[发明专利]一种损伤可控的自复位节段预制拼装钢管混凝土桥墩及作法

说明书

技术领域

本发明属于桥梁工程领域，具体涉及一种损伤可控的节段预制拼装钢管混凝土桥墩及作法。

背景技术

随着社会经济发展，人们对生活质量也越来越重视。近年来，城市交通拥堵，空气质量差，空气污染严重等问题给人们的生产生活带来严重不利影响。大型城市/城市群经济迅速发展，既有交通基础设施交通承载能力不足或结构性能退化严重，亟需新建或重建城市道路、桥梁等关键交通基础设施。当前，以现浇结构为主的城市桥梁建设不可避免地对周边交通环境、自然环境等造成严重的不利影响。城市桥梁施工工期长，占用场地较大，将会造成桥梁建设场地周边区域比较严重的交通拥堵，进而造成局部区域严重的汽车尾气污染，另外汽车绕道会引起燃料损耗和时间成本损失等不利经济、社会影响。因此，城市桥梁施工建造面临巨大挑战。如何减少桥梁施工对既有交通环境和自然环境的不利影响，加快建造速度，缩短施工工期成为城市桥梁建设首要考虑的问题。因此，预制装配技术很快引起人们的重视，城市桥梁建造迫切需要这种快捷、高效、绿色的工业化技术。除此之外，部分桥梁建设受到施工现场环境影响，如近海桥梁施工受到海上浇筑混凝土难度大、环境污染控制要求高，传统施工方法受到诸多限制，节段预制拼装技术为桥梁建设者们提供了新的思路。

预制装配技术能够极大提高桥梁结构在建设场地的建造速度，缩短现场施工工期，在我国预制节段拼装技术有关研究和工程应用相对较少，既有桥梁工程中采用的预制节段拼装技术主要应用于桥梁上部结构，将主梁分成若干节段预制或整孔预制，通过吊装机械整孔架设或悬臂节段拼装。目前，桥梁下部结构预制节段拼装技术还正处于初期研发阶段，只有部分跨海工程采用了整墩预制现浇湿接头连接的预制拼装技术，城市桥梁下部结构还基本未采用预制节段拼装技术。我国正处于大规模交通基础设施建设时期，在城市桥梁、跨海桥梁的建造过程中，桥梁快速建造技术以其构件加工质量高、建造效率高、环境友好等优势越来越受到建设业主和桥梁工程师的重视。桥梁结构预制装配技术将是未来桥梁工程建设的一个重要发展方向。

钢管混凝土构件在建筑和桥梁结构中得到了较多应用，特别是对于承载需求较大的高层、超高层建筑结构以及大跨度拱桥，应用更加广泛。钢管混凝土构件充分利用钢材抗拉和混凝土抗压的优点，不仅具有良好的承压能力，同时具有非常好的抗震性能，受到工程设计人员的青睐。但目前大部分应用的钢管混凝土构件也都是现场浇筑钢管混凝土构件。国内外学者对钢管混凝土柱与梁连接节点构构造提出了多种连接形式。但目前钢管混凝土在桥墩中的研发和应用还非常少，国内外研究学者和工程师针对节段预制钢管混凝土桥墩的研究和工程实践更少。

发明内容

本发明充分利用钢管混凝土的结构和受力特性，将其与后张预应力技术结合，应用于桥梁快速建造工程中，实现桥墩构件的节段预制拼装，提供一种损伤可控的自复位节段预制拼装钢管混凝土桥墩及作法，满足桥梁工业化建造技术中桥梁关键构件的节段预制拼装构造，提出节段预制拼装钢管混凝土桥墩作法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为一种损伤可控的自复位节段预制拼装钢管混凝土桥墩，该桥墩包括预制钢管混凝土节段1、预应力筋2、耗能连接件3、外露节点连接件4、承台12和盖梁13。

相邻的预制钢管混凝土节段1的端面对齐，钢管节段5为预制钢管混凝土节段1的外部结构，通过耗能连接件3设置在相邻的钢管节段5衔接处，并通过高强螺栓螺帽7将耗能连接件3、钢管节段5进行连接固定。

浇筑承台12和盖梁13时将外露节点连接件4的预埋锚栓10预埋在承台12和盖梁13内。脚板9通过预埋锚栓10分别锚固在承台12和盖梁13上，预制钢管混凝土节段1放置在脚板9上使脚板9的预留预应力孔道轴心与预制钢管混凝土节段1的PVC管8轴心对齐，节点处耗能连接板11的预留螺栓孔套在预制钢管混凝土节段1的预埋螺杆14上，高强螺栓螺帽7拧紧固定，节点处耗能连接板11未预留螺栓孔的一端与脚板9通过焊缝15坡口焊焊接连接。

预应力筋2穿过预制钢管混凝土节段1，两端通过锚具16分别锚固在承台12和盖梁13内。预应力筋2的作用是水平地震作用后节段预制拼装钢管混凝土桥墩能够基本回复到初始位置。