[发明专利]一种多腔带肋钢管混凝土桥墩及其施工方法

说明书

本发明公开了一种多腔带肋钢管混凝土桥墩及其施工方法，包括方形外钢管和混凝土，外侧带肋钢板，内部矩形大钢管，第一焊缝和第二焊缝。方形外钢管按一定间距分散于矩形外框架四边，四角各有一个；外侧带肋钢板由普通钢板两边弯折互相焊接形成，焊接一定长度后和方形外钢管相互焊接形成矩形外框架，钢板肋朝向矩形内侧；内部矩形大钢管嵌于方形外钢管所形成的内矩形框架；第一焊缝位于内部矩形大钢管和方形外钢管连接处，第二焊缝位于两外侧带肋钢板连接处。由于内部空间大，耗材少，工程量小；主要材料为钢材，自重轻，结构刚度和强度较好；截面为矩形多腔状，截面模量大，抗侧翻、抗震性能优越。本发明主要用于装配式桥墩建设行业。

技术领域

本发明涉及一种钢管混凝土桥墩，具体涉及一种多腔带肋钢管混凝土桥墩及其施工方法。

背景技术

桥墩是支承桥跨结构并将恒载和活载传至地基的亚筑物，传统桥墩多采用钢筋混凝土实心桥墩，存在一些问题：

1、传统钢筋混凝土实心桥墩混凝土用量多，自重大，施工时需要支模、拆模等工序，施工周期长。

2、传统钢筋混凝土实心桥墩延性差，抗弯、抗侧翻、抗震性能不高，震后修缮加固复杂。

随着交通建设地不断发展，桥梁建造技术更新换代，对跨度和性能的要求日益提高，这就需要桥墩具备更高的承载能力、更小的截面尺寸、更好的延性、更强的抗震性能及施工方便、经济高效等特点来满足桥梁安全及使用要求。钢-混凝土组合结构由于具有较高的承载力和良好的延性，已被广泛应用到桥梁工程结构中。

目前，授权公告号为CN103741591B的中国专利公开了一种具有内外约束的橡胶混凝土空心桥墩，包括外管、内支柱，外管和内支柱之间设置若干竖隔板，竖隔板将外管、内支柱之间的区域分成若干腔室。但是，由于竖隔板位于外管和内支柱之间，要固定竖隔板，需要将竖隔板的两侧分别与外管内壁、内支柱外壁焊接，且焊接位置并不是暴露在外的，而是伸入桥墩中，那么焊接工作必然有一定困难，难以对整条母线位置进行焊接，也就是只能对桥墩两端的竖隔板、外管、内支柱进行焊接，这种端部焊接相连的结构，就容易在受到外力冲击或扭矩的情况下，焊接处和非焊接连接处受应力变化存在不同，桥墩各处的承载能力不均匀。也就是说，焊接处的抗弯刚度比非焊接处的抗弯刚度大，综合整体来说，桥墩的抗弯刚度就小于焊接位置的抗弯刚度，即小于预期值。

发明内容

本发明的目的是提供一种多腔带肋钢管混凝土桥墩，通过合理的构造设计，在便于焊接的前提下，使方钢管、带肋钢板和混凝土充分发挥各自的材料性能，分布在桥墩四角的方钢管与带肋钢板焊接组合而成外部矩形框架，增加了方钢管的侧向约束，提高方钢管的侧向刚度和稳定性；方钢管内均浇筑混凝土，以达到形成钢管混凝土结构的目的；布置于四角的方钢管与带肋钢板所形成的多腔体组合截面可有效地提高对核心混凝土的套箍效应，提高钢、混凝土两种材料的协同工作性能，从而提高桥墩静力和抗震性能、抗弯刚度。

技术方案包括：内支柱，作为桥墩基准，内支柱的横截面为多边形；外管，围绕在内支柱周围，外管的横截面为多边形，且外管横截面的其中一条棱边与内支柱的横截面棱边相贴，相邻两外管之间间距设置；外侧带肋板，连接于相邻两外管之间，与相邻两外管的管壁、内支柱的管壁组成中空区域；混凝土，填充于外管内。

进一步地，所述内支柱每个顶点处均设有外管，外管的顶角所对棱边与内支柱顶角所对棱边贴合，该贴合位置为第一焊缝。

进一步地，所述外侧带肋板包括若干相互焊接连接的槽钢，槽钢的槽底共面设置，相邻两外管之间至少设置两个槽钢。

进一步地，每个所述槽钢均有两个垂直于槽底面的翻边，相邻两槽钢的翻边相贴，在相邻两槽钢的槽底相接处为第二焊缝。

进一步地，槽钢翻边的面积小于外管的任意一个侧面积。

进一步地，所述内支柱、外管的横截面皆为矩形，内支柱为实心柱或空心管结构。