[发明专利]圆钢管轻集料混凝土梁与混凝土桥墩的穿心钢筋连接构造及施工工艺

说明书

技术领域

本发明是一种圆钢管轻集料混凝土梁与钢筋混凝土桥墩整体连接结构，尤其是一种采用穿心钢筋连接的构造，属于桥梁工程中墩梁节点连接技术领域。

背景技术

钢管轻集料混凝土是在钢管中填充轻集料混凝土而形成的一种新型钢管混凝土结构。钢管轻集料混凝土具有强度高、延性好、自重轻等优点，在桥梁上部结构中使用时将大大减轻自重，降低基础荷载，这与现代桥梁结构的发展要求相符。

目前关于圆钢管混凝土节点连接研究报道，主要针对建筑工程中的梁柱节点研究。组合结构桥梁中也主要针对钢梁与钢筋混凝土桥墩连接节点的研究，连接方式有：钢筋混凝土方式，预应力钢筋混凝土方式，以及近年来发展的剪力键连接方式。预应力钢筋混凝土连接方式克服了钢筋混凝土连接方式易产生裂纹的弱点，但构造布置及施工较困难；而采用限制裂纹宽度设计法的剪力键连接方式，使施工性得到了的改善，所以近年来剪力键连接成为钢梁与钢筋混凝土桥墩刚性连接的主要方法。

发明内容

本发明所要就解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，而提供一种解决了圆钢管轻集料混凝土梁与钢筋混凝土桥墩的连接问题的刚性连接结构及施工工艺。

本发明圆钢管轻集料混凝土梁与混凝土桥墩的穿心钢筋连接构造的方案为：

包括圆钢管轻集料混凝土梁、剪力传递钢板、穿心钢筋、弯矩传递钢板、焊接钢筋、钢筋混凝土桥墩、传递钢肋板七个部分，其特征是：所述的穿心钢筋穿过所述的圆钢管轻集料混凝土梁的圆钢管并焊接，在穿心钢筋焊接所述的弯矩传递钢板实现节点与圆钢管轻集料混凝土梁的整体连接；在加焊的弯矩传递钢板上焊接所述的传递钢肋板，钢筋混凝土桥墩的纵向钢筋穿过传递钢肋板使节点与钢筋混凝土桥墩整体连接。

本整体连接结构采用了焊接穿心钢筋的形式，由圆钢管轻集料混凝土梁、剪力传递钢板、穿心钢筋、弯矩传递钢板、焊接钢筋、钢筋混凝土桥墩、传递钢肋板等组成。其连接构造主要特征为：一是在连接部位，钢管定位开孔，孔径比穿心钢筋略大，焊接穿心钢筋与钢管连接；二是与钢管相连的弯矩传递钢板再加焊一段弯矩传递钢板，并在加焊的钢板上焊接两根钢筋以加强弯矩传递板的连接性能，再焊接两排开孔的钢肋板，孔径比钢筋混凝土桥墩的纵向钢筋直径大；三是钢筋混凝土桥墩的纵向钢筋穿过钢肋板孔，然后对桥墩绑扎钢筋、支模、浇注混凝土。在刚节点处焊接剪力传递钢板、穿心钢筋、弯矩传递钢板，将钢管轻集料混凝土梁的剪力、弯矩等荷载传递给节点；焊接钢肋板并穿桥墩的纵向钢筋，使梁传递下来的荷载有效传递给桥墩。当抗震要求不高时，此时可直接采用焊接钢筋，而不加焊一段弯矩传递钢板，将钢筋混凝土桥墩的纵向钢筋直接与弯矩传递钢板焊接。

为了研究圆钢管轻集料混凝土梁与钢筋混凝土桥墩整体连接技术的性能，针对焊接穿心钢筋连接件形式的设计了一组构件进行试验研究。研究结果表明：本连接方式承载力满足设计要求，抗震耗能性能较好；整体连接效果好，并能很好的传递荷载且能使梁墩很好的共同受力。

本发明的焊接穿心钢筋连接技术主要优点有：

一、连接构件可采取工厂化制作；

二、刚节点的承载力满足设计要求且抗震性能较好，实现了圆钢管轻集料混凝土梁与钢筋混凝土桥墩的可靠连接，且传力线路明确；

三、圆钢管中浇注轻集料混凝土，减轻了结构自重，降低基础荷载，节省了下部结构的造价。

一种圆钢管轻集料混凝土梁与混凝土桥墩的穿心钢筋连接构造的施工工艺，采用以下步骤：

(a)圆钢管轻集料混凝土梁与钢筋混凝土桥墩在连接部位，钢管开孔定位，孔径比穿心钢筋略大，穿心钢筋穿过钢管并与圆钢管焊接，向钢管中浇注轻集料混凝土；

(b)焊接剪力传递钢板和弯矩传递钢板，穿心钢筋与弯矩传递钢板焊接连接；

(c)弯矩传递钢板上再加焊一段弯矩传递钢板，在连接处焊接钢筋加强连接性能，并在加焊钢板上焊接两排开孔钢肋板；

(d)钢筋混凝土桥墩的纵向钢筋穿过钢肋板的开孔形成整体连接，绑扎桥墩钢筋，与节点整浇。

附图说明

图1为焊接穿心钢筋连接结构示意图。

具体实施方式

图1为圆钢管轻集料混凝土梁与钢筋混凝土桥墩的焊接穿心钢筋连接式，首先在工厂制作好所需构件，在连接部位，钢管开孔定位穿钢筋，然后将穿心钢筋3焊接到钢管上，再向钢管中浇注轻集料混凝土；焊接剪力传递钢板2和弯矩传递钢板4，再将穿心钢筋3伸出部分焊接到弯矩传递钢板4；弯矩传递钢板再加焊一段弯矩传递钢板4，并在加焊的钢板上焊接两根钢筋5以加强弯矩传递板的连接性能，再焊接两排开孔的钢肋板(孔径比钢筋混凝土桥墩6的纵向钢筋直径大)；在绑扎钢筋时先将桥墩的纵向钢筋穿过钢肋板孔，然后绑扎钢筋，支模，浇注混凝土。