[发明专利]一种应用双层钢管混凝土柔性桩的整体式桥台无缝桥梁

说明书

技术领域

本发明涉及一种应用双层钢管混凝土柔性桩的整体式桥台无缝桥梁，属于桥梁领域。

背景技术

桥梁结构在温度变化的条件下会发生伸缩等变形，为了消除变形对结构影响，一般在结构中设置伸缩缝。为了车辆行驶平稳，一般就要在伸缩缝上设置伸缩装置，然而，伸缩装置容易在环境因素下发生破坏或失效，影响了桥梁的正常使用，提高了维护费用。目前普遍认为采用取消伸缩缝的无缝桥是最好的解决方法，而整体式桥台桥梁是无缝桥中应用最多的一类桥型。

在整体式桥台桥梁中，由于取消了伸缩装置和支座，主梁和桥台形成一个整体，整体桥上部结构的伸缩变形主要由桩基础承担。为了满足桥体伸缩变形，提高抗震性能和耗能能力，常常使用柔性桩基，在国外以H型钢桩桩基础应用为主，在我国由于经济问题的考虑，常常使用钢筋混凝土桩作为整体式桥台桥梁桩基础，但钢筋混凝土桩的水平变形能力明显低于钢桩，极易开裂而导致钢筋的腐蚀，抗震性能和耗能性能不佳。

混凝土桩基础存在几个不足：一、水平抗推刚度大，不能很好地吸收上部结构由温度变化和汽车制动产生的水平变形；二、抗震性能和耗能性能比较差；三、混凝土容易开裂，从而对钢筋造成腐蚀。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种应用双层钢管混凝土柔性桩的整体式桥台无缝桥梁，延性好、经济、施工方便、抗震性能和耗能性能好。

本发明采用以下方案实现：一种应用双层钢管混凝土柔性桩的整体式桥台无缝桥梁，包括桥身主梁和插入地表中的钢管混凝土桩体，所述桩体的截面为扁形结构，所述桩体包括内钢管和套设在其外围的外钢管，所述内钢管外周壁与外钢管内周壁之间形成的空腔内浇筑有混凝土，并且桩体的弱轴方向与所述主梁长度方向相垂直。

进一步的，所述外钢管和内钢管均为圆端形截面或均为椭圆形截面。

进一步的，外钢管和内钢管均为矩形截面或外钢管为矩形截面，内钢管为椭圆形截面。

进一步的，所述桩体的顶部浇筑有桩帽，所述主梁搭设在所述桩帽上并与桩帽浇筑成一体。

进一步的，所述主梁的两端还浇筑有搭板。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：该应用双层钢管混凝土柔性桩的整体式桥台无缝桥梁提高了混凝土的抗压强度和韧性，同时混凝土能避免或者延缓钢管的局部屈曲，保证竖向承载力的同时使侧向抗推刚度尽量小，降低了侧向刚度，可很好地吸收了桥身的水平纵向位移，提高了桩的抗震性能和耗能性能。混凝土和钢管共同作用从而发挥了两者的优点，扁形双层钢管混凝土柔性桩不仅具有一般钢管混凝土桩延性、抗震性能和耗能性能好的优点，还减少了自重，提高了耐火性能，简化了施工，具有较好的经济效益。

附图说明

图1是本发明实施例1构造示意图；

图2是本发明实施例1中主梁与桩帽连接示意图；

图3是本发明实施例1桩体构造示意图；

图4是本发明实施例2桩体构造示意图；

图5是本发明实施例3桩体构造示意图；

图6是本发明实施例4桩体构造示意图；

图中标号说明：1-外钢管、2-混凝土、3-内钢管、4-桩体、5-主梁、6-整体式桥台、7-搭板、8-桩帽。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下将通过具体实施例和相关附图，对本发明作进一步详细说明。

如图1~3所示，一种应用双层钢管混凝土柔性桩的整体式桥台无缝桥梁，包括桥身主梁5和插入地表中的钢管混凝土桩体4，所述桩体4的截面为扁形结构，所述桩体4包括内钢管3和套设在其外围的外钢管1，所述内钢管3外周壁与外钢管1内周壁之间形成的空腔内浇筑有混凝土2，内钢管3内腔并不填充混凝土，由此内钢管3、外钢管1和混凝土2共同发挥作用，提高了桩的延性，形成双层钢管混凝土柔性桩，并且桩体4的弱轴方向与所述主梁5长度方向相垂直，降低了侧向刚度，可很好地吸收了桥身的水平纵向位移，提高了桩体的抗震性能和耗能性能，与实心钢管混凝土比，可减小自重，而对摩擦桩而言，可以提高桩的抗竖向承载能力，展示了显著的经济效应。

在本实施例中，外钢管1和内钢管3均为矩形截面，它们可根据实际桥长、地质条件和温差大小等，采用相应的截面形式。所述内钢管3和外钢管1可以采用普通钢材，所述混凝土2可以采用普通混凝土或自密实混凝土，内钢管3、外钢管1和内外钢管之间的混凝土截面形心重合，混凝土2和内外钢管端面相平。

在本实施例中，所述桩体的顶部浇筑有桩帽，所述主梁搭设在所述桩帽上并与桩帽浇筑成一体，共同承受荷载的作用。