[发明专利]自复位长圆钢管约束钢筋混凝土柱脚节点及施工方法

说明书

本发明涉及一种自复位长圆钢管约束钢筋混凝土柱脚节点及施工方法，包括基础和长圆钢管柱，长圆钢管柱内部预埋有柱钢筋笼，长圆钢管柱内底部设有方形钢管，方形钢管和长圆钢管柱之间的环形区域中填充有HPFRCC，方形钢管内部以及方形钢管上方区域的长圆钢管柱内部填充有柱混凝土；柱钢筋笼包括若干柱纵筋Ⅰ、若干柱箍和两根对称分布在柱钢筋笼两侧短边上的柱纵筋Ⅱ，所述基础内预埋有基础预埋纵筋，每根柱纵筋Ⅰ下端通过套筒与SMA棒材连接，每根SMA棒材上套设有去粘结层，每根SMA棒材下端通过套筒与对应基础预埋纵筋连接；每根柱纵筋Ⅱ通过套筒与对应基础预埋纵筋连接。安全可靠，传力明确，地震后变形可恢复，抗弯与抗拉性能好，具有良好的经济效益。

技术领域

本发明涉及桥梁技术领域，特别是一种自复位长圆钢管约束钢筋混凝土柱脚节点及施工方法。

背景技术

在地震防灾体系中，桥梁系统为重要的生命线，连接维护生命财产安全所需的许多重要建筑物，如医院、消防站、学校和公共避难场所等，扮演交通枢纽的角色。因此，在地震作用下，桥梁系统需维持应有的运输功能。若桥梁于地震中受损而丧失交通运输功能，除了造成生命伤亡与财产损失外，也将影响救灾重建工作。

柱脚是钢管混凝土桥墩与基础连接的重要节点，其连接刚度与结构和构件的稳定性能密切相关，并对结构内力和位移产生重要影响，是决定结构稳定承载力和水平抗震承载能力的主要因素。在柱脚部分钢管混凝土从有到无，造成结构上的不连续，如果在这一部分处理不得当，很容易发生破坏，导致整个上部结构失效。现有资料均无法直接指导本项目柱脚节点的设计与施工。因此，需要系统、全面地研究长圆形截面钢管混凝土桥墩柱脚节点的承载性能，提出柱脚节点的合理构造措施，保证钢管混凝土桥墩与混凝土承台共同受力。

由于国内外现行钢管混凝土构件的有关规范规程均只规定了圆形截面和方形截面柱脚节点的构造措施，现有资料均无法直接指导本项目柱脚节点的设计与施工。因此，需要系统、全面地研究长圆形截面钢管混凝土桥墩柱脚节点的承载性能，提出柱脚节点的合理构造措施，保证钢管混凝土桥墩与混凝土承台共同受力。

结构在温度作用下产生的温度应力，如果不采取相应的措施，会导致基础尺寸过大，造成经济上的浪费。由于构件之间常用的连接类型包括灌浆波纹管连接、灌浆套管连接、后张拉钢筋束连接和承插连接。由于连接接头的存在，在大周期变形条件下，桥架结构的完整性取决于接头的可靠性和迟滞性。近年来，研究人员对不同连接类型的地震行为进行了研究。在这些连接类型中，灌浆套管被认为是预制件的最佳选择之一。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种安全可靠，传力明确，抗弯与抗拉性能好的自复位长圆钢管约束钢筋混凝土柱脚节点及施工方法。

本发明采用以下方案实现：一种自复位长圆钢管约束钢筋混凝土柱脚节点，包括基础和位于基础上侧且截面呈长圆形的长圆钢管柱，长圆钢管柱内部预埋有柱钢筋笼，长圆钢管柱内底部设有方形钢管，方形钢管下端贴着基础上侧面，方形钢管和长圆钢管柱之间的环形区域中填充有HPFRCC，方形钢管内部以及方形钢管上方区域的长圆钢管柱内部填充有柱混凝土；柱钢筋笼包括若干柱纵筋Ⅰ、若干柱箍和两根对称分布在柱钢筋笼两侧短边上的柱纵筋Ⅱ，所述基础内预埋有伸出基础上侧面并与柱纵筋Ⅰ及柱纵筋Ⅱ位置对应的基础预埋纵筋，每根柱纵筋Ⅰ下端通过套筒与SMA棒材连接，每根SMA棒材上套设有去粘结层，每根SMA棒材下端通过套筒与对应基础预埋纵筋连接；每根柱纵筋Ⅱ通过套筒与对应基础预埋纵筋连接。

进一步的，方形钢管内的柱混凝土中间埋设有CFST柱，所述CFST柱下端向上延伸并插入基础中，CFST柱外部包裹有RPC包裹层。

进一步的，方形钢管内部还设有多根钢管，所述钢管下端向下延伸并埋入基础中，钢管上端向上延伸并埋入方形钢管上方的柱混凝土中；所述钢管埋入基础中的深度与基础预埋纵筋深度相同，钢管的直径是CFST柱直径的0.5倍；CFST柱直径为方形钢管边长的0.5倍，CFST柱插入基础的深度为其自身直径的3倍。