预制装配式双层钢管混凝土组合桥墩结构及其施工方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114934438A(43)申请公布日2022.08.23(21)申请号202210730825.3(22)申请日2022.06.24(71)申请人东南大学地址210096江苏省南京市玄武区四牌楼2号(72)发明人李明鸿宗周红夏梦涛林元铮钱海敏(74)专利代理机构南京经纬专利商标代理有限公司32200专利代理师彭英(51)Int.Cl.E01D19/02(2006.01)E01D21/00(2006.01)E01D101/26(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图6页(54)发明名称预制装配式双层钢管混凝土组合桥墩结构及其施工方法(57)摘要本发明公开了一种预制装配式双层钢管混凝土组合桥墩结构及其施工方法。桥墩结构包括基础承台、双层钢管混凝土立柱、盖梁、预应力筋；双层钢管混凝土立柱位于基础承台和盖梁之间，通过若干节预制双层钢管混凝土节段拼装而成；预制双层钢管混凝土节段包括外层钢管、内层钢管、加劲板和夹层混凝土；基础承台中设置承台预埋钢管连接件，盖梁中设置盖梁预埋钢管连接件，承台/盖梁预埋钢管连接件均包括预埋钢管、开孔加劲板和端板。本发明的桥墩结构具有轴向承载力高、抗侧能力强等优点，可实现全预制装配化施工，缩短建设工期，减小环境影响。本发明的桥墩结构还具有自复位功能，可显著减小或消除桥梁结构的震后残余变形，保证震后桥梁的正常使用。CN114934438ACN114934438A权利要求书1/2页1.一种预制装配式双层钢管混凝土组合桥墩，包括基础承台（2）、双层钢管混凝土立柱和盖梁（3），其中：双层钢管混凝土立柱的数量为M个，M≧1；其特征在于：所述双层钢管混凝土立柱位于基础承台和盖梁之间，由N个预制双层钢管混凝土节段（1）拼装组成，并预埋有预应力筋（70），其中N>1；所述预制双层钢管混凝土节段（1）包括外层钢管（12）、内层钢管（11）和夹层混凝土（14）；所述内层钢管（11）包括内层钢管一（15）和内层钢管二（16），内层钢管一（15）截面外缘尺寸与内层钢管二（16）截面内缘尺寸互相匹配，内层钢管一（15）的一端嵌套在内层钢管二（16）的一端并焊接连接；所述内层钢管二（16）的另一端与外层钢管（12）的一端对齐，内层钢管一（15）的另一端高出外层钢管（12）的另一端；所述外层钢管（12）与内层钢管（11）之间浇筑夹层混凝土（14）形成所述的预制双层钢管混凝土节段（1），浇筑的夹层混凝土（14）的两端面与外层钢管（12）的两端面齐平；所述外层钢管（12）、内层钢管（11）、内层钢管一（15）和内层钢管二（16）的长度L1、L2、L3和L4以及内层钢管一（11）与内层钢管二（16）的嵌套搭接长度L5之间存在如下关系：L3+L4≧L2>L1，L4‑L5≧L2‑L1，L3≧L4；预应力筋（70）依次穿过承台预埋钢管（22）、双层钢管混凝土节段（1）的内层钢管（11）以及盖梁预埋钢管（32），施加相当于10%40%预制双层钢管混凝土节段极限轴压承载力的~张拉力，并再通过锚具（60）分别与基础承台（2）和盖梁（3）锚固。2.根据权利要求1所述的预制装配式双层钢管混凝土组合桥墩，其特征在于：所述基础承台（2）包括承台预埋钢管连接件（21），所述承台预埋钢管连接件（21）包括承台预埋钢管（22）、开孔加劲板（40）和端部钢板（50），承台预埋钢管（22）的截面尺寸与内层钢管一（15）的截面尺寸一致，埋入基础承台（2）的长度不小于直径的2倍，高出基础承台（2）顶面的长度L6=L2‑L1；沿承台预埋钢管（22）的周向分布焊接若干开孔加劲板（40）；在开孔加劲板（40）靠近基础承台（2）顶面的一端焊接端部钢板（50）。3.根据权利要求1所述的预制装配式双层钢管混凝土组合桥墩，其特征在于：所述盖梁（3）包括盖梁预埋钢管连接件（31）；所述盖梁预埋钢管连接件（31）包括盖梁预埋钢管（32）、开孔加劲板（40）和端部钢板（50），盖梁预埋钢管（32）的截面尺寸与内层钢管二（16）的截面尺寸一致，盖梁预埋钢管（31）的长度L7≧L2‑L1且不小于直径的2倍，埋入盖梁（3）且一端与盖梁（3）底面齐平；沿盖梁预埋钢管（32）的周向分布焊接若干开孔加劲板（40）；在开孔加劲板（40）靠盖梁（3）底面一端焊接端部端板（50）。4.根据权利要求1所述的预制装配式双层钢管混凝土组合桥墩，其特征在于：所述外层钢管（12）的截面形状为圆形、方形、矩形或多边形。5.根据权利要求1所述的预制装配式双层钢管混凝土组合桥墩，其特征在于：所述内层钢管一（15）和内层钢管二（16）的截面形状可以是圆形、方形、矩形或多边形。6.根据权利要求1所述的预制装配式双层钢管混凝土组合桥墩，其特征在于：内层钢管一（15）上