拼裝式再生鋼管混凝土y型橋墩的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種拼裝式再生鋼管混凝土Y型橋墩，由Y型鋼管、鋼管系梁和拼裝法蘭焊接組成，橋梁支座置于Y型橋墩雙臂頂部；Y型鋼管作為橋墩墩身，鋼管系梁位于Y型鋼管分叉處以上并與Y型鋼管兩分叉臂焊接，Y型鋼管底端有拼裝法蘭；Y型鋼管內(nèi)部澆筑再生骨料混凝土。本發(fā)明的拼裝式再生鋼管混凝土Y型橋墩可應(yīng)用在城市立交橋梁中，節(jié)省了常規(guī)混凝土橋墩立模板、挷扎鋼筋、拆模板等步驟，可大幅提高Y型橋墩的施工速度；同時(shí)，本發(fā)明使再生骨料混凝土在橋梁工程中得以應(yīng)用，有利于再生混凝土的推廣應(yīng)用和建筑垃圾資源化，提高了經(jīng)濟(jì)效益。
【專利說(shuō)明】拼裝式再生鋼管混凝土 Y型橋墩

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于鋼與混凝土組合結(jié)構(gòu)及混合結(jié)構(gòu)【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及鋼管混凝土異形橋墩，尤其是一種拼裝式再生鋼管混凝土 Y型橋墩。

【背景技術(shù)】
[0002]城市高架橋、立交橋這類通行多層交通的橋梁不同于普通公路橋梁，橋下仍需要通行交通，對(duì)橋墩的占地面積有較大的限制。因此，城市高架橋、立交橋通常采用獨(dú)柱或異形橋墩。然而，由于獨(dú)柱橋墩通常只能布置單支座，導(dǎo)致橋梁的抗傾覆能力較弱，而Y型橋墩可在頂部布置雙支座，從而提高橋梁的抗傾覆能力，所以城市橋梁常采用Y型橋墩。普通的混凝土 Y型橋墩施工中，需要經(jīng)過(guò)立模板、梆扎鋼筋、澆注混凝土、拆模板等一系列過(guò)程，投入人力很大，施工周期很長(zhǎng)，對(duì)交通影響很大。同時(shí)，Y型橋墩屬異形橋墩，其模板只能特制，使用完后無(wú)法再利用，造成極大浪費(fèi)。為此，亟需設(shè)計(jì)新型橋墩結(jié)構(gòu)來(lái)提高城市橋梁異形橋墩的施工速度及減少施工成本。
[0003]再生混凝土是一種利用再生骨料及新砂漿拌合配制的環(huán)保型混凝土，再生骨料由廢棄混凝土塊經(jīng)過(guò)破碎、清洗與分級(jí)后形成。在再生混凝土中，由再生骨料部分或全部代替砂石等天然骨料。再生混凝土的推廣應(yīng)用有利于建筑垃圾資源化，符合環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展要求，充分利用再生混凝土，不但能有效降低建筑垃圾的數(shù)量，減少建筑垃圾對(duì)自然環(huán)境的污染，起到保護(hù)環(huán)境的作用，達(dá)到節(jié)約天然沙石資源的目的，具有顯著的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和環(huán)境效益。然而，由于再生骨料中附著老砂漿的影響，與普通混凝土相比，再生混凝土在單軸壓力作用下更加容易出現(xiàn)微裂紋，進(jìn)而導(dǎo)致再生混凝土的單軸抗壓強(qiáng)度普遍小于普通混凝土，影響了其推廣應(yīng)用。在橋墩這類對(duì)混凝土抗壓力學(xué)性能要求較高的結(jié)構(gòu)，還無(wú)法將再生混凝土應(yīng)用到其中。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種承載力滿足要求、抗震性能良好、施工快速、施工成本低、經(jīng)濟(jì)環(huán)保的拼裝式再生鋼管混凝土 Y型橋墩。
[0005]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:拼裝式再生鋼管混凝土 Y型橋墩，包括Y型橋墩，Y型橋墩由Y型鋼管、鋼管系梁和拼裝法蘭焊接組成，橋梁支座置于Y型橋墩雙臂頂部；Y型鋼管作為橋墩墩身，鋼管系梁位于Y型鋼管分叉處以上并與Y型鋼管兩分叉臂焊接，Y型鋼管底端有拼裝法蘭；Υ型鋼管內(nèi)部澆筑再生骨料混凝土。
[0006]拼裝法蘭包含8塊加勁肋，預(yù)留8個(gè)拼裝螺栓孔。
[0007]上述拼裝式再生鋼管混凝土 Y型橋墩，還包括凹型承臺(tái)，Y型橋墩通過(guò)預(yù)埋在凹型承臺(tái)中的拼裝螺栓與凹型承臺(tái)拼裝固定。
[0008]Y型鋼管兩分叉臂圓形鋼管的直徑比橋梁支座最大尺寸大60cm以上。
[0009]再生骨料混凝土強(qiáng)度等級(jí)不低于C35。
[0010]再生骨料混凝土由新砂漿和再生骨料組成，再生骨料由原始天然骨料和附著老砂漿組成。
[0011]Y型橋墩的含鋼率為0.05-0.2。
[0012]針對(duì)再生骨料混凝土應(yīng)用存在的問(wèn)題和城市橋梁橋墩施工便利性和施工成本的需求，發(fā)明人設(shè)計(jì)了一種拼裝式再生鋼管混凝土 Y型橋墩，由Y型鋼管、鋼管系梁和拼裝法蘭焊接組成，橋梁支座置于Y型橋墩雙臂頂部；γ型鋼管作為橋墩墩身，鋼管系梁位于Y型鋼管分叉處以上并與Y型鋼管兩分叉臂焊接，Y型鋼管底端有拼裝法蘭；Υ型鋼管內(nèi)部澆筑再生骨料混凝土。本發(fā)明利用了鋼管對(duì)再生骨料混凝土形成包裹約束，改善了再生骨料混凝土的受力性能，提高其承壓及抗偏壓能力，并提高受鋼管約束的再生混凝土的承載力和抗震性，使再生混凝土橋墩滿足力學(xué)性能要求，能夠應(yīng)用于橋梁工程當(dāng)中；再生混凝土的填充，可提高鋼管抗局部屈曲能力。本發(fā)明的拼裝式再生鋼管混凝土 Y型橋墩可應(yīng)用在城市立交橋梁中，其中，外包鋼管可作為混凝土模板使用，Y型鋼管通過(guò)拼裝法蘭、拼裝螺栓與凹型承臺(tái)現(xiàn)場(chǎng)快速拼裝，管內(nèi)澆筑再生混凝土，節(jié)省了常規(guī)混凝土橋墩立模板、梆扎鋼筋、拆模板等步驟，可大幅提高Y型橋墩的施工速度；同時(shí)，本發(fā)明使再生骨料混凝土在橋梁工程中得以應(yīng)用，有利于再生混凝土的推廣應(yīng)用和建筑垃圾資源化，提高了經(jīng)濟(jì)效益。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1是本發(fā)明拼裝式再生鋼管混凝土 Y型橋墩的使用狀態(tài)示意圖。
[0014]圖2是圖1中Y型橋墩的俯視示意圖。
[0015]圖3是圖1中Y型橋墩與凹型承臺(tái)連接部分的剖視示意圖。
[0016]圖4是圖1中再生骨料混凝土的示意圖。
[0017]圖中:IY型鋼管，2鋼管系梁，3再生骨料混凝土，4支座，5拼裝法蘭，6拼裝螺栓，7固定混凝土，8凹型承臺(tái)，9原始天然骨料，10老砂漿，11新砂漿。

【具體實(shí)施方式】
[0018]如圖1至4所示，本發(fā)明拼裝式再生鋼管混凝土 Y型橋墩包括Y型橋墩，Y型橋墩由Y型鋼管1、鋼管系梁2和拼裝法蘭5焊接組成，橋梁支座4置于Y型橋墩雙臂頂部；Υ型鋼管作為橋墩墩身，鋼管系梁位于Y型鋼管分叉處以上并與Y型鋼管兩分叉臂焊接，Y型鋼管底端有拼裝法蘭，拼裝法蘭包含8塊加勁肋，預(yù)留8個(gè)拼裝螺栓孔；Υ型鋼管內(nèi)部澆筑再生骨料混凝土 3。
[0019]制作過(guò)程
[0020]Y型鋼管在工廠預(yù)制，將兩分叉臂圓形鋼管(直徑比橋梁支座最大尺寸大60cm以上)與主鋼管焊接，再將開(kāi)有8個(gè)拼接螺栓孔的拼接法蘭底板與主鋼管底部焊接，然后再將法蘭加勁肋與主鋼管和法蘭底板焊接，形成底部帶拼接法蘭的Y型鋼管。將Y型鋼管運(yùn)送至橋墩施工現(xiàn)場(chǎng)，通過(guò)拼接法蘭的拼接螺栓孔與已在現(xiàn)場(chǎng)施工完成的凹型承臺(tái)8 (預(yù)埋拼接螺栓6)對(duì)接，然后澆筑固定混凝土 7。Y型鋼管拼接完成后，將鋼管系梁與Y型鋼管雙臂現(xiàn)場(chǎng)焊接，最后在Y型鋼管內(nèi)灌注再生骨料混凝土，最終形成Y型橋墩。再生骨料混凝土由新砂漿11和再生骨料組成，再生骨料由原始天然骨料9和附著老砂漿10組成。再生骨料混凝土強(qiáng)度等級(jí)不低于C35，依據(jù)《型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(JGJ138-2001)規(guī)定:Y型橋墩的含鋼率在0.05-0.2范圍內(nèi)。
[0021]設(shè)計(jì)原理
[0022]本發(fā)明的拼裝式再生鋼管混凝土 Y型橋墩既可以滿足承載力要求，又可以提高被約束再生混凝土的強(qiáng)度和抗震性。由于鋼管內(nèi)部澆筑再生骨料混凝土，在受壓狀態(tài)下，通過(guò)鋼管的約束提高了再生混凝土的強(qiáng)度，進(jìn)而提高再生混凝土的承載力，同時(shí)提高鋼管抗局部屈曲能力，具體是:當(dāng)軸向力增加時(shí)候，由于混凝土有一定的泊松比，會(huì)發(fā)生橫向變形，當(dāng)橫向變形受到約束情況下，鋼管內(nèi)部的混凝土處于三向受壓狀態(tài)，混凝土微裂縫的發(fā)展會(huì)受到制約，變形性能也會(huì)增強(qiáng)，從而提高了承載力；鋼管和混凝土之間的相互作用使鋼管內(nèi)部混凝土的破壞由脆性破壞轉(zhuǎn)變?yōu)樗苄云茐模瑯?gòu)件的延性性能明顯改善，耗能能力大大提高，從而提高了抗震能力；同時(shí)鋼管內(nèi)部的混凝土又可以有效地防止鋼管發(fā)生局部屈曲，提高鋼管的抗屈曲能力。
【權(quán)利要求】
1.一種拼裝式再生鋼管混凝土 Y型橋墩，包括Y型橋墩，其特征在于:所述Y型橋墩由Y型鋼管、鋼管系梁和拼裝法蘭焊接組成，橋梁支座置于Y型橋墩雙臂頂部；所述Y型鋼管作為橋墩墩身，鋼管系梁位于Y型鋼管分叉處以上并與Y型鋼管兩分叉臂焊接，Y型鋼管底端有拼裝法蘭；所述Y型鋼管內(nèi)部澆筑再生骨料混凝土。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的拼裝式再生鋼管混凝土Y型橋墩，其特征在于:所述拼裝法蘭包含8塊加勁肋，預(yù)留8個(gè)拼裝螺栓孔。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的拼裝式再生鋼管混凝土Y型橋墩，其特征在于還包括凹型承臺(tái)，Y型橋墩通過(guò)預(yù)埋在凹型承臺(tái)中的拼裝螺栓與凹型承臺(tái)拼裝固定。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的拼裝式再生鋼管混凝土Y型橋墩，其特征在于:所述Y型鋼管兩分叉臂圓形鋼管的直徑比橋梁支座最大尺寸大60cm以上。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的拼裝式再生鋼管混凝土Y型橋墩，其特征在于:所述再生骨料混凝土強(qiáng)度等級(jí)不低于C35。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的拼裝式再生鋼管混凝土Y型橋墩，其特征在于:所述再生骨料混凝土由新砂漿和再生骨料組成，再生骨料由原始天然骨料和附著老砂漿組成。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的拼裝式再生鋼管混凝土Y型橋墩，其特征在于:所述Y型橋墩的含鋼率為0.05-0.2。
【文檔編號(hào)】E01D101/30GK104278621SQ201410557527
【公開(kāi)日】2015年1月14日 申請(qǐng)日期:2014年10月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月20日
【發(fā)明者】王龍林, 郝天之, 高建明, 劉世建, 黎力韜, 羅月靜, 謝軍, 彭蓉, 張磊 申請(qǐng)人:廣西交通科學(xué)研究院