[发明专利]一种城市轨道交通高架车站的型钢混凝土柱及其制备方法

说明书

本发明公开了一种城市轨道交通高架车站的型钢混凝土柱的制备方法，包括以下步骤：准备钢材或钢板用以制备第一型钢部，在第一腹板上开设供贯通用的多个孔位；对第一腹板和第一翼缘板进行定位焊，组立第一型钢部；制备第二型钢部以及第三型钢部；组装第二型钢部以及第三型钢部分别在第一型钢部的第一翼缘板的相对两侧，形成十字形型钢柱；在第一型钢部、第二型钢部以及第三型钢部上分别焊接栓钉。本发明还公开了一种城市轨道交通高架车站的型钢混凝土柱。实施本发明的城市轨道交通高架车站的型钢混凝土柱及其制备方法，型钢混凝土柱具有良好的承压性能，变形能力强，耐疲劳，抗冲击性能好；满足结构安全和工程经济，也涉及现场施工的可行性和工序安排。

技术领域

本发明涉及工程领域，尤其涉及一种应用于桥建合一的桥梁结构和房建结构上的城市轨道交通高架车站的型钢混凝土柱及其制备方法。

背景技术

由于建筑空间规划需求和外形限制，型钢混凝土组合柱结构作为一种极具魅力的组合结构形式，与同等截面的钢筋混凝土柱结构相比，其承载力和刚度有明显的提高，并具备更好的延性，已经日益广泛地应用于各类建筑结构中，为顺应城市发展需求，确保结构安全，产生了很大的经济、社会和环境效益。

现有的型钢混凝土柱结构在桥建合一的桥梁结构和房建结构上的应用并不多见，且在承压性能、变形能力、耐疲劳以及抗冲击性上仍有很多不足。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种城市轨道交通高架车站的型钢混凝土柱及其制备方法，型钢混凝土柱具有良好的承压性能，变形能力强，耐疲劳，抗冲击性能好；满足结构安全和工程经济，也涉及现场施工的可行性和工序安排。

为了解决上述技术问题，本发明的实施例提供了一种城市轨道交通高架车站的型钢混凝土柱及其制备方法，型钢混凝土组合柱包括：型钢柱、排布在型钢柱外周的构造钢筋和箍筋以及包覆在型钢柱、构造钢筋和箍筋外部的混凝土包覆体，包括以下步骤：准备钢材或钢板用以制备第一型钢部，第一型钢部包括第一腹板和分别连接在第一腹板相对两端部的第一翼缘板；在第一腹板上开设供贯通用的多个孔位；对第一腹板和第一翼缘板进行定位焊，控制第一腹板拼接缝和第一翼缘板拼接缝之间的间距，以避免焊缝交叉和焊缝缺陷的集中，组立第一型钢部；制备第二型钢部以及第三型钢部，第二型钢部包括第二腹板和连接在第二腹板一端部的第二翼缘板，第三型钢部包括第三腹板和连接在第三腹板一端部的第三翼缘板；组装第二型钢部以及第三型钢部分别在第一型钢部的第一腹板的相对两侧，形成十字形型钢柱；在第一型钢部、第二型钢部以及第三型钢部上分别焊接栓钉；构造钢筋包括：均匀排布在型钢柱的四端角位置上的第一构造钢筋和均匀排布在栓钉外侧对应位置上的第二构造钢筋，第一构造钢筋的直径尺寸设置大于第二构造钢筋的直径尺寸；箍筋包括：套接在第一构造钢筋和第二构造钢筋外周的第一箍筋和设置在第一箍筋内侧的第二箍筋，第一箍筋和第二箍筋在型钢混凝土组合柱的顶部和底部的一定截面高度范围内设置加密区域。

其中，第一型钢部呈H形，第二型钢部以及第三型钢部由相同的制备第一型钢部的步骤得到的另一第一型钢部经切割而成。

其中，准备钢材或钢板用以制备第一型钢部的步骤包括：清理钢材或钢板上的铁锈和油污、确认钢材的型号规格和质量、对钢板或钢材进行拼接以及对拼接后的钢板或钢材进行切条的步骤。

其中，在第一腹板上开设供贯通用的多个孔位的步骤采用钻模钻孔的方式，其包括：钻模由中碳钢制成经淬火处理镶在模板上，将数块钢板重叠起来，点焊固定，并用夹具夹紧进行同步钻孔，用以提高钻孔效率。

其中，对第一腹板和第一翼缘板进行定位焊的步骤中，使用较大的热输入进行定位焊，以防焊缝开裂；第一腹板拼接缝和第一翼缘板拼接缝之间的间距尺寸至少为200mm，并且焊接高度小于焊缝高度的2/3，用以使第一型钢部在组立、焊接至运送的过程中不超过规定的变形量。

其中，对第一腹板和第一翼缘板进行定位焊的步骤中，还包括控制定位焊截面尺寸的步骤，用以使焊缝施焊后能够全部重熔。