別布設于外鋼管(I) 各內側壁上的底端抗剪單元，每一個所述底端抗剪單元均包括一個底端剪力釘組二或多個呈平行布設的底端剪力釘組二，所述底端剪力釘組二的布設方向與外鋼管(I)和內鋼管(2)的中心軸線方向一致，所述外鋼管(I)各內側壁上所設置底端抗剪單元的數量不大于 I個，且所述底端抗剪單元的總數量不大于外鋼管(I)的側壁數量；每一個所述頂端抗剪單元和每一個所述底端抗剪單元均布設在所述外鋼管(I)的各內側壁中部；每一個所述頂端剪力釘組一、每一個所述底端剪力釘組一、每一個所述頂端剪力釘組二和每一個所述底端剪力釘組二均包括沿外鋼管(I)的中心軸線由上至下布設的多個剪力釘(3)，每一個所述剪力釘(3)均與外鋼管(I)的中心軸線呈垂直布設，且每一個所述剪力釘(3)均與其所布設位置處外鋼管(I)的內側壁呈垂直布設；所述頂端抗剪結構一、所述底端抗剪結構一、所述頂端抗剪結構二和所述底端抗剪結構二均與混凝土結構(4)緊固連接為一體；所述外鋼管(I)和內鋼管(2)的縱向長度均相同，且二者的頂底端均相平齊。
2.按照權利要求1所述的一種端部增設剪力釘的SCS鋼管混凝土橋墩，其特征在于 每一個所述剪力釘(3)的長度均小于其所布設位置處外鋼管(I)和內鋼管(2)之間的間距。
3.按照權利要求1或2所述的一種端部增設剪力釘的SCS鋼管混凝土橋墩，其特征在于所述內鋼管(2)的外徑為Φ 102mm Φ 2000mm,所述外鋼管(I)和內鋼管(2)的壁厚均為4mm 66mm，且Al A2=l (O. 6 O. 8)，，其中Al=al+bl，al為外鋼管(I)的橫截面積且bl為外鋼管(I)內側中空部的橫截面積，Α2=π ·γ2且!■為內鋼管(2)的外徑。
4.按照權利要求1或2所述的一種端部增設剪力釘的SCS鋼管混凝土橋墩，其特征在于多個所述頂端剪力釘組一和多個所述底端剪力釘組一中所包括剪力釘(3)的數量以及各剪力釘(3)的結構和尺寸均相同，多個所述頂端剪力釘組二和多個所述底端剪力釘組二中所包括剪力釘(3)的數量以及各剪力釘一(3)的結構和尺寸均相同。
5.按照權利要求1或2所述的一種端部增設剪力釘的SCS鋼管混凝土橋墩，其特征在于多個所述頂端剪力釘組一和多個所述底端剪力釘組一均沿內鋼管(2)的圓周方向進行布設；所述頂端抗剪結構一中所包括所述頂端剪力釘組一的數量與所述底端抗剪結構一中所包括所述底端剪力釘組一的數量相同，且多個所述底端剪力釘組一分別布設在多個所述頂端剪力釘組一的正下方；所述頂端抗剪結構二中所包括所述頂端剪力釘組二的數量與所述底端抗剪結構二中所包括所述底端剪力釘組二的數量相同，且多個所述底端剪力釘組二分別布設在多個所述頂端剪力釘組二的正下方。
6.按照權利要求1或2所述的一種端部增設剪力釘的SCS鋼管混凝土橋墩，其特征在于多個所述剪力釘(3)由上至下呈均勻布設。
7.按照權利要求2所述的一種端部增設剪力釘的SCS鋼管混凝土橋墩，其特征在于 每一個所述剪力釘(3)的長度，均為其所布設位置處外鋼管(I)和內鋼管(2)之間間距的
8.按照權利要求1或2所述的一種端部增設剪力釘的SCS鋼管混凝土橋墩，其特征在于所述頂端抗剪結構一、所述底端抗剪結構一、所述頂端抗剪結構二和所述底端抗剪結構二的縱向長度均為Im 1. 5m。
9.按照權利要求1或2所述的一種端部增設剪力釘的SCS鋼管混凝土橋墩，其特征在于所述頂端抗剪結構一中所包括頂端剪力釘組一的數量和所述底端抗剪結構一中所包括底端剪力釘組一的數量均為4個 12個,每一個所述頂端抗剪單元中所包括頂端剪力釘組二的數量和每一個所述底端抗剪單元中所包括底端剪力釘組二的數量均為I個 4個。
10.按照權利要求1或2所述的一種端部增設剪力釘的SCS鋼管混凝土橋墩，其特征在于所述混凝土結構(4)為碳纖維混凝土結構。
全文摘要
本發明公開了一種端部增設剪力釘的SCS鋼管混凝土橋墩，包括外鋼管、套裝于外鋼管內部的內鋼管、布設于外鋼管頂端與內鋼管頂端之間的頂端抗剪結構、布設于外鋼管底端與內鋼管底端之間的底端抗剪結構和待所述頂端抗剪結構與所述底端抗剪結構均布設完成后由填充于外鋼管與內鋼管之間空腔內的混凝土澆筑成型的混凝土結構，內鋼管為圓形鋼管，外鋼管和內鋼管呈同軸布設；外鋼管為外鋼管一或外鋼管二，外鋼管一的橫截面形狀為圓形，且外鋼管二的橫截面形狀為長方形或正多邊形。本發明結構簡單、設計合理、施工方便且施工成本較低、力學性能優良、使用效果好，能有效解決現有鋼管混凝土橋墩存在的多種問題。
文檔編號E01D19/02GK102995554SQ20121057988
公開日2013年3月27日 申請日期2012年12月27日 優先權日2012年12月27日
發明者楊光輝, 王旭, 高小育, 劉永健, 樊小林, 李志立, 黃嘉瑞, 韓小宇, 李波 申請人:長安大學